农作物秸秆预处理提取木聚糖研究开题报告

1. 研究目的与意义

木聚糖是半纤维素的一种，广泛存在于植物细胞壁中，是自然界中含量仅次于纤维素的碳水化合物。木聚糖是一种五碳醛糖，为无色至白色结晶或针状性粉末，不易被人体消化吸收、低热值，不易被腐败菌发酵，具有明显的双歧杆菌活性，能够起到调节人体生理功能，增加机体免疫力，预防疾病等作用。另外，木聚糖类半纤维素是一类待开发的可再生资源，经酶水解可生产国际市场上急需的低聚木糖、木糖等疗效食品。其降解后所产生的木糖和少量其他单糖，可以用作基本碳源生产各种发酵产品，因此木聚糖常被应用于食品工业、啤酒酿造工业、饲料工业。作为生产低聚木糖及发酵产品的原料，木聚糖的提取和木聚糖的水解是关键步骤。

很多农林废料中富含木聚糖，如玉米芯、棉仔壳，蔗渣、麸皮以及很多农作物的秸秆，且价格十分低廉，经过合理的利用就可以在减少环境污染的同时变废为宝。玉米是世界三大粮食作物之一，据联合国粮农组织(fao)报道，世界玉米种植面积达1.35亿hm²，我国位居世界第二，玉米年产量1.1亿t左右，全国有玉米芯资源2750万t。玉米芯的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素以及少许果胶、灰分以及很少的含氮化合物等，其中木聚糖的含量高达35%～40%。

本研究利用低成本的稀酸预处理对玉米芯进行提取木聚糖，通过调节ph、反应温度及反应时间，获得最佳木聚糖提取产率的最优反应条件，并进行后继酶水解评价及产物分析。为玉米芯资源的利用提供了基础数据，具有重要的生态效益和经济效益。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

技术要求：学会秸秆稀酸预处理反应操作、产物分析、反应条件优化等

设计条件：木质纤维素是世界上分布较多的一种可再生资源，利用木质纤维素生产能源或相关化学品目前已得到世界各国的高度重视。其中木聚糖是木质纤维素的重要组成部分，在食品、医药及饲料领域有广泛应用。本研究利用低成本的稀酸预处理对玉米芯进行提取获得木聚糖。通过调节ph，反应温度及时间，获得低聚木糖生产的最优反应条件，并进行后继酶水解评价及产物分析。

3. 研究的方法与步骤

一、实验材料

底物：玉米芯

催化剂：稀硫酸

4. 参考文献

[1]许正宏,熊筱晶,陶文沂.低聚木糖的生产及应用研究进展[j].食品与发酵工业,2002(01):58-61.

[2]姚笛,马萍,王颖.响应面法优化玉米芯中木聚糖的提取工艺[j].食品科学,2011,32(8).

[3]张金永,丁兴红,夏黎明.以玉米芯为原料酶法制备低聚木糖的研究[j].食品与发酵工业, 2006(02):75-77.

5. 计划与进度安排

1、2022年12月23日-2022年3月1日 查阅文献，根据任务书书写开题报告，制定实验方案，翻译外文文献；

2、2022年3月2日-2022年3月10日准备预处理实验相关材料，熟悉反应操作；

3、2022年3月11日-2022年4月22日预处理反应、酶水解评价，产物分析；