發(fā)布時間：2020-09-27 13:01

　　 桉木具有種植范圍廣、生長周期短、纖維質(zhì)量良好等優(yōu)點,并且其木聚糖含量豐富,因而成為中國制漿造紙行業(yè)大力發(fā)展的纖維原材料。隨著生物質(zhì)精煉概念的提出,對纖維原材料進(jìn)行預(yù)處理,有效分離木質(zhì)纖維組分,并用分離得到的不同纖維組分,生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品已成為造紙企業(yè)和科技工作者的研究熱點。本文以桉木木片為研究對象,采用超聲波分別協(xié)同水熱法、稀硫酸、離子液體對原料進(jìn)行預(yù)處理,研究超聲功率、蒸煮溫度、保溫時間、液比等因素對桉木木聚糖提取率的影響,優(yōu)化了工藝參數(shù),篩選出較優(yōu)提取方法,并借助掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)等表征手段對預(yù)處理前后木片及經(jīng)過乙醇沉淀粗提取的木聚糖進(jìn)行分析,探究了超聲波協(xié)同各處理方式提取木聚糖的作用機(jī)制。主要研究內(nèi)容如下:超聲波協(xié)同水熱法分離提取桉木木聚糖組分,探討了單因素實驗條件下超聲功率、超聲時間,蒸煮溫度、保溫時間、液比等不同實驗因素對木聚糖提取率的影響,結(jié)果表明,較優(yōu)的提取工藝條件為超聲功率1200 W、超聲時間50 min、溫度160°C、保溫時間30 min和液比1:15,在此條件下木聚糖得率最優(yōu)為42.18%,與相同條件下未經(jīng)過超聲波處理相比提取率增加3.09%。超聲波協(xié)同稀硫酸分離提取桉木木聚糖組分,探討了單因素實驗條件下超聲功率、超聲時間,硫酸濃度、蒸煮溫度、保溫時間、液比等不同實驗因素對木聚糖提取率的影響,結(jié)果顯示,較優(yōu)的提取工藝條件為超聲功率900 W、超聲時間30 min、硫酸濃度2%、溫度150°C、保溫時間30 min和液比1:20,在此條件下,木聚糖得率為25.03%,與相同條件下未經(jīng)過超聲波處理相比提取率增加4.12%。超聲波協(xié)同離子液體分離提取桉木木聚糖組分,探討了單因素實驗條件下超聲功率、超聲時間、離子液體濃度、蒸煮溫度、保溫時間、液比等不同實驗因素對木聚糖提取率的影響,結(jié)果表明,較優(yōu)提取工藝條件為超聲功率900 W、超聲時間50 min、離子液體濃度7%、溫度160°C、保溫時間40 min和液比1:15,在此條件下,木聚糖得率最優(yōu)為23.28%,與相同條件下未經(jīng)過超聲處理相比提取率增加2.25%。不同方式處理后木片的掃描電子顯微鏡(SEM)觀察分析,表明超聲波在一定程度上具有促進(jìn)組分溶出的作用。將不同方式所得蒸煮液利用乙醇沉淀法進(jìn)行木聚糖粗提取和冷凍干燥后得到木聚糖粉末,紅外光譜分析木聚糖粉末的譜圖顯示,超聲波處理不會影響木聚糖結(jié)構(gòu)的變化。對超聲波協(xié)同水熱、稀硫酸、離子液體三種方式提取桉木木聚糖的結(jié)果對比表明,超聲波協(xié)同水熱法木聚糖提取率較高,而在稀硫酸、離子液體條件下預(yù)處理會將木聚糖降解為單糖而導(dǎo)致木聚糖含量降低,木糖含量升高。
【學(xué)位單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS72
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 桉木的特性及利用
    1.3 超聲波
        1.3.1 超聲波作用基本原理
        1.3.2 超聲波強(qiáng)化提取原理
        1.3.3 超聲波輔助提取植物多糖
    1.4 木聚糖
    1.5 木聚糖的提取
        1.5.1 高溫蒸煮法
        1.5.2 酸法
        1.5.3 堿法
        1.5.4 蒸汽爆破法
        1.5.5 微波法
        1.5.6 超聲波法
    1.6 木聚糖應(yīng)用
    1.7 本課題的研究目的、意義和內(nèi)容
        1.7.1 本課題研究內(nèi)容
第2章 超聲波協(xié)同水熱法分離提取桉木木聚糖類組分
    2.1 實驗原料與方法
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗儀器及實驗藥品
        2.1.3 超聲波提取裝置
        2.1.4 木聚糖粗提取工藝流程
        2.1.5 單因素實驗
        2.1.6 木糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
        2.1.7 蒸煮液中糖含量檢測
        2.1.8 蒸煮液中木素含量檢測
        2.1.9 蒸煮液中乙酸、糠醛含量檢測
        2.1.10 環(huán)境掃描電鏡(SEM)檢測
        2.1.11 結(jié)晶度(XRD)檢測
        2.1.12 蒸煮液中木聚糖乙醇沉淀
        2.1.13 木聚糖粉末紅外光譜檢測
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 超聲功率對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        2.2.2 超聲時間對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        2.2.3 蒸煮溫度對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        2.2.4 保溫時間對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        2.2.5 液比對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        2.2.6 最優(yōu)條件下超聲波協(xié)同水熱提取與未協(xié)同提取法提取木片化學(xué)組分比較
        2.2.7 木片掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        2.2.8 木片X-射線衍射(XRD)分析
        2.2.9 木聚糖粉末紅外光譜檢測分析
    2.3 本章小結(jié)
第3章 超聲波協(xié)同稀硫酸法分離提取桉木木聚糖類組分
    3.1 實驗原料與方法
        3.1.1 實驗原料
        3.1.2 實驗儀器及實驗藥品
        3.1.3 超聲波提取裝置
        3.1.4 木聚糖提取取工藝流程
        3.1.5 單因素實驗
        3.1.6 木糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
        3.1.7 蒸煮液中糖含量檢測
        3.1.8 蒸煮液中木素含量檢測
        3.1.9 蒸煮液中乙酸、糠醛含量檢測
        3.1.10 環(huán)境掃描電鏡(SEM)檢測
        3.1.11 結(jié)晶度(XRD)檢測
        3.1.12 蒸煮液中木聚糖乙醇沉淀
        3.1.13 木聚糖粉末紅外光譜檢測
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 超聲功率對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        3.2.2 超聲時間對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        3.2.3 硫酸濃度對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        3.2.4 蒸煮溫度對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        3.2.5 保溫時間對聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        3.2.6 液比對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        3.2.7 最優(yōu)條件下超聲波協(xié)同硫酸法提取與未協(xié)同硫酸法提取木片化學(xué)組分比較
        3.2.8 木片掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        3.2.9 木片X-射線衍射(XRD)分析
        3.2.10 木聚糖粉末紅外光譜檢測分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 超聲波協(xié)同離子液體分離提取桉木木聚糖類組分
    4.1 實驗原料與方法
        4.1.1 實驗原料
        4.1.2 實驗儀器及實驗藥品
        4.1.3 超聲波提取裝置
        4.1.4 木聚糖粗提取工藝流程
        4.1.5 單因素試驗
        4.1.6 木糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
        4.1.7 蒸煮液中糖含量檢測
        4.1.8 蒸煮液中木素含量檢測
        4.1.9 蒸煮液中乙酸、糠醛含量檢測
        4.1.10 環(huán)境掃描電鏡(SEM)檢測
        4.1.11 結(jié)晶度(XRD)檢測
        4.1.12 蒸煮液中木聚糖乙醇沉淀
        4.1.13 木聚糖粉末紅外光譜檢測
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 超聲功率對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        4.2.2 超聲時間對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        4.2.3 離子液體濃度對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        4.2.4 溫度對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        4.2.5 保溫時間對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        4.2.6 液比對木聚糖提取率及糠醛、乙酸、木素含量的影響
        4.2.7 最優(yōu)條件下超聲波協(xié)同離子液體蒸煮與未協(xié)同提取法提取木片化學(xué)組分比較
        4.2.8 木片掃面電子顯微鏡(SEM)分析
        4.2.9 木片X-射線衍射(XRD)分析
        4.2.10 木聚糖粉末紅外光譜檢測分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 本文的主要結(jié)論
    5.2 本文的創(chuàng)新之處
    5.3 本文的下一步工作
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 牛春花;;木聚糖酯化衍生物的合成、性能及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2012年01期

2 董向元;郭淑青;朱彩霞;韓洋洋;王折折;;木聚糖對生物質(zhì)組分水熱碳化特性的影響研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2017年11期

3 吳紅麗;薛勇;劉健;甘禮惠;龍敏南;;乙酰木聚糖酯酶研究進(jìn)展[J];中國生物工程雜志;2016年03期

4 朱天地;殷欣;鄔敏辰;何瑤;唐存多;;乙酰木聚糖酯酶基因的克隆、表達(dá)及酶學(xué)性質(zhì)研究[J];食品與生物技術(shù)學(xué)報;2014年10期

5 李和平;牛春花;何利霞;;木聚糖酯化衍生物的合成、性能及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代化工;2010年03期

6 楊富國,方正,王煒,徐勇,余世袁;膜反應(yīng)器中木聚糖的酶水解反應(yīng)[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2002年04期

7 白田;;木聚糖的酶解和利用[J];生物技術(shù)通報;1985年06期

8 張金朝;;一年生植物中提取的陽離子木聚糖對紙張機(jī)械性能的影響[J];中華紙業(yè);2016年04期

9 李和平;袁金偉;黃云燕;楊官威;;蔗渣木聚糖微觀結(jié)構(gòu)的分子動力學(xué)模擬[J];分子科學(xué)學(xué)報;2014年03期

10 劉寶亮;曹桂萍;;黑曲霉誘變產(chǎn)酶活性與稻殼中木聚糖定向酶解的研究[J];化學(xué)與生物工程;2010年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 吳克;蔡敬民;潘仁瑞;劉斌;張潔;;絲狀真菌木聚糖酶的組成和性質(zhì)研究[A];酶制劑在飼料工業(yè)中的應(yīng)用[C];2005年

2 閆平;單安山;;重組菌-GS115/pPICZa-(XynB-opt)_2發(fā)酵條件的優(yōu)化[A];中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會動物營養(yǎng)學(xué)分會第十二次動物營養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2016年

3 宋凱;;水溶性木聚糖對肉仔雞增重、屠體性狀及肉質(zhì)的影響[A];第六次全國飼料營養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2010年

4 王俊麗;于廣麗;李兵杰;朱占瑛;聶國興;;堿法提取玉米芯木聚糖的影響因素研究[A];2008年全國糖生物學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要[C];2008年

5 韓業(yè)君;;嗜熱厭氧細(xì)菌Caldanaerobius polysaccharolyticus利用天然木聚糖的酶學(xué)機(jī)理及體外酶系開發(fā)[A];第九屆中國酶工程學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2013年

6 楊紹青;;木聚糖酶的研究進(jìn)展[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集[C];2006年

7 楊然;李秀婷;;微生物木聚糖酶的研究進(jìn)展[A];中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會第七屆年會論文摘要集[C];2010年

8 蘇移山;張曉元;朱希強(qiáng);郭學(xué)平;凌沛學(xué);;酶法制備低聚木糖[A];2006年全國生化與生物技術(shù)藥物學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

9 陸長梅;袁生;趙慶新;;運(yùn)用Overlap-PCR法從Trichoderma reesei QM9414基因組DNA中克隆并表達(dá)木聚糖酶Ⅲ[A];第四屆中國酶工程學(xué)術(shù)交流討論會論文集[C];2003年

10 孫建義;劉明啟;翁曉燕;;提高木聚糖酶催化活性和結(jié)合水解纖維素能力的研究[A];中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會動物營養(yǎng)學(xué)分會第十次學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 賈曉靜;基于木聚糖資源的乙偶姻生物合成研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所);2017年

2 石波;玉米芯酶法制備低聚木糖的研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2001年

3 范成莉;β-葡聚糖、木聚糖復(fù)合酶對斷奶仔豬生長軸激素的影響及其機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2008年

4 朱匯源;木聚糖誘導(dǎo)條件下黑曲霉特異基因表達(dá)分析及高表達(dá)堿性木聚糖酶產(chǎn)黃青霉菌株構(gòu)建研究[D];山東大學(xué);2010年

5 郭兵;海洋細(xì)菌Glaciecola mesophila KMM241產(chǎn)木聚糖酶的結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用潛力研究[D];山東大學(xué);2013年

6 商婷婷;耐熱木聚糖酶重組酵母高密度發(fā)酵工藝及其生物學(xué)特性研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

7 李哲;釀酒酵母和大腸桿菌的啟動子特性及其代謝工程應(yīng)用研究[D];北京理工大學(xué);2015年

8 汪涵;增產(chǎn)煤層氣與產(chǎn)氫菌種的篩選及群落結(jié)構(gòu)研究[D];北京科技大學(xué);2015年

9 吳述平;半纖維素—殼聚糖基生物功能材料研究及其應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2014年

10 劉明啟;提高木聚糖酶熱穩(wěn)定性、催化活性和結(jié)合水解纖維素能力的研究[D];浙江大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 牛司鵬;超聲化學(xué)法分離桉木中木聚糖類組分的研究[D];齊魯工業(yè)大學(xué);2019年

2 樊洪玉;低分散木聚糖和硫酸木聚糖酯鈉的制備研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2018年

3 劉忠明;陰離子木聚糖的制備及其在印染廢水處理中的應(yīng)用[D];齊魯工業(yè)大學(xué);2017年

4 汪文靜;白色鏈霉菌乙酰木聚糖酯酶基因的克隆、表達(dá)及酶學(xué)性質(zhì)的研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

5 陳艷;乙酰木聚糖酯酶的優(yōu)化表達(dá)及催化特性研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

6 顧陽;植物纖維中木聚糖的生物降解及調(diào)控[D];南京林業(yè)大學(xué);2003年

7 曹杰;草菇乙酰木聚糖酯酶的重組表達(dá)及其酶學(xué)特性[D];南京林業(yè)大學(xué);2007年

8 劉寶亮;稻殼中木聚糖的提取和生物降解[D];東北林業(yè)大學(xué);2004年

9 朱天地;宇佐美曲霉乙酰木聚糖酯酶的基因克隆、表達(dá)及酶學(xué)性質(zhì)研究[D];江南大學(xué);2015年

10 王彥超;木薯淀粉和甘蔗木聚糖生化特性的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

本文編號：2827912