该研究以玉米皮、醋糟、白酒酒糟3种农产品副产物为原料,对其进行半纤维素水解糖分离纯化,并对纯化后水解糖的单糖组成进行分析。利用低浓度硫酸法水解玉米皮、醋糟、白酒酒糟中的半纤维素水解糖,并采用活性炭法脱色,通过 D301弱阴离子交换层析、001×7强阳离子交换层析及D201强阴离子交换层析对半纤维素水解糖进行分离纯化,通过高效液相色谱测定其单糖组成。结果表明,玉米皮、醋糟、白酒酒糟这3种原料的半纤维素水解糖经柱层析后收集得到总还原糖质量分数依次为96.46%、86.11%、86.68%。这3种原料的半纤维素水解糖均是由D-葡萄糖、D-木糖和L-阿拉伯糖3种单糖按照不同比例缩合而成,玉米皮半纤维素水解糖中各单糖物质的量比为1.00∶3.49∶1.74;醋糟半纤维素水解糖中各为1.00∶2.70∶1.41;白酒酒糟半纤维素水解糖中为1.00∶0.84∶0.16。该研究可为玉米皮、醋糟、白酒酒糟半纤维素水解糖的高值化利用提供一定的理论依据。
The aim of this study is to separate and purify hydrolysis sugar from hemicellulose in corn husk, vinegar residue, distiller's grains, and to analyze the monosaccharide composition of the purified hydrolysis sugar component. Crude hydrolysis sugar was isolated from agricultural processing by-products by low concentration sulfuric acid, and decolorized by active carbon. Moreover, the hydrolysis sugar was further purified into homogeneity by weak anion exchange chromatography on D301 column, strong cation exchange chromatography on 001×7 column and strong anion exchange chromatography on D201 column. And the monosaccharide composition was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). The results showed that the total reducing sugar of the three raw materials were 96.46%,86.11% and 86.68%,respectively. The hydrolysis sugars were all composed of D-glucose, D-xylose and L-arabinose in different ratios, and the molar ratio of monosaccharide was 1.00∶3.49∶1.74 in corn husk, 1.00∶2.70∶1.41 in vinegar residue, and 1.00∶0.84∶0.16 in distiller's grains. This study provides a theoretical foundation for the high value utilization of corn husk, vinegar residue and distiller's grains.
[1] 潘春方, 张永根, 李洋, 等. 湿玉米纤维饲料的营养价值评定和贮运技术研究[J]. 东北农业大学学报, 2014, 45(3): 117-121.
[2] 魏媛, 蔡国林, 李晓敏, 等. 机械预处理对玉米皮性质的影响[J]. 食品与发酵工业, 2018, 43(7): 207-211.
[3] 郝小燕, 张广宁, 刘岩, 等. 玉米纤维饲料和羊草组合替代苜蓿干草对体外瘤胃发酵的影响[J]. 动物营养学报, 2018, 30(3):953-962.
[4] 张牧州, 郝小燕, 项斌伟, 等. 玉米皮和大豆皮组合替代玉米和玉米秸秆对育肥羊生长性能和瘤胃代谢的影响[J]. 动物营养学报, 2020, 32(2): 765-774.
[5] 宋增廷. 醋糟的营养价值及其对蛋鸡氮排泄的影响[D]. 北京: 中国农业科学院, 2012.
[6] 王志红. 醋糟及其发酵产物对蛋鸡的影响和不同品种牛瘤胃中产植酸酶菌株的筛选[D]. 北京: 中国农业科学院, 2013.
[7] 李小连. 醋糟发酵生产饲用微生物产品的研究[D]. 石家庄: 河北大学, 2015.
[8] 陈颀, 包显颖, 苏云, 等. 白酒糟酿酒酵母培养物营养成分分析及其在猪饲料中的应用价值评估[J]. 动物营养学报, 2017,29(8): 2 826-2 835.
[9] 刘明. 白酒糟固态发酵菌种筛选、发酵条件及应用研究 [D]. 长沙: 湖南农业大学, 2015.
[10] 张玉诚, 薛白, 达勒措, 等. 混菌固态发酵白酒糟开发为蛋白质饲料的条件优化及营养价值评定[J].动物营养学报, 2016, 28 (11): 3 711-3 720.
[11] 徐彩红, 金渭荃, 姜忠丽, 等. 玉米皮多酚提取工艺优化及抗氧化性研究[J]. 核农学报, 2019, 33(9): 1 774-1 782.
[12] 赵玮. 固体酸催化玉米皮半纤维素水解及产物综合利用研究[D]. 长春: 吉林农业大学, 2016.
[13] 刘琨毅, 陆兵, 王琪, 等. 酶法降解醋糟发酵酒精[J]. 食品与发酵工业, 2019, (20): 182-189.
[14] 王兵, 张宜明, 郭五林, 等. 一种利用白酒酒糟制备木糖的方法: 201510747634.8[P]. 2019-08-09.
[15] 王悦海. 玉米秸秆半纤维素的提取及酶解生产低聚木糖的研究[D]. 北京: 北京化工大学, 2018.
[16] 张磊. 玉米秸秆半纤维素的分离提取和结构分析及玉米芯水解残渣活性炭的制备[D]. 济南: 齐鲁工业大学, 2016.
[17] CHAUHAN S, RADENOVIC' S, IMDAD M. Some integral type fixed point theorems in non-archimedean menger PM-spaces with commom property (E.A) and application of functional equations in dunamic programming[J]. Revista de la Reeal Academia de Ciencias Exactas, Fisicasy Naturales Serie A. Matematicas, 2014, 108(2): 795-810.
[18] KELLY A L, ZEECE M. Applications of novel technologies in processing of functional foods[J]. Australian Journal of Dairy Technology, 2009, 64(1): 12-15.
[19] ZIVKOVIC A M, DANIELA B. Bovine milk as a source of functional oligosaccharides from improving human healty[J]. Advances in Nutrition, 2011,2(3): 284-289.
[20] 张莉莉. 利用玉米皮渣制备还原糖工艺的研究[D]. 大庆: 黑龙江八一农垦大学, 2016.
[21] 徐梦莹. 玉米皮加工阿木糖浆的工艺及功能的研究[D]. 天津: 天津科技大学, 2017.
[22] 王风芹, 汪媛媛, 谢慧, 等. 木质纤维素水解糖制取的研究进展[J]. 纤维素科学与技术, 2013, 21(1): 62-69.
[23] 李福佳. 从巧香型固态白酒槽提取木糖的研究[D]. 泰安: 山东农业大学, 2013.
