1、国内图书分类号： 密级：保密国际图书分类号： 学号：学 位 论 文（农业推广硕士）低聚木糖含量测定方法分析导 师 姓 名： 一级学科：农业申请学位级别：硕士研究生 二级学科： 论文提交日期：2011 年 月 日 答辩日期：2011 年 月 日学位授予单位：南京农业大学 答辩委员会主席：2011 年 月 日Classified Index: U.D.C:Dissertation for the Master DegreeOligomeric xylose content determination method analysisCandidate: Supervisor:Academic Deg
2、ree Applied for:Speciality:Date of Oral Examination:University:aster ofProf. Master of AgricultuonggereAnimal September. 研究生学位论文独创声明和使用授权书独 创 声 明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 （注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在
3、论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名： 日期： 年 月 日导 师 签 名： 日期： 年 月 研究生学位论文独创声明和使用授权书日毕 业 论 文-1-低聚木糖含量测定方法研究【摘要】本文论述了玉米秸秆的再利用，利用玉米芯内富含的半纤维
4、素经过一系列工艺所产生出来的低聚木糖，随着市场扩大的同时，添加低聚木糖的终端产品其标示含量的测定，就样品中低聚木糖的分离和定量测定方法规范显得尤为重要了。因此我们利用高效液相色谱法对其含量的测定方法进行了研究。【关键词】低聚木糖 测定方法 高效液相色谱法 我国是农业大国，玉米种植面积遍布全国，农民收获玉米后必须将大量秸秆进行处理，传统的方式是焚烧或目前推广的秸秆还田，北方直接废弃在地里或少部分用作饲料及燃料 1。近年来,在我国一些粮食主产区出现了焚烧秸秆污染，严重的地方甚至已经影响到当地农业和国民经济的可持续发展,成为严重的社会经济问题，必须通过发展经济的手段来治理。大力开展秸秆的综合利用,发
5、展秸秆经济,推动秸秆利用产业的发展,是治理焚烧秸秆污染的有效途径。目前玉米秸秆可再生生物能源 2利用开发方兴未艾，科技创新是推动秸秆利用产业化,彻底治理焚烧秸秆污染的根本措施和关键。玉米秸秆利用必须有新思路、新观念，必须进行创新性综合开发，必须走循环经济绿色环保工程之路。在三个月的实习期间，我们利用废弃的玉米秸秆进行了加工与研究，对其含量测定进行了探讨。1 低聚木糖低聚木糖，亦称木寡糖 3。它主要以富含半纤维素的玉米芯为原料，经过原料预处理、高压气爆 4、酶解、净化等处理步骤制得。其主要成分是由 27个木糖分子以 -1，4 糖苷键连接而成的低聚混合糖。低聚木糖是目前发现双歧杆菌增殖效果最好效用
6、量最小的低聚糖（0.7 克/日） 5被称为超强双歧因子或益生元，具有独特的生理功能。它在促进人和动物肠道有益菌的增殖的同时可抑制有害菌的生长，改善结肠微生态环境，维护宿主健康。2 低聚木糖的物理化学性质毕 业 论 文-2-低聚木糖（XOS）为淡黄色或浅褐色粉末，其甜味性质几乎与砂糖相同，甜度为砂糖的 40%左右。低聚木糖的物理化学性质 6中,其酸稳定性和热稳性很好，在 PH2.58.0条件下，加热 1 小时几乎没有破坏，在 120加热 1 小时仍然很稳定，低聚木糖（XOS）的储存稳定性也很好，PH2.58.0 条件下 37存放三个月几乎没有破坏和损失。性质 特点稳定性 在 PH2.3-8.0
7、下，于 100。 C 旋置 20min，其组成成分几乎不变，而蔗糖在 PH4.0 以下极易分解；着色性 与蔗糖相比，着色性性较弱，但在烘烤后芳香味浓；持水性 与蔗糖相近；水分活性 木二糖是木寡糖中水分活性最低的，但与同类二糖相比，是最低的，其水分活性与葡萄糖相近；甜度 产品纯度为 50%的木聚糖的甜度为蔗糖的 30%；热值 低热值，木二糖和木三糖的热值为 2Kcal，木寡糖的平均热值为 3.4Kcal;粘度 与其他寡糖相比，木寡糖的粘度最低，因而在其作为食品添加剂时，加工处理较为方便；抗冻性 贮存在-10 。 C 下也不易冻结。3 低聚木糖（木寡糖）测定-高效液相测定方法3.1 原理样品中低聚
8、木糖经提取，制成水溶液，注入高效液相色谱仪 7，经色谱分离，根据保留时间定性和与峰面积比较进行定量分析。3.2 试剂a水：二次蒸馏水或超纯水毕 业 论 文-3-b木糖：为 sigma 试剂 83.3 仪器a高效液相色谱仪（配示差折光检测器和柱恒温系统）bRHEODYNE（7725i）进样阀（20ul 定量管）c流动相脱气装置。d分析天平（精度 0.0001 g）3.4 色谱条件检测器 ：示差检测器 40柱子型号：SHODEX KS-802 8300流动相 ：超纯水柱厢温度：60流速 ：0.65ml/min进样量 ：20l3.5 操作a标准溶液：准确称取木糖 1.0g 用超纯水溶解，定容 100
9、mL，0.45m 水相膜过滤备用，即木糖标准溶液浓度 C（g/ml） 。b粉状样品：准确称取 W2.0g 粉状样品于 100mL 小烧杯中，溶解，转入100mL 容量瓶中，定容，0.45um 水相膜过滤，上机测定。3.6 标线的测定1.0% 木糖标线 25UL 毕 业 论 文-4-Minutes0.2.5.07.510.2.51.07.520.mVolts2406801 mVolts40680114.36Detcor 1 2RI.09-42 83-56.datniTm峰面积 保留时间 峰面积 面积百分比1 14.136 2348276 100.000.7% 木糖标线 25ULMinutes0.
10、2.5.07.510.2.51.07.520.mVolts2406801 mVolts40680114.2Detcor 1 2RI.09-42 8-35.datniTm峰面积 保留时间 峰面积 面积百分比1 14.112 1666703 100.000.4% 木糖标线 25UL 毕 业 论 文-5-Minutes0.2.5.07.510.2.51.07.520.mVolts2406801 mVolts40680114.09Detcor 1 20RI.9-42 75-0.datniTm峰面积 保留时间 峰面积 面积百分比1 14.109 998268 100.000.1% 木糖标线 25UL M
11、inutes0.2.5.07.510.2.51.07.520.mVolts2406801 mVolts4068014.Detcor 1 209RI.-42 730-1.datniTm峰面积 保留时间 峰面积 面积百分比1 14.072 239489 100.002.0% 二糖图谱 10UL毕 业 论 文-6-Minutes0.2.5.07.510.2.51.07.520.mVolts2406801 mVolts40680112.789Detcor 1 24RI.09-25 3-1.datniTm峰面积 保留时间 峰面积 面积百分比1 12.789 2756261 100.001.0% X5-X
12、5 标线 5UL Minutes0.2.5.07.510.2.51.07.520.mVolts2406801 mVolts40680142691.356284.7Detcor 1 27RI.09-425 6-10.datniTm峰号 保留时间 峰面积 面积百分比1 7.426 111525 2.4272 9.209 387742 8.4393 11.356 899359 19.5744 11.933 867023 18.870毕 业 论 文-7-5 12.813 971642 21.1476 14.172 1357428 29.543Totals 4594719 100.003.7 样品的测定
13、2% 样品糖粉Minutes0.2.5.07.510.2.51.07.520.mVolts2406801 mVolts406801493.6419.732564.6Detcor 1 93RI.02- 740-38.datniTm峰号 保留时间 峰面积 面积百分比1 7.493 49749 0.7002 10.646 648477 9.1233 11.149 839674 11.8134 11.763 1761704 24.7855 12.556 3246927 45.6796 14.166 561536 7.900Totals 7108067 100.003.8 计算结果3.8.1 标线的制作
14、保留时间 峰面积 浓度0 0毕 业 论 文-8-14.072 239489 23.9489 0.114.109 998268 99.8268 0.414.112 1666703 166.6703 0.714.136 2348276 234.8276 1.0y = 0.0042xR2 = 0.999200.20.40.60.811.20 50 100 150 200 250标准曲线：Y=0.0042x3.8.2 低聚木糖含量结果计算C=A10.0042+A20.0042F1+(A3+A4+A5+A6+A7+)0.0042F210-4100=5615360.0042+32469270.00420.
15、93+(1761704+839674+648477+49749) 0.00420.9410-4=2.806778Cd=A20.0042F1+(A3+A4+A5+A6+A7)0.0042F210-4100=32469270.00420.93+(1761704+839674+648477) 0.00420.9410-4=2.551292Xd=Cd/C*V/Wt*100=2.551292/2.806778*0.1/2*100=90.8917C样品中总糖含量浓度,（g/L）。A R、G L、A 1、A 2、A 3、A 4、A 5、A 6、A 7 依次为样品中阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、木二糖、木三糖、木四
16、糖、木五糖、木毕 业 论 文-9-六糖、木七糖峰面积。Cd样品中低聚木糖含量浓度，（g/L）。A R、G L、A 1、A 2、A 3、A 4、A 5、A 6、A 7 依次为样品中阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、木二糖、木三糖、木四糖、木五糖、木六糖、木七糖峰面积。Xd样品中低聚木糖含量，(%)。F1换算系数，将木糖、阿拉伯糖为1，则葡萄糖、木二糖为0.93。F2 换算系数，将木糖、阿拉伯糖为1，则木三糖以上为0.94。V 溶解样品总体积,L。Wt 以干物质计的样品重量，g。此样品糖粉中低聚木糖含量为90.8975%。3.9 讨论低聚木糖按分子量由大到小依次洗脱 9，（木五糖X5木二糖X2、葡萄糖、木糖
17、X1、阿拉伯糖），X1X5 标准色谱图见图（1.0% X5-X5标线 5UL）。在测定中，出现了不少问题：、压力升高； 1、峰分离效果不明显； 2、基线不平，出现噪音。 3我们在研究中，把问题一一排查，至于压力升高问题，我们把泵，保护住，进样阀，柱子，检测器一一检查，发现是由于泵内的预柱被堵塞造成压力明显升高，我们用超声波清洗器将其冲洗干净，恢复正常。峰分离效果差，是由于柱子本身是耗材东西，由于长期使用缩短了使用的寿命，我们用0.2%的NaOH作为流动相将柱子再生。基线噪音 10是我们查找了很长时间的一个问题，其实又是一个很简单的问题，严重的噪音问题是由于检测器与收集器间的连线插头松毕 业 论
18、 文-10-动而导致的。4 低聚木糖的应用4.1 作为功能性食品添加剂通常我们把含有27个木糖的低聚糖，称为木寡糖，其中，木二糖和木三糖是主要的有效成份。木寡糖作为独特的食品基料 11，因其具有耐酸、耐热和难发酵的特性，使其在食品尤其是酸性和发酵食品中得到广泛应用 12。目前，日本已将其用于碳酸饮料和黑醋调味液中，日本厚生省允许被称为“特定保健食品”的种类中，超过半数以上的品种都有不同含量木寡糖的添加。4.2 在制药工业上的应用在医药上，木寡糖可用于预防和治疗急慢性肠胃炎，骨质疏松症，皮肤瘙痒症以及耳炎等，此外，可增加肠道蠕动，维持粪便的持水性，其主要原理是活化肠道有益菌。通过小鼠体内试验证实
19、，用含有木寡糖的饲料喂养小鼠，可增加肠胃中双歧杆菌的数量，同时可增加小鼠盲肠中短链脂肪酸的量，从而使得肠道中pH下降，这样一方面可抑制病原性微生物的生长，同时可刺激肠道的蠕动，增加粪便的持水性。另外，人体临床试验表明 13，木寡糖是人体益生菌群的最佳碳源，口服24h后在粪便、尿中并未检测到木寡糖，由于木寡糖并不能为唾液酶、胰腺酶、胃汁等分解，因此，可认为它是由小肠菌群所利用的，这样便可减少腹泻，同时可润肠和防止便秘。4.3 作为饲料添加剂采用含有木寡糖的饲料喂养生畜和养鱼，可提高生畜的免疫力，减少各种疾病，同时，可使生畜的生长周期缩短。4.4 在农业上的应用木寡糖可用作农作物的生长刺激剂和生长
20、促进剂，可用作催熟剂来喷撒水果和蔬菜，并可显著提高农作物的产量。5 结语毕 业 论 文-11-在崇尚健康保健的新世纪，已知商品化的功能性低聚糖中，低聚木糖是双歧杆菌增殖效果最优的品种，并且利用木聚糖含量较高的玉米秆做原料，利用经济杠杆回收玉米秸秆 14，提高农民收入，使农民得到实惠，将玉米秸秆生物资源充分利用，经工艺处理后形成系列商品，符合循环经济和绿色环保工程 15规范，不造成二次污染，实现经济效益和社会效益的双赢。我们也将继续探究有关低聚木糖的一系列检测方法。参考文献Amihai Motro. 1987. Extending the relational database model to
21、 support goal queries, L. kerscbberg Edited, Proceeding form the first international conference on Expert systems, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. 37: 246247Anderson SM, Mao IL, et al. 1989. Effect of frequency and spacing of sampling on accuracy and preceision of estimating to tall l
22、actation milk yield and characteristics of the lactation curve. J Dairy Sci, 72: 23872394Beck Michael. 1997. Linux Kernel Internals.Addison-Wesleyrain.83: 43774382Chiaki Sakama, Hidenori Itoh. 1989. Handling Knowledge by its representation,L.kerscbberg Edited,Proceeding form the second international
23、 conference on Expert systems, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. 76: 20392044Dejan Milojicic. 2000. Embedded System. IEEE Concurrency, October-December. 23: 6473Dmichael Deering. 1986. Database support for storage of AI reasoning knowledge, L. kerscbberg Edited, Proceeding from the firs
24、t international workshop on Expert systems, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. 77: 867873Douglas Boling, 博彦科技译 . 2000. Microsoft Windows CE 程序设计. 北京大学出版社, 3339FanLun Xiong. 1995. Knowledge epresentation and Expert System Tool, 1995 s Pacific-Asia Conference on Expert Systems. 71: 879885F
25、rederick E. 1996. Fuzzy databases: principles and applications Petry Kluwer Academic Publishers. 7(2): 512Gary Millor, Kevin Hall, Wayne Willis and Wilfried Pless. 1999. The Evolution of Powertrain. 12(7): 5458Godden S.M., et al. 2001. Relationships between milk urea concentrations and nutritional m
26、anagement, production, and economic variables in ontario dairy herdJ. J. Dairy Sci., (84a): 13971406H. D. Norman, R. H. Miller, J. R. Wright et al. 2000. Herd and State Means for Somatic Cell Count from Dairy Herd ImprovementJ. J. Dairy Sci. (83):27822788Hippen A.R., J.W. Young, P. She, et al. 1997.
27、 Prepartal enemy intake of dairy cows affects severity of fatty liver and susceptibility to ketosisJ. Dairy a report-low a State UniversityIshikawa H, et al. 1982. Protein composition of whey from subclinical mastitis and effect of 毕 业 论 文-12-treatment with levamisoleJ. J. Dairy Sci., 65(4): 653658J
28、acqueling Castaing. 1990. A new formalization of subsumption in frame-based representation systems, James Allen Edited,The second international conference on principles of knowledge representation and reasoning, The Morgan Kaafmann Publishing Company, Inc. 172: 221236James Y, Wilson Aspi Havewala. 2
29、001. Building Powerful Platforms with Windows CE. United State. 5(4): 3946Michael Dahr. 1997. Deductive databases: theory and applications International Thomson Computer Press. 44(6): 413419Michael,Elizabeth Chastain. 1999. Linux Kernel Config Language Specification. 18 Octorbor Microcontroller and
30、Its Impact on Development Process and Tools. IEEE-ISTO 5001TM . 1219MURRAY J. 1998. Inside Microsoft Windows CE M. Santa Clarita, CA: Microsoft PressNagoita.1987. Expert systoms and Fuzzzy systoms Plant, R. E. , and N. S. Stone. 1991. Knowledge-based system in agriculture.Mc Graw-Hill, New York. 71:
31、 879885Ou L. 2004. European cattle had electronic id. World Agriculture, (9): 6061Qiao Kezhi, Xiong Fanlun. 1999. An ES Tool Based on “Knowledge-Skeleton +Object- Block” Representation Approach. 1999s Pacific-Asia Conference on Expert Systems. U.S.A. 39(6): 561570Qing Li, Caroline Yao. 2004. Real-Ti
32、me Concepts for Embedded Systems.Cmp Media LLC, June. 59 (1): 2938Robert Givan, David McAllester.1991.New results on local inference relations, B. Nebel Edited, the third international conference on principles of knowledge representation and reasoning, The Morgan Kaafmann Publishing Company, Inc. 33
33、(6):141152Robert M. Abarbanel. 1987. A relational representation for knowledge base, L. kerscbberg Edited, Proceeding form the first international conference on Expert systems, The Benjamin/ Cummings Publishing Company, Inc. 87(8): 27432747Ronald R.Yager. 1986. On incomplete and uncertain knowledge
34、bases,Expert systems Expert systems in government symposium, 96100S.Krishma. 1992. Introduction to database and knowledge-base systoms. 72: 211219SAS Institute. 2003. SAS Users Guide: Statistics, Release 9.1. SAS Inst. Inc., Cary, NCShangguan Zhouping, Xue Zeng zhao et al. 2000. The Expression of Fu
35、zzy Knowledge in developing the Expert Systems for Water-Saving Agricul- ture in Northwest China, Chunjiang Zhao edited. Proceeding of Agriculture Information Techno- logy, Beijing: International Academia Publisher Dec.26(9): 343346Stephen R, Savitzky. 1997. Real-time Microprocessor Systems. 7(4): 4
36、649W. Marek. 1987. Completeness and consistency in knowledge base systems, L. kerscbberg Edited, Proceeding form the first international conference on Expert systems, The Benjamin/ Cummings Publishing Company, Inc. 67: 242244Xiong Wang, Buile Shi. 1992.Query optimization in a knowledge based system,
37、 Proceeding of the second for-east workshop on future database systems, World Scientific Publishing Company Co. Pze. Ltd. 74: 483485Yoshiteru Ishida. 1989. A framework for dynamic representation of knowledge: a minimum principle in organizing knowledge representation, Ronald J. Brachman Edited, the first interna- 毕 业 论 文-13-tional conference on principles of knowledge representation and reasoning, The Morgan Kaafmann Publishing Company, Inc. 97: 23082312
