[发明专利]一种实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法

权利要求书

1.一种实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法，其特征在于：步骤如下：

⑴首先，将选取的玉米芯残渣分别进行化学法预处理或机械法预处理：

①化学法预处理：将玉米芯残渣原料置于反应器中，加入0.1％-5.0％(相对于原料绝干质量)的NaOH，反应容器在60-90℃的温度下保温10-60min，并在反应过程中不断搅拌，以使玉米芯残渣原料与药液充分反应，反应结束后，过滤以将预处理液与固体残渣进行分离，将反应后的玉米芯固体残渣水洗至中性，并在风干平衡水分后储存以用于后续的生物酶处理；

②机械法预处理：将玉米芯残渣放入研磨机中并加入水进行研磨，保证研磨浓度维持在1％-30％的范围内，转速为300-2000rpm，研磨时间为10-60min，研磨后的玉米芯固体残渣经收集、平衡水分后用于后续的生物酶处理；

⑵生物酶处理：对预处理后的玉米芯固体残渣进行生物酶处理，在进行处理之前，对所用容器进行高温灭菌处理；

⑶在无菌条件下，向预处理后的玉米芯固体残渣中加入乙酸—乙酸钠缓冲溶液，玉米芯固体残渣的绝干质量与乙酸—乙酸钠缓冲溶液体积比例为1：5kg：L，充分搅拌后加入生物酶混合液，然后加入蒸馏水使玉米芯残渣的质量浓度为1％–10％，无菌条件下进行生物酶恒温培养酶解处理，随后即得酶水解后的残渣以及生物酶水解液；

其中，所述生物酶恒温培养酶解处理的条件为：反应温度40–55℃，反应时间10–80h，转速100–180rpm，所用生物酶用量为10–70FPU/g底物；

⑷生物酶处理之后，分离生物酶水解液与残渣，收集生物酶水解液，即得包含糖类的糖化液，储存备用；

残渣为酶解粗木素，将酶水解粗木素洗至pH值呈6–7后，风干、储存、平衡水分后备用；

⑸取酶解粗木素，使其溶解在包含浓度为0.01mol/LHCl的弱酸性的二氧六环—水混合液中，其中二氧六环与水的体积比为85:15，酶解粗木素的质量浓度为5％，在90-100℃温度下对酶解粗木素进行抽提处理，抽提处理时要保证在氮气的保护下进行回流，从第一次回流时开始计时，抽提2-4h，得混合物；

⑹抽提处理结束后，将混合物进行过滤，残渣用新鲜的二氧六环与水组成的混合液进行洗涤，洗涤数次直至滤液澄清，收集滤液用于后续处理；

⑺将碳酸氢钠颗粒加入所收集的滤液进行中和直至滤液呈中性，然后利用旋转蒸发设备进行蒸发浓缩处理，温度在30–35℃，浓缩比为1:15-40，将所得的浓缩液逐滴加至大量的酸性去离子水中，在逐滴加入的过程中保持均匀搅拌以促进木素的溶出、沉淀；

⑻将溶出、沉淀出来的木素进行过滤处理以分离木素，过滤所得的固体经酸性去离子水充分洗涤，洗涤结束后将木素转移至容器中收集、冷冻干燥20-28h，干燥后的木素用正己烷洗涤以除去其它杂质成分，然后经过在30℃条件下持续进行真空干燥6-10h，最终获得纯化后的木素。

2.根据权利要求1所述的实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法，其特征在于：所述步骤⑴中玉米芯残渣为玉米芯原料经酸法处理提取玉米芯中的木糖之后的剩余物。

3.根据权利要求2所述的实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法，其特征在于：所述玉米芯残渣的主要组分及质量百分数如下：葡聚糖63.68％，木聚糖4.17％，Klason木素17.03％，乙醇抽出物10.64％，灰分2.93％。

4.根据权利要求1所述的实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法，其特征在于：所述步骤⑵中高温灭菌处理的条件为121℃灭菌60min。

5.根据权利要求1所述的实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法，其特征在于：所述步骤⑶中乙酸—乙酸钠缓冲溶液的pH为4.5–5.0，其配制方法为：称取乙酸钠，加蒸馏水溶解，再加入冰乙酸，加蒸馏水稀释至乙酸钠浓度为0.5mol/L，冰乙酸的体积浓度为2.5％，并调节pH值至4.5–5.0。

6.根据权利要求1所述的实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法，其特征在于：所述步骤⑶中生物酶为复合纤维素酶。

7.根据权利要求1所述的实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法，其特征在于：所述步骤⑷中利用过滤器实现生物酶水解液与残渣的分离。