小曲酒糟中纤维素提取条件研究

柏松 杨英

摘要： 本研究考虑小曲酒糟纤维素提取工艺中碱溶液的浓度、液料比和碱水解处理温度等因素对提取率的影响。通过对小曲酒糟中纤维素提取率的比较及极差分析，得到最佳提取条件。结果表明：小曲酒糟中纤维素的提取率主要受碱溶液浓度的影响。小曲酒糟纤维素提取较优条件为：NaOH溶液浓度为0.5mol/L，液料比10∶1，碱水解处理温度60℃。

关键词： 小曲酒糟；纤维素；提取条件

小曲酒糟中含有大量的可再利用资源，其中，所含有的纤维素、淀粉及木質素等资源非常丰富。纤维素不仅是食品及医药行业的重要材料，也是化工等行业非常重要的原料。本课题将小曲酒糟作为提取纤维素的原料，将其资源化。以小曲酒糟中纤维素的提取率为研究的中心，最终获得较优的工艺条件。研究通过设计碱水解正交试验，同时考虑各因素相互作用的原理，使小曲酒糟中纤维素的提取条件得到优化。

1. 实验原料

小曲酒糟：取自自贡市邓关赵化酒厂

2. 实验步骤

2.1 小曲酒糟中纤维素的提取方法

水洗去大部分水溶性物质→95%乙醇除有机物→淀粉酶、糖化酶水解除淀粉→用氢氧化钠溶液进行水解→蛋白酶除蛋白质→漂白及去木质素→硫酸溶液处理→烘干，计算。

2.2 小曲酒糟中纤维素提取工艺中的操作要点

2.2.1 水洗去大部分水溶性物质

称取10克小曲酒糟细粉于250ml锥形瓶内，共9份，于每份中加入150毫升蒸馏水，浸泡1.5小时后，过滤，得滤渣。

2.2.2 95%乙醇除有机物

向上述水洗后的滤渣中，以液料10∶1比例加入95%乙醇，轻轻搅拌，使乙醇将酒糟浸泡完全，浸泡25min后，过滤，再次加入100ml95%乙醇，浸泡15分钟后，过滤，得滤渣。

2.2.3 淀粉酶、糖化酶水解除淀粉

将上述2.2.2所得滤渣用α-淀粉酶和糖化酶将其中的淀粉彻底水解除去。依据所查资料，向上述所得滤渣中先加入100ml蒸馏水，然后，加热沸腾15分钟，使酒糟中所含的淀粉水解成糊精，立即放冷至55℃以下，随后，调节溶液PH为6.0，加入2.5%的α-淀粉酶溶液45毫升，48℃水解1.5小时，不断搅拌，恒温水解。直到于白色滴板上滴加一滴酶解液，再加一滴碘溶液，不显蓝色为水解终点。水解完毕后，将酶解液煮沸，使酶失活，过滤。据资料，调节滤液PH为4.4，向各溶液中分别加入0.2%的糖化酶溶液100ml，然后50℃水解1小时，过滤至中性。

2.2.4 用氢氧化钠溶液进行水解

氢氧化钠溶液的浓度、氢氧化钠溶液水解时的温度以及液料比对纤维素的提取率有非常大的影响。经研究，采用最佳的氢氧化钠溶液进行水解的方法对酒糟中的纤维素进行提取，据资料显示，液料比在9∶1至11∶1之间提取效果较好，因此，设计氢氧化钠溶液水解的因素水平表为表1所示。

表2所设计的方案中，A表示氢氧化钠溶液浓度（mol/l），B表示液料比，C表示氢氧化钠溶液水解时的温度，组合表示在正交试验设计中，氢氧化钠溶液浓度、液料比以氢氧化钠溶液水解时的温度这三个因素的不同组合方式，各样品按照设计进行试验，3.5小时后，5000r/min离心8分钟，且水洗至PH为7.0，得沉淀，转移至250毫升锥形瓶。

2.2.5 蛋白酶除蛋白质

向2.2.5所得沉淀中各加入浓度50μg/ml的蛋白酶K溶液30ml，调节该溶液PH为7.0-8.0，37℃的恒温水浴中水解2小时后，过滤。

2.2.6 漂白及去木质素

向2.2.5所得沉淀中加入6%的次氯酸钠溶液50毫升，再用30%的乙酸直接调节PH为5.5，70℃恒温水浴1.5小时后，冷却、过滤。

2.2.7 硫酸溶液处理

经过上述步骤处理后，样品可能还存在少量的果胶等其他物质，可再往滤渣中加入浓度为1.25%的硫酸溶液50ml，微沸8分钟，以将果胶、糖类等物质水解除去，然后过滤，水洗至中性。

2.2.8 烘干，计算。

2.3.1 产品中纤维素含量的测定，按照碘量法进行测定。

2.3.2 产品中纤维素的含量计算公式及数据如下：

X=K（a-b）/n×24

公式中：X表示纤维素的百分含量，%；“24”表示1mol的C6H10O5就相当于硫代硫酸钠的当量数；K表示硫代硫酸钠溶液的浓度，mol/L；a表示空白样滴定时所消耗硫代硫酸钠的体积，ml；b表示溶液滴定时所消耗的硫代硫酸钠的体积，ml；n表示小曲酒糟中纤维素的产品质量，g。空白样所消耗硫代硫酸钠体积为21.4毫升。

结果及极差分析如表3、4所示。

3. 总结

极差分析可知，三个因素中，氢氧化钠溶液的浓度大小对小曲中纤维素提取率影响最大，液料比其次，氢氧化钠水解温低最弱。较优的提取条件为氢氧化钠浓度（0.5mol/L）、液料比（10∶1）、氢氧化钠水解温度为（60℃）。