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试验研究 hina Food Additives
纤维素提取过程中半纤维素去除工艺研究
刘俊红,赫连远坤,吕乾坤
(河南城建学院生命科学与工程学院,平顶山467036)
摘要:狗牙根中纤维素的含量非常丰富,以狗牙根为原料进行纤维素的提取,有利于各种草类的有效
利用。本文以狗牙根为原料,采用超声波辅助碱法提取狗牙根纤维素,探索纤维素提取过程中半纤维素去除
的最优工艺。分别分析了氢氧化钠浓度、料液比、超声波处理的温度、超声波处理的功率、超声波处理的时
间等因素对纤维素得率的影响,进而设计正交试验,探索最佳条件。实验结果显示:狗牙根纤维素提取中
半纤维素去除的最佳工艺为料液比1:15,氢氧化钠浓度3%,超声波处理温度35℃,超声波处理时间6h
超声波处理功率100W,此时粗纤维素得率为30.18%。
关键词?超声波冫氢氧化钠:纤维素;狗牙根
中图分类号:TS202.
文献标识码
文章编号:1006-2513(2014)09-0121-06
Study on removing semi-cellulose in cellulose extraction
LIU Jun-hong, HELIAN Yuan-kun, LV Qian-kun
(School of life science and engineering, Henan University of Urban onstruction
Pingdingshan, Henan Province 467036
Abstract Cynodon grass is rich in cellulose. The extraction of cellulose from Cynodon provide a comprehensive usage
of natural grass. Ultrasonic wave pretreatment combined with alkaline extraction were used to explore the optimized e
traction process of cellulose. Studies were carried out separately about the influences of the concentration of sodium hy-
droxide, solid-liquid ratio, ultrasonic treatment temperature, ultrasonic power and ultrasonic treatment time on the
emoval of hemicellulose extraction efficieney. Based on the single factor experiment, orthogonal experiment was used
in determine the optimum extraction conditions
Results showed that the optimum cellulose extraction conditions are. solid-liquid ratio 1: 15, sodium hydroxide con-
centration 3, ultrasonic treatment temperature 35 C, ultrasonic treatment time 6 hours, ultrasonic processing power
100 W. Under the above conditions, the coarse cellulose vield is 30. 18%
Key words. ultrasonic, sodium hydroxide, cellulose, bermuda grass
料、乳酸和木糖醇等高附加值产品-2,也可作
天然植物纤维资源丰富、价格低廉,突出的为食品添加剂使用,在解决人类所面临的能源
优点是具有生物可降解性和可再生性,纤维素和资源以及食品安全保健等方面有重要意义。
降解产物可以通过生物或化学方法转化为生物燃狗牙根分布广泛,含有丰富的纤维素、半纤维素
收稿日期:2014-07-02
作者简介:刘俊红,女,(1972-),博士,副教授,从事生物能源方面的研究工作
2
2014年第9期
21994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
Food Additives试验爽
等。以狗牙根为原料进行纤维素的提取,有利于浓度对纤维素提取的影响。
各种草类的合理利用。纤维素是由D一葡萄糖通
(2)料液比对半纤维素提取的影响
过B-1,4糖苷鍵联结而成的长链分子,长链分
在氢氧化钠浓度为3%,超声波处理时间8
子进一步通过氢键等作用力形成具有高度结晶区h,超声波处理温度为50℃,超声波处理功率为
的超分子稳定结构。纤维素周围紧密镶嵌着半纤100W的条件下,设置不同的料液比,梯度为1
维和木质素,使得纤维素很难被降解利用5-
15、1:18、1:20、1:24、1:27,研究不同的
本试验采用超声波辅助碱法提取狗牙根中的纤维料液比对纤维素提取的影响。
素,在单因素研究的基础上,通过正交试验找出
(3)超声波处理温度对纤维素提取的影响
提取纤维素的最佳组合,从而提高狗牙根中纤维
在氢氧化钠浓度为3%,料液比为1:18,超
素的提取得率,以便后续纤维素的进一步利用
声波处理时间为8h,超声波处理功率为100W
都相同的条件下,设置不同的超声波处理温度,
2材料与方法
梯度为25℃、35℃、50℃、65℃、75℃,研究不
2.1实验材料与试剂
同的超声波处理温度对纤维素提取的影响
2.1.1实验材料
4)超声波处理时间对纤维素提取的影响
在氢氧化钠浓度为3%,料液比为1:18,超
图书馆后面的山脚,采集成熟的狗牙根植株(河声波处理温度为50℃,超声波处理功牽为100
南城建学院生命科学与工程学院侯玉杰教授鉴的条件下,设置不同的超声波处理时间,梯度为
定),洗净、烘干后用粉碎机粉碎,过60目筛子4h、6h、8h、10h、12h,研究不同的超声波
后密封保存,随用随取。
处理时间对纤维素提取的影响。
2.1.2实验试剂
(5)超声波处理功率对半纤维素提取的影响
36%~38%盐酸(分析纯)、30%过氧化氢
在氢氧化钠浓度为3%,料液比为1:18,超
(分析纯)、冰醋酸(分析纯)、无水氢氧化钠声波处理温度为50℃,超声波处理时间为8h的
(分析纯)、浓硫酸(分析纯)等。
条件下,设置不同的超声波处理功率,梯度为80
2.2研究内容与方法
W、100W、120W、140W、160W,研究不同的
以粉碎去除果胶后的原料按一定的液料比浸
超声波处理功率对纤维素提取的影响
于氢氧化钠溶液中,超声波处理,以料液比、氢
氧化钠浓度、超声波处理的时间、温度和功率为3结果与分析
影响因素进行单因实验8(每个因素设置五个3.1单因素
梯度,每个梯度做三个)。将浸泡过的物料过滤,3.1.1氢氧化钠浓度对狗牙根纤维素提取的影响
滤渣洗至中性,加4ml浓度为6%的过氧化氢溶
不同的氢氧化钠浓度对纤维素提