木糖生产原料及来源分析

1、木糖生产原料及来源分析(1)组成分类半纤维素是由儿种不同单糖(五碳糖和六碳植)构成的异质多聚物叫 包括 木精、葡萄镰、阿拉伯镰等.半纤维素I:要分为两大类：聚木摭类、聚葡萄镰甘露类半纤维素，聚木糖矩 主要是禾本科草类以及制叶材的平纤维素,水解生成木糖、阿拉 伯糖、葡糖等.聚葡萄搪H露类：主要是针叶木的半纤维素,水解生成葡萄糖、汁露糖。L .sratoJSjrmo 网 pGucsraJHriyiic I ex 炒 wll 心r#呵 grcop L,圈1.2半纤维素L木橐糖美XXLGXXFQXLFG图1.3半纤维素（聚蔺匐粘甘露类）rvwiw-1.1qrvum an rdC0et（2）物化性质纤维

2、素和K纤维素相比，纤维素要更稳定，纤维素不溶丁水，不溶丁碱，在 稀酸液环境中1DITC不溶解，在16080C的稀酸环境中才能水解成葡萄糖，而 半纤维素可以溶丁稀碱，100C条件下的稀酸环境中可水解成单糖4 般情况下, 天然半纤维素的溶解度较分离出来的半纤维素的溶解度要低，含葡萄糖醛酸基多 的木聚糖吏容易提取。针叶木聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖比阔叶木聚阿拉伯植葡 萄稽醛酸木熟的溶解度大。因此我们要把半纤维素含鼠高作为原料的首选标准，对丁半纤维素水解，除 了町以得到木翱以外，还町以得到阿拉伯糖、甘露糖、半乳耕、匍可格等以及糖 醪酸等非糖类有机物。这些水解成分中，以木糖、阿拉伯糖含扇最高，其次是多 缩

3、己糖，如甘己糖、半乳己、葡己糖等。自然界中、K纤维素主要以多缩戊聚糖的形式中存在，水解产物较复杂。不同 枇物的半纤维素水解物组成何较大的区别。同一植物，不同部位的半纤维素组成 也不同，不同生K期，其F纤维素比例也不同但在生产中检验时，往往删定还 原物，结果能起还原作用的糖醛酸，也误算为还原物。因此，常常表现为水解工 序产糖率偏高叫3、酶解半纤维素是一群复合聚糖的总称.囚此酶解需要多种酶协同作用凯根据实 际的木糖生产需安，应选择能水解多缩戊聚糖的防，如木聚粘酶。木聚糖酶在一 定的环境条件下可将半纤维素酶解.且只将戊聚糖水解.己聚椎不会被水解.也 不会水解其它非牺有机物，可以得到较为纯净的木械液。

4、1.3.2主要生产原料木糖主要是由梢物纤维中的米纤维素（主要为多缩戊糖）经水解制得，通常 只要含有多缩戊糖的植物都能作为生产木糖的原料。植物都含有纤维素、平纤维 素（主要为多缩戊糖）、木素等，但*要还是农业植物的半纤含晨高，像II庶渣、 玉米芯、稻草、麦枯、花生壳、揶子壳等.作为I：业化生产木糖的理想原料.不是何种富含多缩戊机的农业植物都诃以.H具有一定的选择性：肖先原料要求多缩戊糖的含量要高，而且杂质成分(主要为非糖有机质) 要少。其次要求产最要大，能满足T.业化的巨大需求，目.与其他T业原料竞争 矛盾小。目前木糖生产的原料主要有玉米秸歼、甘蔗渣、玉米芯、桦木箸，这些原料 主要是以农业植物废

5、料的形式被利用，不仅多缩戊糖含量高，而且产量大，是生 产木植较为理想的原料，除此之外还有H.蔗髓、稻壳、棉籽壳等也可以作为理想 的木糖生产原料，儿种主要植物纤维原料成分情况如表1.4所示表1.4儿种主要植物纤植原料的成分名祢纤维素含量()半纤维紊含量(%)木质素含量()II谁渣42-4524-25IX-20玉米芯32-3635-4017-20玉米秸秆40.221-2318.8稻草38-4319-2410.5桦木4526-27.520-21稻壳35.5-4316-2221-26棉籽充27-4823-2520-24甘髓352219从去1.4中可以看出，表的中植物纤维原料中平纤维素的含量即多缩戊糖含

6、 量基本在16%40%之间。结合我国农业的实际情况综合考虑，生产木糖的原料 以玉米芯和14蔗渣最为理想。日前我国木糖行业主要以玉米芯为原料生产,也有 部分采用甘蔗渣及桦木生产，但规模相对较小.主要的生产原料情况：(1)玉米芯玉米是-种早地高产农作物，是-种重要的粮食作物，占整个粮食作物总产 鼠的比例很大，玉米作为我国主要的粮食作物，其种植I乂域主要集中在我国的东 北地区，K次是华北地区和西南地区，K中乂以黑龙江、辽宁、河北、山东、河 南、四川、贵州、广西等为主要省区。据有关部门统计，2013年我国玉米总产量 达到2.14亿吨。玉米芯是玉米加匚脱粒后的玉米棒，玉米芯的最约占整个玉米产厨的20%左

7、 右,2013年.我国玉米芯的产量估计在四千万吨左右.玉米芯中富含多缩戊糖， 不同地区的玉米芯，含量也不同，通常北方玉米芯的所含的多缩戊糖要比南方的含量启j。我国东北的玉米芯多缩戊糖的含量约为40%42%.华北地区的约为 35%4D%,南方的玉米芯在35%以下。玉米芯的组成如表1-5所示近年来，随着经济的快速发展，特别是食品行业的迅猛发展，木械行业也迎 来了崭新的春天，涌现出了一大批上规模的木糖、木糖醇生产企业，例如山东的 福田糖醇、龙力生物、协力生物等企业浙江的华康药业，还有河南、河北的企 业。这些企业除华康约业外大多地处我国北方玉米主产区.玉米芯资源充足.因 此他们主要以玉米芯为原料生产木

8、糖。表1.5玉米花组成单位成分玉米芯芯髓木质环形体粗疏膜片约度膜片组成1001.950.337.8乙醉溶解物含星545.64100eC水溶物含虽8.77.49.5纤维素含最41235.74735.7半纤纬素含蛀3637373734.634.736.5木聚鞘含虽3030.131.6木质素含虽6.15.46.8果胶含传3.13.23.2 （含芯幼）淀粉含呈0.0140.0140.015 （含芯髓）己聚柄含最34.939.930.2 （含芯槌UII蔗渣H蔗是一种具有很K的生K期的热带和南亚热带经济作物。H蔗在我国主要 分布两广地区、台湾地区、福建、海南、云南、湖南等省区。计蔗渣是It蔗榨取蔗牺后的副

9、产物，主要由纤维素、半纤维素、木质素等成 分组成。而半纤维素是各种单糖的聚合物，包括木瓠、阿拉伯格和葡有糖等。H 蔗渣的产景约为H茴产最的五分之一，II谕，我国H蔗浩产量每年约xooo万吨左 右。虽然蔗渣多缩戊糖的含最相对玉米芯来说要低一些，但蔗渣相对比较集中， 价格也要比玉米芯低很多，是生产木糖较为理想的一种原料。II蔗渣主要成分组 成如表1.6所示。目前中国企业一般将蔗渣用于锅炉焚烧产蒸汽联产发电或者用于纸浆造纸行 业，基本只是利用了其中的纤维素和素质素成分，其半纤维的组分并没有得到利 用。因此为r更好的利用资源，将蔗渣中的半纤维素成分水解，用丁生产木糖并 联产阿拉伯耕,水解渣仍可用于焚烧

10、或制浆造纸相比蔗渣直接焚烧可多得到木 糖和L阿拉伯糖这两种附加值极高的产品，极大得提高了蔗渣的综金利用程度， 经济效益和社会效益非常显著。以蔗渣为原料的木糖生产在中国国内起步相对较晚，最早以蔗渣为原料生产 木植的企业是福建漳州糖厂，据了解，漳州糖厂蔗渣木糖生产线多年前己停产。 LI前.国内以H.蔗渣生产木糖规模较大的生产厂家只有云南永德糖业，产能约2000 吨/年。由于甘蔗渣纤维组成结构较为复杂，致密的结构不容易透水，对化学试剂或 酶制剂的可及件有-定的影响，因此常常会水解（酶解）速度慢、效果差。这可 能是利FHH麓渣生产木糖一个敏待解决的问题。蔗渣与玉米芯相比较具有的优势：就渣的多缩戊糖含量虽然比玉米芯低，但阿拉伯糖含最相对要高。可以联 产高削加值的L阿拉伯稽产品。蔗渣水解提取单糖（木械、