响应曲面法对玉米秸秆稀酸水解还原糖条件的优化

目的研究玉米秸秆纤维素在稀酸水解过程中各个因素对还原糖产率的影响,并对玉米秸秆纤维素稀酸水解条件进行优化.方法针对我国辽宁沈阳地区的农作物种植与能源需求现状,利用响应曲面设计试验方法(RSM),选择酸投加量、搅拌温度、水解时间作为试验因子,建立3因素3水平响应曲面回归模型进行分析,将还原糖产率作为响应值并进行曲面分析.结果 3个影响因子对还原糖产率均具有显著影响(P0.05).所得回归方程R~2值为0.9021,P0.05,足够精度值为5.962,说明模型高度显著,可以在设计范围内对响应值进行预测.模型预测最佳水解条件为温度58.21℃,水解时间2.86 h,稀酸投加量112.55 mL.利用最佳水解条件进行验证试验,溶液总体积为165 mL,经过试验验证:玉米秸秆稀酸水解的还原糖产率为60.45%,此时,水解液中还原糖质量浓度为0.015 g/mL.结论搅拌温度与水解时间两因素对还原糖产率影响较为明显,该模型可以较好地预测出玉米秸秆纤维素稀酸水解的最佳反应条件与还原糖产率.     

麦秸秆稀酸水解条件的研究

通过对麦秸秆在相对较低的温度下稀酸水解实验研究,探讨了原料与稀硫酸的固液比,反应时间、稀硫酸浓度和温度对纤维素、半纤维素降解为还原糖含量的影响.确定麦秸秆最佳水解条件是:固液比为1∶8、0.6%稀硫酸在160℃下反应1 h,得到还原糖浓度50.34 g/L、得率为61.96%.     

木薯渣预处理工艺和酶水解工艺研究

以木薯渣为纤维素材料,利用稀酸预处理和绿色木霉产的纤维素酶对植物中的纤维素进行降解,同时,分析了木薯渣的主要组分。结果表明：木薯渣中纤维素含量为46．7％,木质素为16．9％,半纤维素为32．6％;当固液比为1：40,HCI浓度为3．5％,反应时间为3．5h时,进行预处理,可以收到较好的处理效果。当水解温度为55℃,pH=4．8,纤维素酶用量为120FPA／g,水解时间为28h时,还原糖的释放量为0．191mg／mL。     

嗜热真菌木聚糖酶与稀酸联合水解甜菜渣生产L-阿拉伯糖的初步研究

通过嗜热真菌DSM 10635固体发酵生产木聚糖酶,探讨了利用该木聚糖酶-稀酸联合水解甜菜渣生产稀少五碳糖的方法,并对水解产物进行了定量分析.研究发现：通过木聚糖酶-稀酸水解甜菜渣可得到稀少单糖,主要有阿拉伯糖、葡萄糖、木糖等.HPLC结果显示：甜菜渣的水解产物中L-阿拉伯糖含量占全部单糖含量的48.4%（质量分数）.实验结果为进一步研究L-阿拉伯糖的工业生产和精制奠定了基础.     

生物质能源开发——Ⅳ.泥炭的催化水解法

以半纤维素含量较高的泥炭为原料,在常压和加压(200℃左右的水蒸汽压)条件下,研究了水解法中反应时间、液固比、反应温度、酸浓度、催化剂等工艺条件对糖化率的影响。并比较了一步法和二步法的转化率。实验结果表明:可用常压一步法水解。其工艺条件为:泥炭粒度100目,反应温度100℃,盐酸浓度1.0～1.5%,液固比10.5～12.0,反应时间80～100min。添加催化剂能提高水解反应速度,FeCl_3有较高的催化活性。在上述条件下有近70%的可水解物水解为还原糖。水解后的残渣可以用于气化。     

三聚氯氰改性对稻草结构及其水解性能的影响

以三聚氯氰为改性剂,在碱性条件下对稻草进行接枝改性,利用红外光谱、核磁共振等方法分析了改性前后稻草的结构,采用稀酸催化稻草水解的方法测试了改性稻草的水解性能,探讨了改性稻草的水解效率随改性剂用量的变化规律。结果表明:未改性稻草水解后的还原糖得率为29.9%,而三聚氯氰改性稻草酸水解后还原糖得率随改性剂用量的增加先增加后减小,当三聚氯氰的质量分数为9.6%时,还原糖得率最高,达到45.5%。说明对稻草进行适当的化学改性,可以提高其水解效率。     

芒草硫酸水解糖化的研究

芒草是高产的纤维素类植物,作为能源植物受到国内外的广泛关注。利用纤维素类生物质材料生产燃料过程中,秸秆的水解糖化是关键步骤。研究了浓硫酸和稀硫酸的浓度、时间、温度、酸固比对芒草糖化处理的影响,从中筛选出了浓硫酸和稀硫酸处理的最佳条件。之后将二段硫酸处理的最佳反应条件结合:一段为浓硫酸水解,其酸固比为15∶1,酸浓度60%,水解时间30min,水解温度60℃;二段处理稀酸水解条件为酸固比160∶1,酸浓度6%,水解时间120min,水解温度160℃。采用二段水解处理法,总糖收率为36.78%,该二段处理方法条件温和,不需要高压,适宜应用到实际生产工艺中,因此该研究结果为芒草的进一步有效利用提供了基础。     

3,5-二硝基水杨酸法测定液体糖中总糖含量

建立3,5-二硝基水杨酸(DNS)测定液体糖中总糖的检测方法,并对总糖的水解条件和还原糖的检测条件进行了优化.结果表明,液体糖中总糖的水解条件为:糖液样品与2 mol/L盐酸体积比为1∶0.5,50℃水浴加热5 min;还原糖的检测条件为:测定波长500 nm,显色剂DNS用量1.5 mL,沸水浴加热7 min,显色时间30 min.标准品葡萄糖在0.1～1.4 mg/mL范围内呈良好的线性关系,平均加标回收率为99.56%,RSD值为3.16%,相关系数R~2=0.999.精密度、重复性和稳定性试验结果的相对标准偏差均小于3%,表明该方法可用于液体糖中总糖含量的测定.     

平菇菌渣厌氧消化产气潜力

为了拓展厌氧消化原料的来源,以平菇菌渣为研究对象进行沼气发酵试验.在中温(35±1)℃条件下,采用批量式发酵工艺,对其产气特性及有机质含量变化与厌氧消化之间的关系进行分析.试验结果表明,平菇菌渣是一种较佳的发酵原料,其原料产气率为464 mL/g、TS产气率为619 mL/g、VS产气率为720 mL/g.在沼气发酵过程中,纤维素、半纤维素、木质素、粗脂肪、粗蛋白、总糖、低聚糖、还原糖和淀粉均不同程度的发生降解,其中纤维素和低聚糖的降解率远高于其他有机质,纤维素几乎全部降解,低聚糖降解率达到了90%以上.该试验结果为平菇菌渣的无害化、资源化利用提供理论研究基础和数据支持.     

原子吸收间接法测定水果蔬菜中水溶性总糖

本文提出了水果蔬菜中水溶性总糖测定的新方法，该法基于将样品中水溶性糖经酸水解均转化为还原糖，再与碱性铜盐溶液反应，最后以原子吸收法测定反应后留存在溶液中的铜含量。批量测定时较化学法简便、快速。方法的相对标准差低于３％。经与目前国内通用的常规测定法比较，结果基本一致。     

金钗石斛营养成分分析研究

采用国家标准分析法测定了贵州省赤水市龙泉原生态石斛产业实业有限公司所种植金钗石斛的营养成分。结果显示水分含量为84.45%、粗纤维含量为9.10%、蛋白质含量为0.94%、还原糖含量为1.13%、粗脂肪含量为0.12%,此外共测出12种氨基酸和8种无机元素。可以看出贵州省赤水市龙泉原生态石斛产业实业有限公司所种植金钗石斛含有丰富的蛋白质和氨基酸,并含有丰富的Ca、Mg、P等无机元素,具有较高的营养价值。     

黔江肾豆营养成分分析

该研究测定了重庆黔江肾豆的主要营养成分及矿物质元素质量分数.研究发现黔江肾豆粗蛋白质量分数为23.35%,蛋白质质量分数为14.28%,水解液总氨基酸质量分数为17.0%,总必需氨基酸质量分数为6.9%;粗脂肪质量分数为1.28%,不饱和脂肪酸质量分数较高,占总脂肪酸的83.0%,其中油酸为8.2%,亚油酸为22.2%,α-亚麻酸的质量分数均超过大豆、黑豆、豇豆和鹰嘴豆等豆科作物,占总脂肪酸质量分数的52.6%;总糖质量分数为53.47%,其中还原糖为1.70%,淀粉为51.77%;粗纤维为3.47%;主要矿质元素,铁:68.2μg/g,锌:42.9μg/g,钙:10.3μg/g,钾:7.3mg/g,镁:1.8mg/g,锰:16.5μg/g,铜:9.4μg/g,磷:2.62mg/g.可见黔江肾豆营养保健价值独特(特别富含α-亚麻酸),值得开发利用.     

Insights on cellulose hydrolysis in the porous structure of biomass particles using the lattice Boltzmann method

Lignocellulose biomass has been recognized as one of the most promising sources of low-cost and renewable biofuels, and its conversion into alternative fuels and valuable platform molecules has attracted widespread attention. The porous solid residue from lignocellulose biomass, which was pretreated by steam-stripping, is catalyzed by dilute sulfuric acid to form levulinic acid (LA). The process includes porous media diffusion, multicomponent reactive transport, liquid-solid interface reaction, and cellulose dissolution. Understanding the interactions between these complex physicochemical processes is the basis for optimizing the performance of the hydrolysis reaction. In this study, a porous reaction transport model based on the lattice Boltzmann method (LBM) was established to simulate the conversion of cellulose to LA which was catalyzed by dilute acid. The simulation results were compared with the existing experimental results to verify the accuracy of the model. The simulation results showed that temperature has a significant effect on hydrolysis and the highest carbon yield was obtained at 180 °C. Without considering the lignin reaction, the higher the sulfuric acid concentration, the better is the hydrolysis efficiency in the range of 4% – 8%. The influence of cellulose content and steam-stripping the residue porosity on the dissolution rate of cellulose was also evaluated. The average dissolution rate of cellulose is the highest within 75 min, when the porosity is 0.7 and the cellulose content is 50%.     

乐清产缢蛏(Sinonovacula constricta)肉营养成分的研究

就缢蛏(Sinonovacula constricta)的营养成分进行了分析。用干燥法、凯氏定氮法、灼烧法、酸水解法、蒽酮比色法等方法,分别对其水分、蛋白质、灰分、脂肪、碳水化合物等营养成分作了测定。结果显示:水分、蛋白质、灰分、脂肪、碳水化合物占缢蛏肉百分比分别为85.56%,10.16%,2.82%,0.55%,0.93%。经比较,本实验缢蛏中的蛋白质成分高于其它地区。说明乐清产缢蛏是一种高蛋白、低脂肪,富含灰分的海味佳品。     

汽相酸水解糠醛渣制取乙酰丙酸实验研究

为了提高生物质各组分的综合利用率,利用生物质经汽相酸水解生产糠醛的残渣制备乙酰丙酸,通过对4种反应条件下的糠醛残渣进行纤维素分析,汽相酸水解制糠醛过程中纤维素的转化率可低于10%,且水解过程糠醛收率高于70%,乙酰丙酸收率高于50%;此外提高酸浓度和压力虽然提高了半纤维素的转化率,但过度的加压和提高酸浓度反而不利于后续乙酰丙酸的制备.     

以甜高粱渣为原料发酵生产乙醇

研究了以甜高粱渣为原料生产燃料乙醇：甜高粱渣经磷酸水解,水解液中和浓缩后接入管囊酵母（Pachysolen tannophilus）发酵生产乙醇,水解残渣加入纤维素酶和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）同步糖化发酵。通过正交实验研究了磷酸水解甜高粱渣的条件,最优条件为：磷酸浓度80g/L、反应温度120℃、反应时间80min、固液比1∶10,最大还原糖得率为0.3024g/g干物料。水解液管囊酵母发酵最大乙醇浓度为14.5g/L;水解残渣同步糖化发酵,当底物浓度为5%时最大乙醇浓度达5.4g/L。总乙醇产率为0.147g/gDM。     

乳酸菌发酵在荞麦粉品质改良中的应用

采用乳酸菌发酵法对荞麦粉进行改性研究。结果表明,经乳酸菌发酵后,荞麦粉的谷蛋白溶胀指数最高增加了83.8%,保水力和溶解度分别增加了1.7倍和1.4倍;发酵后荞麦粉中可溶性葡萄糖和还原糖质量分数分别增加了46.0 ％、35.9 ％,淀粉和总糖质量分数有一定程度降低。乳酸菌发酵改善了荞麦粉的延展性、透明度和吸水力等加工性能,使其咀嚼性、弹性等食用品质明显提升。     

重组褐藻胶裂解酶酶解工艺的优化及产物分析

为探索假交替单胞菌（Pseudomonas syringae）重组褐藻胶裂解酶降解褐藻胶的动态过程变化,采用DNS法和苯酚－硫酸法分别测定体系还原糖和总糖,根据二者比例,得出酶解产物随时间变化的平均聚合度,从而研究各因素对褐藻胶降解过程的影响,确定褐藻胶酶解工艺条件。结果表明,重组褐藻胶裂解酶降解褐藻胶的适宜工艺条件为:水解温度25 ℃,pH 7.5,初始底物质量浓度7 g/L,加酶量0.48 U,静置条件下酶解反应210 min。在此工艺条件下,产生的还原糖的质量浓度达0.878 g/L,平均聚合度为3。酶解终产物的质谱鉴定结果显示为单糖、二糖和四糖。     

湘西“蒿菜粑粑”原料植物的营养成分测定

对湘西自治州各地区风味食品"蒿菜粑粑"的2种原料植物——白蒿(Artemisia princeps Pamp.)和鼠麹草(Gnaphalium affine D.Don)的可食用部位茎与叶,采用常压烘干法、灼烧法、微波消解-ICP-AES测定法、微量凯氏定氮法、蒽酮比色法、酸碱消煮法、紫外分光光度法、索氏抽提法进行各营养成分测定.测定结果表明,2种植物水分质量分数86%~91%,水溶性总糖质量分数6.75%~13.51%,粗纤维素质量分数20.30%~31.90%,粗脂肪质量分数3.70%~6.25%,粗蛋白质量分数5.22%~10.23%,灰分质量分数0.84%~1.30%,维生素C质量分数为99~188μg/g;2种植物所含矿质营养元素丰富,其中以Mg和Fe的质量分数最高;2种原料植物茎中水分、水溶性总糖、粗纤维质量分数都高于叶,粗脂肪、维生素C质量分数则是叶中高于茎,灰分、矿质元素在茎与叶中的质量分数差异不大;整体而言,鼠麹草中的水分、可溶性总糖、粗脂肪质量分数高于白蒿,白蒿中的粗纤维、粗蛋白、灰分、维生素C和矿质元素质量分数高于鼠麹草.