Химический состав отходов чайного производства
Целесообразность использования сырья в качестве субстрата для ферментолиза зависит от его реакционной способности. На это оказывают влияние множество факторов, среди которых ведущее место занимают состав и структура целлюлозосодержащего материала и методы его предобработки.
Известны физические и химические способы предобработки целлюлозосодержащего сырья, целью которых является снижение тормозящего влияния степени лигнификации, затрудняющего доступ ферментов к поверхности целлюлозы. С учетом химического состава чайных отходов наиболее приемлемым для данного субстрата является делигнификация, основанная на термохимическом воздействии.
Из данных, приведенных в таблице, видно, что составные компоненты отходов чайного производства отличаются реакционной способностью по отношению к ферментативному гидролизу. По увеличению степени конверсии (без предварительной делигнификации) они располагаются в следующей последовательности: стебли огрубелые, волоски и грубые чаинки. Вид отходов чайного производства оказывает существенное влияние на степень конверсии и на содержание глюкозы в гидролизатах. В продуктах ферментолиза волосков и грубых чаинок содержится 66 и 71% глюкозы соответственно, а при гидролизе огрубелых стеблей можно получить до 98% целевого продукта.
Продукты ферментативного осахаривания отходов чайного производства:
| Материал | Глюкоза, г/л | ВС, г/л | ||||
| за 1 ч | за 6 ч | за 24 ч | за 1 ч | за 6 ч | за 24 ч | |
| Составные элементы отходов: | ||||||
| стебли огрубелые измельченные | 0,39 | 1,5 | 1,58 | 0,94 | 1,57 | 1,63 |
| волоски измельченные | 0,17 | 1,05 | 1,25 | 1,09 | 1,98 | 3,32 |
| грубые чаинки измельченные | 0,15 | 2,55 | 3,59 | 1,32 | 3 | 5,14 |
| Смесь чайных отходов: | ||||||
| неизмельченных | 0,08 | 1,5 | 1,71 | 0,86 | 2,3 | 4,44 |
| измельченных | 0,38 | 1,55 | 2,6 | 1,72 | 2,88 | 7,24 |
| измельченных и обработанных 22 %-ным раствором NaOH |
1,4 | 4,58 | 6,93 | 2,98 | 6,07 | 11,51 |
| измельченных и обработанных 2%-ным раствором NaOH |
2,9 | 9,08 | 10,37 | 9,4 | 11,48 | 14,35 |
Увеличение степени диспергирования субстрата способствует повышению его реакционной способности в 1,5 раза. Термохимическая обработка чайных отходов 22%-ным и 2%-ным растворами NaOH приводит к повышению реакционной способности субстрата в 2,6 и 3,2 раза соответственно. Эти данные указывают на необходимость проведения механической и термохимической предобработки чайных отходов при их ферментативном гидролизе. Лучший результат по выходу глюкозы в продукте ферментолиза дает обработка 2%-ным раствором NaOH. При этом степень биоконверсии чайных отходов за 24 ч составляет 29—30%, а из образовавшихся восстанавливающихся сахаров 72% приходится на глюкозу.
Наряду с глюкозой продукт ферментолиза содержит целлобиозу, ксилозу и неидентифицированный олигосахарид, являющийся промежуточным продуктом реакции.
Для осуществления ферментативного гидролиза целесообразнее использовать реактор перемешивания колонного типа.
Полученный неочищенный продукт — сахарный сироп — можно использовать в качестве корма или питательной среды для биотехнологического получения белка путем выращивания дрожжей.
Теги: отходы , полезные веществаноября 15, 2010 | Рубрика: Производство чая, Химический состав | Нет комментариев -