本研究目的在于优化利用目前我国农业生产的副产物玉米芯资源,探寻生产成本经济、操作温度温和、绿色化且可行性强的酶法工艺,使玉米芯中的低聚木聚糖成分彻底酶解为木糖。1、选用两种方法对玉米芯粉进行预处理,一种是进行(1:5加水)120℃高温处理2h,另外一种是超微粉碎。本研究重点研究超微粉碎预处理工艺。对超微粉碎进行单因素分析。(1)首先对球磨时间对还原糖得率的影响,结果表明在一定程度上,随着球磨时加的增加,还原糖的量逐步增加,还原糖量由0.5h1200.76mg逐步增加到3 h的1530.78mg,可能由于随着球磨时间的增加,玉米芯的粉碎程度也在变化,之前的纤维素、半纤维素、木质素的网状交联结构的破坏程度越来越高。使酶和底物的接触程度越来越高,1.5h后,还原糖的量增加的幅度很小,故而,综合能源损耗因素考虑,正交优化工艺中,球磨时间的水平为:0.5h,1h,2h。(2)原料的初始粒径同样是影响球磨效果的限制性因素。粒径过大,会增加球磨的能耗,但是,粒径过小,会使球磨不充分。所以,初始粒径是本研究的对象。结果表明在一定程度上,还原糖的量和原料粒径比成反比,即粒径减小,还原糖的量增加。实验结果为:1310.25mg,1360.78mg,1350.56mg,1205.28mg,985.25mg。原因可能是超微球磨粉碎的原理是:通过研磨球对介质的摩擦力、剪切力等来粉碎介质,所以介质的改变会影响实验结果。结果表明,0.2mm时,还原糖的量最高,为1360.78mg,当粒径小于0.2mm时,还原糖的量逐步减小。因此,正交优化实验时,初始粒径的水平确定为:0.45mm,0.2mm和0.12mm。(3)球料比同样会影响球磨效果,故其是本研究的对象。研究表明,在一定程度上,球料比和还原糖的量成正比,但是,当球料比为20:1时,还原糖的量下降。原因可能是当球料比增加时,主要的摩擦力发生在球与容器壁之间,即球与料之间的摩擦碰撞机会变少,不利于粉碎。综合考虑,正交优化球料比时,选用4:1,8:1,16:1 三个水平。经正交试验优化超微粉碎工艺,综合考虑,在提高超微粉碎效果和经济节约的条件下,最佳工艺条件为:C1A1B1,即粒径为0.45mm,球料比16:1,球磨时间为2h,此工艺条件下,还原糖的量为1879.14mg。2、在酶组成的选择试验中,结果表明,对于高温组和超微粉碎组而言,纤维素酶+木聚糖酶的酶解效果,均表现较单一酶的酶解效果好:对于超微粉碎组而言,纤维素+木聚糖酶的还原糖得率分别是木聚糖酶、纤维素酶的1.24倍,4.41倍;在研究两种酶组合共同酶解对120℃C高温预处理玉米芯的酶解效果时,结果表明,木糖的得率从开始的0.6%增加到17.2%;在研究两种酶组合共同作用超微粉碎玉米芯的酶解结果时,结果表明,木糖得率从4.5%提高到27.6%。3、在酶解条件的优化实验中,得到结论,酶解最优工艺条件为:加酶量为50IU/g底物,两种酶组合,温度40℃,酶解时间6h。在最优工艺条件下,酶充分酶解底物,这样既减小了酶的消耗,同时也减少了玉米芯的用量,符合“经济、高效”的企业生产目标。同时,在40℃条件下酶解6h,温度适合,处理时间适中,这样就减少在恒温时所消耗的能量,就这点而言,为日后转变为实际生产的可行性分析时,提供了更大的可能性。