全 文 ：技术 Technique·
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近年来， 随着工业化速度的加快， 能源短缺问题变
得日趋严重， 为了保证能源的持续供给， 世界各国都在
积极探索利用可再生能源， 发展生物质能源是当代世界
科学研究领域的重要前沿性课题之一。 在生物质能产品
产业规模方面， 发展最快的是燃料乙醇， 燃料乙醇是可
再生生物有机质的重要能源。 向日葵花盘是油料作物向
日葵收获种子后的废弃物， 我国每年约产 100 万 t 向日
葵花盘， 向日葵花盘富含粗纤维、 粗淀粉、 半纤维素和
木质素等， 本文探索酸处理向日葵花盘制备可溶性糖的
工艺研究， 为进一步探索燃料乙醇的发酵生产提供应用
技术。
1 试验材料与方法
1.1 材料与设备
向日葵花盘， 新疆南山牧场， 自然风干， 粉碎备用；
浓硫酸和葡萄糖均为分析纯。
FA1004 分析天平 、 DKB-501A 电热恒温水浴锅 、
202-0 台式电热干燥箱 、 752 紫外可见分光光度计 、
SHB-B95 循环水真空泵、 PHS-3C 酸度计、 DL-1 型可调
电炉和 M33970型马弗炉。
1.2 还原性糖含量测定方法
还原性糖含量测定采用 DNS 法测定， 得吸光度和葡
萄糖回归方 Y=0.5489X+0.0038， R=0.9996 （n=6）。 结果
表明： 葡萄糖在 0.373～1.450mg有良好的线性关系。
1.3 酸解向日葵花盘制备还原性糖
准确称取向日葵花盘 5.0g 于高压反应釜中， 加入适
量质量比的硫酸溶液控制一定固液比， 控制反应温度和
时间， 测定还原性糖含量。
2 结果与讨论
2.1 固液比对向日葵花盘制备还原性糖的影响
在相同反应条件下， 考察不同固液比 1∶3、 1∶5、 1∶
10、 1∶15、 1∶17 和 1∶20 对向日葵花盘制备还原性糖的影
响， 试验结果如图 1所示。
由图 1 可知： 在固液比 1∶3～1∶10 范围内， 随着固液
比的增加， 还原性糖含量逐渐增大， 固液比 1∶10 时， 向
日葵花盘经酸解后还原性糖含量最大， 在固液比 1∶10～1∶
20 范围内， 还原性糖含量逐渐减少， 确定正交试验固液
比为 1∶5、 1∶10和 1∶15。
2.2 温度对向日葵花盘制备还原性糖的影响
在固液比 1∶10 和其他条件相同的条件下， 考察反应
温度 80、 90、 100、 110、 120和 130℃对向日葵花盘制备
还原性糖的影响， 试验结果如图 2所示。
由图 2 可知： 在反应温度 80～130℃内， 还原性糖含
量起初随温度升高逐步升高， 当温度达到 100℃时还原
向日葵花盘发酵燃料乙醇酸解前处理制备还原性糖工艺的研究
王巍杰 陈媛媛 田亚红
（河北联合大学生命科学学院）
【摘要】 本文研究了向日葵花盘发酵燃料乙醇酸解前处理获取还原性糖的工艺， 以还原糖含量为考
察指标， 通过单因素考察和 L9 （34） 正交试验确定最佳工艺条件： 固液比 1∶5、 反应温度 100℃、 硫酸质
量分数 2%和反应时间 2h， 在最佳反应条件下， 向日葵花盘酸解后还原糖含量达 10.40%。
【关键词】 燃料乙醇； 还原糖； 向日葵花盘
中图分类号： TQ 353．6 文献标识码： A 文章编号： 1000-9868(2012)06-0108-03
图 1 固液比对向日葵花盘水解的影响
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DOI:10.16167/j.cnki.1000-9868.2012.18.006
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性糖含量最大为 5.8%， 反应温度超过 100℃时反应生成
的可溶性糖含量逐步降低， 因此， 确定正交试验的初步
反应温度为 90、 100和 110℃。
2.3 硫酸质量分数对向日葵花盘制备还原性糖的影响
控制固液比 1∶10、 反应温度 100℃和反应时间相同
的条件下， 分别考察硫酸在液相中所占质量分数 1%、
2%、 3%和 4%对向日葵花盘制备还原性糖的影响， 试验
结果如图 3所示。
由图 3可知： 硫酸质量分数在 2%的浓度范围内， 还
原糖得率随着酸质量分数的增加逐渐提高， 2%时还原糖
得率最大为 5.58%， 随后还原糖得率随着酸质量分数的
增加而急剧下降， 确定正交试验硫酸质量分数为 1%、
2%和 3%。
2.4 反应时间对向日葵花盘制备还原性糖的影响
控制固液比 1∶10、 反应温度 100℃和硫酸质量分数
2%， 分别考察反应时间 1、 2、 3、 4、 5 和 6h 对向日葵
花盘制备还原性糖的影响， 试验结果如图 4所示。
由图 4 可知： 随着反应时间的增加， 还原糖得率在
2h达到最大为 8.5%， 随后随着反应时间的增加还原糖得
率逐渐减少， 确定正交试验的反应试验为 1、 2和 3h。
2.5 正交试验优化向日葵花盘制备还原性糖条件
以还原糖含量为考察指标， 设计 L9 （34） 正交试验
考察反应时间、 温度、 固液比和硫酸质量分数对向日葵
花盘制备还原性糖的影响， 试验结果见表 1。
由表 1 可知： 还原糖为考察指标对向日葵花盘制备
还原性糖的影响程度顺序为 B >D >A >C， 最佳组合
A1B2C2D2， 即固液比 1∶5、 反应温度 100℃、 硫酸质量分
数 2%和反应 2h。 在最佳条件下， 酸解向日葵花盘制备
还原性糖的含量达 10.40%。
3 结论
通过正交试验确定向日葵花盘发酵燃料乙醇酸解前
处理制备还原性糖的工艺条件： 固液比 1∶5、 反应温度
100℃、 硫酸质量分数 2%和反应 2h， 还原性糖的含量为
10.40%。
图 2 温度对向日葵花盘水解的影响
图 3 硫酸质量分数对向日葵花盘的影响
图 4 反应时间对向日葵花盘的影响
试验号
固液比
A
温度
B （℃）
硫酸质量分数
C （%）
时间
D （h）
还原糖含量
（/%）
1 1 （1∶5） 1（90） 1（1） 1（1） 4.17
2 1 2（100） 2（2） 2（2） 9.895
3 1 3（110） 3（3） 3（3） 3.185
4 2 （1∶10） 1 2 3 7.080
5 2 2 3 1 6.290
6 2 3 1 2 3.605
7 3 （1∶15） 1 3 2 5.030
8 3 2 1 3 4.440
9 3 3 2 1 4.850
K1 5.750 5.472 4.072 3.648
K2 5.658 6.875 5.820 6.177
K3 3.318 2.425 4.835 4.902
R 2.432 4.450 1.748 2.529
表 1 向日葵花盘制备还原性糖正交试验结果
食品工程
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参 考 文 献
［1］ 孙君社， 苏东海， 刘莉 . 秸秆生产乙醇预处理关键技术 ［J］ . 化
学进展， 2007， 19 （8）： 11-22.
［2］ 赵凯， 许鹏举， 谷广烨. 3，5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖含量
的研究 ［J］ . 食品科学， 2008， 29（8）： 534-536.
［3］ 王俊刚， 张树珍， 杨本鹏， 等. 3，5-二硝基水杨酸 （DNS） 法测定
甘蔗茎节总糖和还原糖含量 ［J］ . 甘蔗糖业， 2008， （5）： 45-
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［4］ 王璀璨， 王义强， 陈介南， 等. 木质纤维素生产燃料乙醇的研究进
展 ［J］ . 生物技术通报， 2010 （2）： 51-57.
［ 5］ Mosier N.， Wyman C.， Dale B.， et a1． Features of promising
technologies for pretreatment of lignocelluiosie biomass ［ J］ ．
Bioresource Technology， 2005， 96 （6）： 673-686．
收稿日期： 2012-03-12
作者简介： 王巍杰 （1967—）， 女， 河北唐山人， 硕士， 教授， 系主
任， 主要从事主要从事生物质和功能性食品研究。
通信地址： （063000） 河北省唐山市建设南路 57 号
胞外多糖是微生物多糖的一部分， 微生物多糖包括
某些细菌、 真菌和蓝藻类产生的多糖， 因其具有植物多
糖不具备的优良性质， 它们安全无毒、 理化性质独特、
生产周期短， 不受季节、 地域和病虫害条件限制， 具有
较强的市场竞争力和广阔的发展前景而倍受关注。 主要
以 3种形式存在： 粘附在细胞表面上； 分泌到培养基中；
构成细胞的成分。 一般微生物多糖是以淀粉水解为碳源
发酵生产， 也可直接利用可溶性淀粉经微生物酶作用制
得。 本文总结了有关发酵产微生物胞外多糖的研究成果，
阐述了微生物胞外多糖的产生菌及发酵条件， 以期为一
些新型多糖的开发提供理论支持。
1 菌种选育
菌株的筛选是发酵过程的第一步， 能否选取具有优
良生产性能的菌株， 是发酵过程成败的关键因素之一。
传统的菌株筛选方法， 多采用某些物理化学因子如紫外
线和化学诱变剂等处理菌株， 使其 DNA 双螺旋结构受到
损伤或破坏， 如 DNA链的断裂、 脱嘌呤等， 致使其某些
正常功能受到影响。 但是上面涉及的一些变化， 可能会
造成某些基因缺陷， 如乙酰化酶 I、 II 和转移酶 V 缺陷
等， 而且经过诱变处理后， 可以使一些产色基因受到抑
制或根本不能表达， 从而能够使产品的白度得到较好的
改善， 产品的质量也因此而提高。
2 碳源
对于乳酸菌和产结冷胶的细菌而言， 葡萄糖、 乳糖
或葡萄糖和乳糖的组合都可以作为最佳碳源之一。 Cern-
ing等人研究了半乳糖、 葡萄糖、 乳糖、 蔗糖、 麦芽糖和
蜜二糖对干酪乳杆菌 CG11 产胞外多糖的影响， 发现该
菌的最佳碳源为葡萄糖。 曲威等人对斯达氏酵母菌株发
酵条件研究发现葡萄糖是最适碳源。 李绍兰等人对罗伦
隐球酵母胞外多糖的研究是以葡萄糖为碳源， 胞外多塘
产量最高可达 17.3g/L。 孙红斌等人研究了适于液态发酵
猴头菌多糖的各常用碳源和氮源， 结果表明： 猴头菌多
糖生物合成的最适碳源为蔗糖。 白丽娟等人研究发现在
乳酸菌的生长的胞外多糖合成的液体培养基中， 单独添
加葡萄糖/麦芽糖或葡萄糖和乳糖的组合作为碳源， 均有
助于细菌生长和胞外多糖的产生。 Gancel F. 等人对唾液
发酵条件对微生物胞外多糖的影响研究
高经梁 1 高伟梁 2 刘玉兰 1
（1.河南工业大学粮油食品学院 2.孝感工业学校）
【摘要】 本文阐述了微生物胞外多糖的产生菌及发酵条件， 以期为一些新型多糖的开发提供理论支
持。
【关键词】 发酵； 胞外多糖； 影响
中图分类号： TQ 33 文献标识码： A 文章编号： 1000-9868(2012)06-0110-04
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