[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

摘要

本发明涉及一种实现玉米芯残渣中糖类与木素组分清洁分离的方法，步骤如下：对玉米芯残渣分别进行化学法预处理和机械法预处理；生物酶处理；分离生物酶水解液与残渣；抽提处理；过滤；旋转蒸发；过滤、洗涤、冷冻干燥、洗涤、真空干燥，最终获得纯化后的木素。本发明方法充分实现了玉米芯残渣这种农作物废弃物的有效利用，不仅可以有效利用农业废弃物资源，也减轻了对环境保护的压力，是利国利民、符合国家可持续发展战略和迫在眉睫的方法，对我国国民经济的发展、清洁生产以及环境保护都具有重要意义。

主权项

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/L HCl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。