通过酶酯化从木质纤维素中同时生产纤维寡糖和葡萄糖癸酸单酯的研究

发布时间：2021-04-28 22:48

　　寡糖作为膳食补充剂的营养成分引起了越来越多的关注。但是在寡糖生产过程中,单糖作为重要的副产物影响寡糖的生理活性,且因其具有与低聚糖相似的性质而难以分离。因此高效分离寡糖中的单糖对寡糖的生产具有重要意义。本课题针对单糖与寡糖具有相似性质难以分离的问题,通过脂肪酶底物特异性,选择性的将单糖酯化而不酯化寡糖,生成的糖酯与寡糖性质差异大而将两者分离。以滤纸为模型开发了一条从寡糖中分离单糖的工艺路线。在此过程中,寡糖中过多的葡萄糖被转化为葡萄糖癸酸单酯,在可生物降解的非离子表面活性剂应用中具有重要的研究价值,并且实现了纤维寡糖的高效纯化。首先,对以离子液体、稀硫酸、纤维素酶为催化剂水解纤维素制备纤维寡糖的效果进行了探究。结果显示纤维素酶的水解效果较好。在此基础上,探究了纤维素酶添加量、反应温度及反应器转速对纤维寡糖生成率的影响。在添加0.6 wt%纤维素酶、50℃、200 rpm的最优条件下,纤维寡糖的产量达到33%。其次,将纤维素酶水解产物进行冷冻干燥,并以干燥的水解产物和癸酸为底物,在有机溶剂中以脂肪酶为催化剂将单糖酯化为糖酯并对产物进行了结构鉴定。实验中分别对脂肪酶种类、溶剂种类、温度和底... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 纤维寡糖
        1.1.1 纤维寡糖简介
        1.1.2 纤维寡糖生产方法
        1.1.3 纤维寡糖分离纯化方法及存在问题
    1.2 糖酯的酶法合成
        1.2.1 脂肪酶简介
        1.2.2 糖酯功能简介
        1.2.3 糖酯的酶法合成
    1.3 木质纤维素的利用
    1.4 小结
        1.4.1 本课题的研究思路
        1.4.2 本课题的研究内容与意义
第二章 纤维素水解工艺的研究
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验原料与设备
        2.2.2 实验方法
            2.2.2.1 葡萄糖测定的液相方法
            2.2.2.2 产物计算公式
            2.2.2.3 18角度激光光散射凝胶渗透色谱系统
            2.2.2.4 酸水解纤维素
            2.2.2.5 离子液体水解纤维素
            2.2.2.6 纤维素酶水解纤维素
            2.2.2.7 纤维素酶添加量对纤维素水解的影响
            2.2.2.8 温度对纤维素水解的影响
            2.2.2.9 反应器转速对纤维素水解的影响
            2.2.2.10 水解产物成分测定
            2.2.2.11 纤维素酶的分离去除
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 葡萄糖的液相测定
        2.3.2 酸水解纤维素的的效率
        2.3.3 离子液体水解纤维素的效率
        2.3.4 纤维素酶水解纤维素的效率
        2.3.5 纤维素酶添加量对纤维素水解的影响
        2.3.6 温度对纤维素酶水解的影响
        2.3.7 反应器转速对纤维素水解的影响
        2.3.8 水解产物的组成
        2.3.9 纤维素酶的分离去除
    2.4 小结
第三章 糖酯结构鉴定、合成工艺的研究以及纯化
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验材料与设备
        3.2.2 实验方法
            3.2.2.1 有机溶剂中脂肪酶催化合成葡萄糖癸酸酯
            3.2.2.2 葡萄糖癸酸酯的定性定量分析
            3.2.2.3 葡萄糖癸酸酯的结构鉴定
            3.2.2.4 酯化反应的影响因素探究
            3.2.2.5 葡萄糖在叔戊醇中的溶解度测定
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 葡萄糖癸酸酯结构鉴定结果分析
        3.3.2 脂肪酶种类对酯化反应的影响
        3.3.3 溶剂对酯化反应的影响分析
        3.3.4 温度对酯化反应的影响分析
        3.3.5 底物摩尔比对酯化反应的影响分析
        3.3.6 单糖与纤维寡糖的分离效率
        3.3.7 葡萄糖癸酸单酯的纯化
    3.4 小结
第四章 以天然纤维为原料对生产工艺的验证
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 实验原料与设备
            4.2.1.1 实验原料
        4.2.2 实验方法
            4.2.2.1 原料中各成分测定
            4.2.2.2 天然木质纤维素预处理方法探究
            4.2.2.3 不同方法预处理后水解效果探究
            4.2.2.4 天然木质纤维素工艺验证
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 天然木质纤维素成分分析
        4.3.2 天然木质纤维素预处理工艺探究
        4.3.3 不同预处理方法处理后的水解效果
        4.3.4 天然木质纤维素生产纤维寡糖与糖酯工艺探究
            4.3.4.1 以柳枝稷为原料
            4.3.4.2 以芦苇为原料
            4.3.4.3 以玉米秸秆为原料
    4.4 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 问题与展望
参考文献
附录
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者与导师简介



本文编号：3166316