稻壳预处理及稻壳中木聚糖的提取工艺的研究

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1、摘要稻谷是我国主要的粮食作物，稻壳按重量计占稻谷重量的20％，是一类产量相当大的可再生生物质资源。稻壳的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素及灰分。稻壳的资源化利用已成为国内外研究的热点，主要包括稻壳的高效燃烧及其污染防治，稻壳灰制水玻璃和吸附剂等，稻壳纤维组分的水解发酵产酒精和糠醛等。然而稻壳牢固的网状结构使得预处理成为稻壳得以利用的关键性步骤。本课题对稻壳预处理技术及稻壳中木聚糖的提取工艺进行了研究，主要的研究内容及结果如下：试验首次将爆米花机用于稻壳的预处理，并与其他几种方法进行了比较，包括

2、3％NaOH、3％氨水、3％H2S04、5％氨水煮沸处理以及微波处理法。对处理后的稻壳进行了成分的测定和电镜扫描分析，并对稻壳酶解后总糖得率进行了比较。研究结果表明，相对于未处理稻壳，经以上方法处理后的稻壳酶解率分别提高了258．50％、395．55％、177．53％、168．62％、130．16％、50．61％、。其中爆米花机处理法和微波处理因相对成本低，且绿色环保，都是可放大到工业化生产的预处理方法。迸一步试验用微波协同NaOH溶液处理稻壳，与未处理、仅用微波处理、仅用NaOH溶液处理和微波

3、协同氨水处理后的稻壳酶解效果进行了比较，得到微波协同NaOH溶液处理效果最好。然后采用响应面试验设计，以酶解得率为响应值，通过DesignExpert．8．05b(原版)软件分析处理数据，确定出微波协同NaOH溶液处理稻壳的最佳工艺条件为：NaOH质量浓度为1．5％，微波功率为650W，微波辐照时间为16min，固液比为l：12，在此条件下，酶解得糖率可达56．24％。低聚木糖是一种功能性低聚糖，由于其独特的功能性质，可以将其利用到食品、化工、医疗等行业当中，利用稻壳制备低聚木糖具有一定的经济效

4、益。制备低聚木糖的前提工作是木聚糖的提取。为提高稻壳中木聚糖的提取率，稻壳经微波预处理后再用碱法进行木聚糖的提取，先对提取温度、NaOH浓度、固液比、提取时间4个因素进行单因素试验。根据单因素试验结果设计中心组合试验，以木聚糖提取率为考察指标，采用响应面分析法确定最优工艺参数。结果表明：提取温度69．8l℃、NaOH浓度10．7％、固液比l：13(m：V)、提取时间5．1h。该条件下，木聚糖提取率可达76．57％。关键词：稻壳；预处理技术；爆米花机；微波；木聚糖；响应面法ABSTRACTRice

5、isthemainfoodcropsinourcourtry，itcontains20percentofhusk，SOricehuskisthemostconsiderablereproducibleagriculturalresourceinourcourtry．Themaincomponentofthericehuskarecellulose，hemicellulose，lignin，andash．Exploitationandutilizationofricehuskhasbecomeah

6、otspotathomeandabroad．Atpresent，themainutilizationofricehuskincludehydrolysisfermentationoffibercompomentsinthewayofalcohol，furfural，andricehuskashmanufacturingsodiumsilicate，adsorbentandSOon．Becausethesolidnetworkstructureofricehuskisdifficulttodeco

7、mpose，pretreatmentbecomethekeystepofitsutilization．Inthisthesis，thepretreatmenttechnologyofricehuskandtheprocessofxylanextractionfromricehuskwerestudied，themainresearchcontentsandresultsareasfollows：Popcornmachinewasfirstusedtopretreatricehuskandwasc

8、omparedwiththefollowingmethods，including：3％NaON，3％NH3·H20，3％H2S04，boiledin5％NH3‘H20，microwave．ThemaincomponentsofthericehuskandpretreatedricehuskweredeterminedandanalyzedwithSEM，andthetotalsugarcontentofthericehuskafterenzymatichydrolysiswerecompared