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第卷第期平顶山工学院学报..
年月.
文章编号:—一—
利用玉米芯半纤维素水解液
发酵制备木糖醇的研究
朱泮民,杜玲枝
平顶山工学院,河南平顶山
摘要: 玉米芯是廉价的可再生资源,利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇,与传统的加氢催
化工艺相比,具有原料成本低、反应条件温和、能耗小、产品质量好等优势。文章通过对木糖
醇发酵液进行浓缩并投加适量晶种的情况下用结晶法分离出高纯度的木糖醇晶体。研究了适
宜的结晶提取条件为:初始木糖醇浓度/,结晶温度一,木糖醇晶种为.%。
关键词: 木糖醇;结晶法;半纤维素水解液;发酵
中图分类号: 文献标识码:
木糖醇广泛应用于食品、医药、化学等工业领域。发酵法生产木糖醇使用最多的原料是植物半纤维素的水解液,如
玉米芯、硬木、秸秆、棉籽壳、甘蔗渣等的半纤维素水解物。将植物纤维中的半纤维素水解生成木糖,再进一步发酵生产
木糖醇,对于植物资源利用、环境保护和可持续发展都具有重要意义。与传统的木糖加氢催化工艺相比,其具有原料成
本低、反应条件温和、能耗小、产品质量好等优势。传统的木糖催化加氢法生产木糖醇,因为镍氢催化剂对原料中木糖纯
度要求很高,所以木糖醇产物中的杂质含量较少,采用常规结晶方法即能从木糖醇母液中结晶出木糖醇晶体。而采用微
生物发酵法制备木糖醇,由于发酵液组成复杂,产物中木糖醇含量相对较低,从发酵液里结晶提取木糖醇相当困难。利
用结晶法分离或提取产物方面的经验【、引,本论文采用活性炭脱色、离子交换树脂吸附等方法除去发酵液中大部分杂质,
对木糖醇发酵液进行浓缩使木糖醇达到一定浓度,并在投加适量晶种的条件下用结晶法从发酵液中提取了高纯度的木
糖醇。
实验部分
. 仪器和试剂
玉米芯:取自河南平顶山,粉碎至~目,风干备有。木糖醇发酵液经活性炭脱色和离子交换树脂脱盐净化处理
后,发酵液中木糖醇浓度./。木糖醇购于公司,纯度为分析纯。离子交换柱;法测定晶体中木糖醇纯
度。
. 玉米芯半纤维素水解液的制备
玉米芯颗粒目在、.%硫酸、液固比、水解条件下反应。水解完毕,过滤残渣,得玉米芯半纤维素水
解液。植物纤维原料中的戊聚糖在酸性条件下加热容易水解成五碳糖。五碳糖主要有木糖和阿拉伯糖两种糖,木糖是
五碳糖的主要成分,约占五碳糖含量的%,这是生产木糖醇的基本原料。
. 木糖醇发酵液的制备
糖醇发酵可以在~较宽的温度范围内进行,在%时发酵效果较好,木糖醇浓度为.,木糖醇产率为
.% 。
植物半纤维素水解液的制备方法决定了水解液的发酵性能,通过植物纤维原料的预处理、水解条件的调整以及水解
液的脱毒预处理均可以有效地提高水解液的发酵性能。用来生产木糖醇的微生物主要是酵母菌。自然界存在许多酵母
菌可以利用木糖作为唯一碳源生长,木糖醇是这些微生物木糖代谢的中间物,不同的微生物代谢木糖的能力不同,木糖
醇积累的速度和数量也不同,只有快速和大量积累木糖醇的菌种才可能用来生产木糖醇。生产木糖醇的酵母菌,以假丝
酵母最多。、、、、.等报道了用假丝酵母发酵木糖生产木糖醇的研究,这些假丝酵母属于不同
的种。此外,、、等报道了用德巴利酵母发酵木糖生产木糖醇的研究,等报道了用毕赤酵母
收稿期:——
第一作者简介:朱一,男,河