小曲酒糟中纖維素提取條件研究

柏松 楊英

摘要： 本研究考慮小曲酒糟纖維素提取工藝中堿溶液的濃度、液料比和堿水解處理溫度等因素對提取率的影響。通過對小曲酒糟中纖維素提取率的比較及極差分析，得到最佳提取條件。結(jié)果表明：小曲酒糟中纖維素的提取率主要受堿溶液濃度的影響。小曲酒糟纖維素提取較優(yōu)條件為：NaOH溶液濃度為0.5mol/L，液料比10∶1，堿水解處理溫度60℃。

關(guān)鍵詞： 小曲酒糟；纖維素；提取條件

小曲酒糟中含有大量的可再利用資源，其中，所含有的纖維素、淀粉及木質(zhì)素等資源非常豐富。纖維素不僅是食品及醫(yī)藥行業(yè)的重要材料，也是化工等行業(yè)非常重要的原料。本課題將小曲酒糟作為提取纖維素的原料，將其資源化。以小曲酒糟中纖維素的提取率為研究的中心，最終獲得較優(yōu)的工藝條件。研究通過設(shè)計堿水解正交試驗，同時考慮各因素相互作用的原理，使小曲酒糟中纖維素的提取條件得到優(yōu)化。

1. 實驗原料

小曲酒糟：取自自貢市鄧關(guān)趙化酒廠

2. 實驗步驟

2.1 小曲酒糟中纖維素的提取方法

水洗去大部分水溶性物質(zhì)→95%乙醇除有機物→淀粉酶、糖化酶水解除淀粉→用氫氧化鈉溶液進行水解→蛋白酶除蛋白質(zhì)→漂白及去木質(zhì)素→硫酸溶液處理→烘干，計算。

2.2 小曲酒糟中纖維素提取工藝中的操作要點

2.2.1 水洗去大部分水溶性物質(zhì)

稱取10克小曲酒糟細粉于250ml錐形瓶內(nèi)，共9份，于每份中加入150毫升蒸餾水，浸泡1.5小時后，過濾，得濾渣。

2.2.2 95%乙醇除有機物

向上述水洗后的濾渣中，以液料10∶1比例加入95%乙醇，輕輕攪拌，使乙醇將酒糟浸泡完全，浸泡25min后，過濾，再次加入100ml95%乙醇，浸泡15分鐘后，過濾，得濾渣。

2.2.3 淀粉酶、糖化酶水解除淀粉

將上述2.2.2所得濾渣用α-淀粉酶和糖化酶將其中的淀粉徹底水解除去。依據(jù)所查資料，向上述所得濾渣中先加入100ml蒸餾水，然后，加熱沸騰15分鐘，使酒糟中所含的淀粉水解成糊精，立即放冷至55℃以下，隨后，調(diào)節(jié)溶液PH為6.0，加入2.5%的α-淀粉酶溶液45毫升，48℃水解1.5小時，不斷攪拌，恒溫水解。直到于白色滴板上滴加一滴酶解液，再加一滴碘溶液，不顯藍色為水解終點。水解完畢后，將酶解液煮沸，使酶失活，過濾。據(jù)資料，調(diào)節(jié)濾液PH為4.4，向各溶液中分別加入0.2%的糖化酶溶液100ml，然后50℃水解1小時，過濾至中性。

2.2.4 用氫氧化鈉溶液進行水解

氫氧化鈉溶液的濃度、氫氧化鈉溶液水解時的溫度以及液料比對纖維素的提取率有非常大的影響。經(jīng)研究，采用最佳的氫氧化鈉溶液進行水解的方法對酒糟中的纖維素進行提取，據(jù)資料顯示，液料比在9∶1至11∶1之間提取效果較好，因此，設(shè)計氫氧化鈉溶液水解的因素水平表為表1所示。

表2所設(shè)計的方案中，A表示氫氧化鈉溶液濃度（mol/l），B表示液料比，C表示氫氧化鈉溶液水解時的溫度，組合表示在正交試驗設(shè)計中，氫氧化鈉溶液濃度、液料比以氫氧化鈉溶液水解時的溫度這三個因素的不同組合方式，各樣品按照設(shè)計進行試驗，3.5小時后，5000r/min離心8分鐘，且水洗至PH為7.0，得沉淀，轉(zhuǎn)移至250毫升錐形瓶。

2.2.5 蛋白酶除蛋白質(zhì)

向2.2.5所得沉淀中各加入濃度50μg/ml的蛋白酶K溶液30ml，調(diào)節(jié)該溶液PH為7.0-8.0，37℃的恒溫水浴中水解2小時后，過濾。

2.2.6 漂白及去木質(zhì)素

向2.2.5所得沉淀中加入6%的次氯酸鈉溶液50毫升，再用30%的乙酸直接調(diào)節(jié)PH為5.5，70℃恒溫水浴1.5小時后，冷卻、過濾。

2.2.7 硫酸溶液處理

經(jīng)過上述步驟處理后，樣品可能還存在少量的果膠等其他物質(zhì)，可再往濾渣中加入濃度為1.25%的硫酸溶液50ml，微沸8分鐘，以將果膠、糖類等物質(zhì)水解除去，然后過濾，水洗至中性。

2.2.8 烘干，計算。

2.3.1 產(chǎn)品中纖維素含量的測定，按照碘量法進行測定。

2.3.2 產(chǎn)品中纖維素的含量計算公式及數(shù)據(jù)如下：

X=K（a-b）/n×24

公式中：X表示纖維素的百分含量，%；“24”表示1mol的C6H10O5就相當(dāng)于硫代硫酸鈉的當(dāng)量數(shù)；K表示硫代硫酸鈉溶液的濃度，mol/L；a表示空白樣滴定時所消耗硫代硫酸鈉的體積，ml；b表示溶液滴定時所消耗的硫代硫酸鈉的體積，ml；n表示小曲酒糟中纖維素的產(chǎn)品質(zhì)量，g。空白樣所消耗硫代硫酸鈉體積為21.4毫升。

結(jié)果及極差分析如表3、4所示。

3. 總結(jié)

極差分析可知，三個因素中，氫氧化鈉溶液的濃度大小對小曲中纖維素提取率影響最大，液料比其次，氫氧化鈉水解溫低最弱。較優(yōu)的提取條件為氫氧化鈉濃度（0.5mol/L）、液料比（10∶1）、氫氧化鈉水解溫度為（60℃）。