更新时间:2024-01-20 19:30
秸秆糖是利用作物收获后的剩余部分经过一系列的加工,转化而成的可食用的一类糖。
常用的原料:玉米秸秆、高粱秸秆等。
秸秆糖是随着现代技术的发展而出现的一种制糖方法得到的糖。新通常用玉米秸秆加工而成。
玉米秸秆结构复杂,主要由植物细胞壁组成。基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。木质素将纤维素和半纤维素层层包围,而且半纤维素部分共价和木质素结合,同时纤维素具有高度有序晶体结构,因此必须经过预处理,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开。纤维素是一种直链多糖,多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维,半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成,木质素是以苯丙烷及衍生物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。其中木质素可作为一种燃料,半纤维素可水解为五碳糖,而纤维素水解为六碳糖。
以前常用的预方法是酸处理法,采用硫酸、盐酸等对纤维素原料进行预处理,其中以硫酸研究和应用的最多。处理后,半纤维素首先水解得到五碳糖,纤维素的结晶结构被破坏,原料疏松,可发酵性强。但水解前必须将pH值调整到中性,还应该注意反应器的耐酸性,最主要的原因是对环境污染严重,而不再采用该法。
将玉米秸秆粉碎后,常用的预方法是进行湿氧化法处理,即在加温加压条件下,水和氧气共同参加的反应。湿氧化法对玉米秸秆处理效果很好,纤维素遇碱只引起膨胀,形成了碱化纤维素,但能保持原来骨架,加入Na2CO3后起缓和作用,能防止纤维素被破坏,使木质素和半纤维素溶解于碱液中而与纤维素分离被去除。这样得到的较高纯度纤维素,且副产物很少。
另一新兴的预处理方法是生物法,生物法节约化工原料、能源和减轻环境污染等方面的优点。有许多微生物能产生木质素分解酶,如白腐菌,其分解木质素的能力较强,但活性较低,而且微生物处理周期长、菌体会破坏部分纤维素和半纤维素,降低纤维素的水解率,因此难以得到推广利用,但是发展方向。
半纤维素水解的五碳糖——木糖对纤维素酶水解起抑制作用,故要分离去除。
经过预处理后,得到有效成分——纤维素,利用纤维素酶对纤维素进行水解,因为这是得到糖的关键一步,属于生物反应,故这一技术是生物工程制糖的技术。反应得到葡萄糖液,新兴的制糖方法到此一步为止,基本算是大功告成,因为由葡萄糖液加工成能被人体直接利用的结晶葡萄糖,已经是成熟的、传统的工艺。