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为探讨香蕉根球茎干粉中多糖物质的水解机理,为发酵制备燃料乙醇提供原料,本文以试管苗香蕉和本地芭蕉的根球茎为研究对象,采用不同的水解方法液化和糖化香蕉根球茎粉浆,以还原糖含量为评价指标,建立分析各种方法的水解过程动力学模型或参数。具体如下:香蕉根球茎干粉中含有丰富的多糖,经初步分析:其多糖含量达55.8%,所以水解液是发酵制备燃料乙醇的适宜原料。采用葡萄糖为标准,用DNS法检测香蕉根球茎干粉的水解液中还原糖含量的方法,简便、快捷、重现性好,最大吸收波长490 nm,重复测定的相对标准偏差(RSD)为2.83%(n=12),平均标准回收为100.04%,回收率高,相对误差小利用高温α-淀粉酶的液化作用及糖化酶的糖化作用,研究双酶法糖化香蕉根球茎粉浆的工艺条件。利用高温α-淀粉酶耐热稳定性强的特点,水解香蕉根球茎粉浆时可糊化、液化同步进行。高温α-淀粉酶水解香蕉根球茎粉浆遵循Michaelis—Menten方程,其米氏常数Km=27.410 mg/mL,最大反应速度Vm=0.708mg/(mL·min)-1。适宜的液化条件为温度为85℃、pH值为6.4、底物浓度为30 mg/mL,酶用量为0.064 mL/g,液化后的葡萄糖含量(DE值)为37.61%。在糖化酶添加量为0.05 g/g,pH值4.4,温度60℃水浴,恒温8h的条件下,糖化香蕉根球茎粉浆中的多糖水解,其葡萄糖含量(DE值)达到95.40%。研究酸水解的方法糖化香蕉根球茎粉浆,试验结果表明水解温度越高,水解时所需的酸浓度越低,水解时间越短。水解温度125℃,酸的浓度0.1 mol/L,时间1.5h时为水解的最优值,还原糖得率最大达65.82%。假定香蕉根球茎粉浆中的多糖酸水解为一级连续不可逆均相反应,建立简化的水解反应动力学模型。实验表明所建模型能与整个水解反应过程非常吻合。香蕉根球茎粉浆中的多糖酸水解过程中,还原糖的生成反应速率k1远远大于还原糖的分解反应速率k2。在多糖酸水解反应中,适当提高反应温度,可提高kl/k2比值,有利于还原糖的生成。香蕉根球茎粉浆中多糖酸水解生成还原糖,反应活化能为60.942 KJ/mol,指前因子A为20.448。此外,还探索了在微波作用环境中,酸水解香蕉根球茎粉浆中的多糖的工艺。考察了酸浓度、液固比、微波辐射功率和辐射时间等因素对其多糖水解的影响,利用响应面分析法对其水解工艺进行优化。利用Design-Expert软件对其结果进行多元回归拟合和分析,结果表明:酸浓度0.3 mol/L、液料比22.72 mL/g、微波辐射时间20 min、微波辐射功率600 W时,香蕉根球茎粉浆中的多糖水解条件最佳,还原糖得率最高为48.95%,重复性好,为香蕉根球茎粉浆中的多糖水解试验提供依据。