超声波辅助碱分离毛竹半纤维素.pdf

第 28 卷第 9 期农 业 工 程 学 报Vol.28No.92502012 年5 月Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringMay 2012超声波辅助碱分离毛竹半纤维素彭红1，胡铮瑢1，余紫苹1，阮榕生1,2（1.南昌大学生物质转化教育部工程研究中心，南昌 330047；2.南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，南昌 330047）摘要：该文以高效分离毛竹半纤维素为出发点，采用超声辅助碱分离法分离毛竹半纤维素。在固定固液比 120 g/mL、总浸提时间 120 min 的条件下，分析了 KOH 溶液质量分数，浸提温度及超声时间对毛竹半纤维素得率的影响。在单因素试验的基础上，采用 Box-Behnken 试验设计和通过响应面分析对分离工艺进行了优化。结果表明，超声辅助碱分离毛竹半纤维素的最佳分离工艺参数为 KOH 溶液质量分数 3.1%、浸提温度 54、超声时间 56 min，此时半纤维素实际总得率为 19.28%。浸提温度和 KOH 溶液质量分数对半纤维素总得率影响显著，超声波作用时间对总得率影响不显著。在相同条件下超声辅助碱分离时半纤维素提取率比无超声辅助时提高 4.06%。结果可为毛竹半纤维素分离的工业化提供参考。关键词：毛竹，超声波，优化，半纤维素，得率，响应面分析doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.09.041中图分类号：TQ353文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)-09-0250-07彭红，胡铮瑢，余紫苹，等.超声波辅助碱分离毛竹半纤维素J.农业工程学报，2012，28(9)：250256.Peng Hong,Hu Zhengrong,Yu Ziping,et al.Extraction of hemicelluloses from bamboo with ultrasound-assisted alkalineJ.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2012,28(9):250256.(in Chinesewith English abstract)0引言随着石化资源的日益匮乏和全球性能源危机日益显现，利用可再生的生物质资源生产新材料、燃料和化学品已成为众多科研工作者的研究热点1-4。竹子是禾本科（Poaceae）竹亚科（Bambusoideae）多年生常绿植物，广泛分布在热带、亚热带和暖温带地区，是当今世界最具有使用价值的生物质之一5。作为竹类植物中分布最广和经济价值最高的毛竹来说，其生长速度快、繁殖能力强、开发利用潜力巨大。在中国，所有竹种中毛竹是数量最多、分布面积最大、用途最广、价值最高的，占全国竹林面积的 70%，总面积达 292 多万 hm2，年产近 58.5 亿多株6。毛竹原料中主要由半纤维素、纤维素和木素组成，其中半纤维素高达 25%30%7。毛竹中半纤维素含量如此之高，将产量巨大的、可再生的毛竹半纤维素用于造纸工业、材料工业、能源工业、食品工业、烘焙工业和其它非食品工业具有非常重要的经济价值，工业应用前景广阔7-8。能有效利用毛竹半纤维素的前提条件是如何高效地把半纤维素从毛竹中分离出来。半纤维素是一种杂多糖，它在植物细胞壁中以共价键连接木质素9-11，以氢键和范德华力与纤维素紧密联系12。半纤维素与木素和纤维素收稿日期：2011-06-02修订日期：2012-03-19基金项目：国家自然科学基金（30960304）；江西省教育厅基金（GJJ10045）；江西省科技厅产业化关键技术攻关项目（2007BN12100）；国际科技合作计划资助项目（2010DFB63750）作者简介：彭红（1978），女，湖北英山人，博士，助理研究员，研究方向为生物质资源转化利用。南昌南昌大学生物质转化教育部工程研究中心，330047。Email:之间特殊的化学作用一定程度上增加了有效分离半纤维素组分的难度。目前已有从生物质中提取半纤维素的方法有单纯碱分离法10,13、碱性过氧化物分离法14-15、中性有机溶剂分离法16-17等。其中碱分离法仍是最普遍的半纤维素分离方法，氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液是最常用的溶剂。超声波能有效破碎植物细胞，利于传质，使有效成分溶出且不容易破坏有效物质化学结构18-20。已有关于超声波辅助法应用到蔗渣18、小麦麸19、杨树20的半纤维素分离中，但未见关于超声辅助法分离毛竹半纤维素的研究报告。本研究采用超声辅助碱分离法从毛竹原料中分离出半纤维素，通过超声辅助氢氧化钾溶液法分离出碱溶性毛竹半纤维素，分析氢氧化钾质量分数、浸提温度和超声时间对半纤维素得率的影响，通过响应面法对分离工艺进行了优化，并与单纯碱分离法进行了比较，为探索高效分离毛竹半纤维素的方法提供理论参考。1材料与方法1.1材料本试验所用 12 月竹龄的毛竹原料采集于南昌梅岭官溪村当地天然竹林。晒干后切成小片（13 cm），用高速粉碎机粉碎，收集 40100 目筛之间的部分，干燥，储于密封塑料袋中备用。毛竹原料中基于绝干物料的酸不溶木素质量分数为 18.18%（参照 GB/T2677.8-94 测定），半纤维素质量分数为 29.82%（参照 GB 2677.9-94 测定），-纤维素质量分数为 43.54%（参照硝酸乙醇法测定21），苯醇抽提物质量分数为 3.89%（参照 GB/T2677.6-94 测定），灰分为 1.44%（参照 GB/T2677.3-93 测定）。试剂甲苯、95%乙醇、亚氯酸钠、氢氧化钾和冰醋酸均为分析纯。第 9 期彭红等超声波辅助碱分离毛竹半纤维素2511.2主要仪器设备高速中药粉碎机（瑞安市环球药械厂）；马弗炉SX2-12-10（武汉江宇电炉制造有限公司）；DHG-9036A型电热恒温鼓风干燥箱（上海精密实验设备有限公司）；电热恒温水浴锅（上海亚荣生化仪器厂）；TDL-5000B型大容量离心机（上海安亭仪器厂）；SHB-循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；Sartorius 电子天平（北京赛多利斯仪器系统公司）；SK200H 超声处理器（上海科导超声仪器有限公司）；ALPHAI-2 型冷冻干燥机（德国 Martin Christ）；320-S pH 计（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）。1.3试验方法1.3.1超声波辅助碱分离毛竹半纤维素毛竹半纤维素的分离流程如图1所示。每次取40100目毛竹竹粉100 g，用甲苯95%(质量分数)乙醇混合液（体积比为 2:1）索氏抽提 6 h 以脱除蜡质和色素类物质，再经过 0.6%(质量分数)的亚氯酸钠在 75 温度下处理 2 h，pH值 4.24.7，氧化脱除木素，尼龙布过滤后干燥，即得到综纤维素，并通过下式计算综纤维素得率 Y1(%)。Y1(%)=(m1/100)100式中，m1为综纤维素质量，g。图 1超声波辅助分离毛竹半纤维素流程示意图Fig.1Scheme for ultrasonic-assistant extraction of hemicellulosesfrom bamboo每次取20 g综纤维素用KOH水溶液在一定温度下超声辅助浸泡处理 2 h，其中 2 h 包括超声辅助时间，超声波频率 59 kHz，固定总功率 90 W，然后在布氏漏斗上用尼龙布过滤。滤液用冰醋酸中和至 pH 值为 5.5，4 800r/min 离心 20 min，得到的乳白色沉淀组分即为半纤维素A 组分。上清液在不高于 50下旋转蒸发浓缩至 50 mL，加入 3 倍体积的 95%乙醇溶液在室温下沉降 12 h，过滤收集沉淀，并用 70%乙醇洗涤，自然风干后进一步冷冻干燥，得到半纤维素 B 组分。经-80冷冻和室温高真空干燥后的半纤维素质量与初始毛竹原料中半纤维素含量的比值即为半纤维素得率 Y(%)，计算方法如下201(%)10020mYHY式中，m2为半纤维素质量，g；H0为毛竹中半纤维素质量分数，29.82%。半纤维素总得率是半纤维素 A 和半纤维素 B 得率之和。分别对超声辅助碱分离半纤维素的 KOH 质量分数、浸提处理温度和超声辅助时间 3 个因素进行单因素试验，初始综纤维素质量为 20 g。考虑 KOH 质量分数对半纤维素得率的影响时，浸提处理温度固定为 50，超声辅助时间固定为 30 min；考虑温度对半纤维素得率的影响时，KOH 质量分数固定为 2%，超声辅助时间固定为 30 min；考虑超声波辅助处理时间对半纤维素得率的影响时，KOH 质量分数固定为 2%，浸提处理温度固定为 50。1.3.2响应面设计在单因素试验的基础上，根据 Box-Behnken 中心组合试验设计原理，以半纤维素组分得率为响应值，对影响毛竹竹竿半纤维素超声辅助碱分离方法的 KOH 浓度、浸提温度、超声时间 3 个关键因素进行研究。采用 SAS8.01 软件对试验数据进行回归分析。每一个自变量的低、中、高试验水平分别以-1、0、1 进行编码，该模型通过最小二乘法拟合二次多项方程可以表达为如式 120iiiiiijijYAA XA XA X X（1）式中，Y 为响应值(半纤维素得率)；A0、Ai、Aii、Aij为方程系数；Xi、Xj(i j)为自变量编码值。多项式模型方程拟合性质由相关系数 r 表达，其统计学上的显著性由 F 值检验。通过求出影响因素的一次效应、二次效应及其交互效应的回归方程，并绘出响应面图，对影响因素进行更为深入的分析和拟合优化。根据响应面分析软件提供的试验设计，设 KOH 质量分数（A）、浸提温度（B）、超声时间（C）3 因素为自变量，半纤维素得率为响应值（Y），响应面分析因素与水平编码表见表 1。表 1响应面试验因素及水平Table 1Experimental factors and levels of response surface因素水平AKOH 质量分数/%B浸提温度/C超声时/min-124045035060+1460752结果与分析2.1KOH 溶液质量分数对半纤维素得率的影响在固液比 120 g/mL、50 浸提 2 h、并超声 30 min农业工程学报2012 年252条件下，不同 KOH 质量分数对半纤维素总得率、半纤维素 A 得率和半纤维素 B 得率的影响如图 2 所示。KOH 溶液质量分数在 1%4%范围时，半纤维素总得率随着碱液质量分数增大而增加，当质量分数到 4%时，总得率达最高值 18.07%。当碱质量分数到 5%时半纤维素总得率为17.71%，略低于 3%碱液质量分数时的半纤维素总得率。可能的原因是使用 5%碱液质量分数时，在使糖苷键水解的同时，还使半纤维素的还原端末端发生了剥皮反应，使得半纤维素降解，从而总得率降低。碱溶性半纤维素 B组分得率总是高于 A 组分得率。综合考虑下一步响应面试验最适宜 KOH 溶液质量分数为 3%。注：浸提温度 50，超声时间 30 min，固液比 120 g/mL图 2KOH 溶液质量分数对半纤维素得率的影响Fig.2Effect of KOH mass concentration on yield ofhemicellulosic fractions2.2浸提温度对半纤维素得率的影响在固液比 120 g/mL、KOH 溶液质量分数 2%、浸提时间 2 h、并超声 30 min 条件下，浸提温度对半纤维素A 得率、半纤维素 B 得率和半纤维素总得率的影响如图 3注：KOH 溶液质量分数 2%，超声时间 30 min，固液比 120 g/mL图 3浸提温度对半纤维素得率的影响Fig.3Effect of temperature on yield of hemicellulosic fractions所示。半纤维素 A 得率随浸提温度升高并不是一直在增大，而随着浸提温度的提高，半纤维素 B 得率和半纤维素总得率显著增加。其中半纤维素总得率从 30到 50增长最为明显，从 7.40%增加到 17.22%，增加了 9.82%。高于 50后得率增幅都明显降低。由图 3 还可看出，随着浸提温度的升高，半纤维素 B 组分与 A 组分的得率差呈不断上升趋势，20时相差 2.72%，到 60时已相差了 9.58%。由此可见，在 3050温度变化范围内半纤维素的溶解性对于温度有较高的敏感性，从而提取率增长幅度显著，因此选取 50为最适浸提温度。2.3超声时间对半纤维素得率的影响超声波辅助提取技术是利用超声波形成的空穴效应促进木质素和半纤维素组分之间的酯键、醚键的断裂，从而促使半纤维素组分不断从植物细胞壁溶出并向提取液中扩散，但同时也伴随一部分的糖苷键不可避免的发生断裂。在固液比 120 g/mL、KOH 溶液质量分数 2%、浸提时间 2 h 和温度 50条件下，不同超声时间对碱溶性半纤维素得率的影响如图4所示。由图4可知，在75 min内半纤维素 A 得率总体上随超声波作用时间延长有小幅度增加，半纤维素 B 得率总体上随超声波作用时间延长有小幅度降低，而半纤维素总得率随着超声时间延长增加并不明显，在 60 min 时最大值仅为 17.31%，超声时间对半纤维素总得率的影响几乎可以忽略。尽管超声60 min时的能耗比超声 15 min 时的能耗高，但是半纤维素 A 得率从超声 15 min 时的 2.82%上升到超声 60 min 时的4.93%，而半纤维素 B 得率从超声 15 min 时的 14.19%下降到超声 60 min 时的 12.38%，半纤维素 B 组分与 A 组分的得率差在超声 60 min 时最小，在超声 60 min 时更有利于半纤维素 A 和半纤维素 B 的同时溶出。因此综合考虑，本试验最适宜超声时间为 60 min。注：KOH 溶液质量分数 2%，浸提温度 50，固液比 120 g/mL图 4超声时间对半纤维素得率的影响Fig.4Effect of ultrasonic-assistant extraction time on yield ofhemicellulosic fractions第 9 期彭红等：超声波辅助碱分离毛竹半纤维素2532.4响应面分析根据 Box-Behnken 组合试验设计原理，在单因素试验的基础上设计 3 因素 3 水平响应面分析试验的方案及试验结果见表 2，其中 112 是析因试验，1315 是中心试验，用来估计试验误差。表 2试验设计及结果Table 2Experimental design and results序号A KOH 质量分数/%B 浸提温度/C 超声时间/min半纤维素A 得率/%半纤维素B 得率/%半纤维素总得率/%12(-1)40(-1)60(0)5.169.1414.3024(1)40(-1)60(0)5.9110.1916.1032(-1)60(+1)60(0)6.7011.1917.8944(+1)60(+1)60(0)7.7310.3618.0952(-1)50(0)45(-1)3.6913.9517.6464(+1)50(0)45(-1)7.8410.2618.1072(-1)50(0)75(+1)6.0811.7117.7984(+1)50(0)75(+1)7.2910.2117.5093(0)40(-1)45(-1)6.0611.7115.78103(0)60(+1)45(-1)4.7913.8318.62113(0)40(-1)75(+1)5.939.1915.12123(0)60(+1)75(+1)5.8912.2018.09133(0)50(0)60(0)5.3413.4918.83143(0)50(0)60(0)6.1213.0418.61153(0)50(0)60(0)5.5913.0219.16注：固液比为 120 g/mL。对表 2 中数据进行二次多元回归拟合，得到半纤维素总得率对 KOH 溶液质量分数、超声时间、浸提温度的二次多项回归方程Y=18.8667+0.2713A+1.4238B-0.205C-0.4AB-0.1875AC+0.0325BC-0.7083A2-1.5633B2-0.4008C2（2）回归方程方差分析和响应面回归分析结果分别见表3 和表 4。各变量对指标（响应值）影响的显著性，由 F检验来判定，P 值越小，则相应变量的显著程度越高。从表 3 回归方程的回归系数显著性及方差分析中可以看出，回归方程是高度显著的，相关系数 r=28.45/29.09=97.8%，这说明响应值（半纤维素得率）的变化有 97.8%来源于KOH 碱液质量分数，浸提温度和超声时间这几个变量。模型的一次项和二次项高度显著，说明各具体试验因子对响应值的影响不是简单的线性关系。表 3回归方程方差分析Table 3Regression analysisofvarianceforfittedquadraticpolynomialmodel方差来源自由度平方和F 值P 值显著性a回归模型928.447224.430.0013*一次项317.141344.160.0005*二次项310.521127.10.0016*交互项30.78492.020.2295失拟项30.492.150.3334纯误差20.15总和1429.09注：a*P0.01；*P0.05使用 SAS 8.01 统计软件“RSREG”程序对所得原始数据进行回归拟合，回归分析结果见表 4。表 4 的数据结果显示浸提温度的一次项及浸提温度的二次项对响应值有极显著影响，KOH 溶液质量分数的二次项对响应值有显著影响，各因素之间的交互作用不显著。回归方程可以较好的描述各因素与响应值之间的真实关系。表 4响应面回归分析结果Table 4Regression analysis of fitted quadratic polynomial model变异因素回归系数T 值P 值显著性b常数项18.866790.85.0001*A0.27132.130.0861B1.423811.2.0001*C-0.205-1.610.1679A2-0.7083-3.780.0128*AB-0.4-2.220.0767B2-1.5633-8.350.0004*AC-0.1875-1.040.3449BC0.03250.180.8637C2-0.4008-2.140.0852注：b*P0.01；*P0.05；A 为 KOH 质量分数，B 为浸提温度，C 为超声时间。对回归方程（2）分别对 A、B、C 取一阶偏导数等于零，解得 A=0.102、B=0.4396、C=-0.2618，将代码值通过转化为实际试验参数后可得最优工艺条件为 3.1%KOH 溶液质量分数，以固液比 120 g/mL 在 54.4下浸提 2 h，其中超声时间为 56 min，在此条件下，半纤维素理论得率为 19.22%。为便于试验操作，验证试验温度参数取整数为 54。本试验中使用 Design Expert 7.1.3 统计软件对关于编码值的方程作曲面图和等高线图，KOH 碱液质量分数，浸提温度和超声时间 3 个关键因子及其交互作用对半纤维素总得率的影响结果见图 57。等高线图的圆心是存在极值的条件。随着每个因素的增大，响应值增大，当响应值增大到极值后，随着因素增大，响应值逐渐减小。曲线较陡的区域表示对响应值影响较显著，曲线较平缓的区域表示对响应值影响较小。从图 5 响应面和等高线看出，在固定超声时间 60 min条件下，等高线密度沿着浸提温度的变化大于沿着 KOH质量分数的等高线密度，因此可看出浸提温度较 KOH 溶液质量分数对总得率影响更加显著。等高线图类似椭圆，说明浸提温度和KOH 溶液质量分数2个因素之间具有一定相关性，回归分析中也显示 P 值为 0.0767。农业工程学报2012 年254注：超声时间为 60 min，固液比 120 g/mL图 5KOH 质量分数与浸提温度对半纤维素总得率影响的响应面与等高线图Fig.5Response surface plots and contour plots of effects of KOHmass concentration and extraction temperature on total yield ofhemicelluloses注：浸提温度为 50，固液比 120 g/mL图 6KOH 质量分数与超声时间对半纤维素总得率影响的响应面与等高线图Fig.6Response surface plots and contour plots of effects of KOHmass concentration and ultrasonic time on total yield ofhemicelluloses从图 6 响应面和等高线看出，在浸提温度 50条件下，KOH 溶液质量分数方向的等高线密度明显高于沿着超声时间方向的等高线密度，说明 KOH 溶液比超声时间更加显著作用于半纤维素总得率。等高线图接近一个圆形，所以 KOH 溶液和超声时间的两个因素之间的相关性比较低。从图 7 响应面和等高线看出，在 KOH 溶液质量分数为 3%条件下，浸提温度方向的等高线密度明显高于超声时间方向的等高线密度，说明浸提温度比超声时间更加显著作用于半纤维素总得率，等高线图显示浸提温度和超声时间的 2 个因素之间的相关性也比较低，P 值为0.8637。注：KOH 溶液质量分数为 3%，固液比 120 g/mL图 7浸提温度与超声时间对半纤维素总得率影响的响应面与等高线图Fig.7Response surface plots and contour plots of effects ofextraction temperature and ultrasonic time on total yield ofhemicelluloses为验证响应面试验设计的可靠性，按照理论参数（20 g毛竹综纤维素，3.1%KOH 溶液以固液比 120 g/mL 在54条件下浸提 2 h，其中超声时间为 56 min）设计了 3次重复试验，半纤维素平均得率见表 5。总得率的平均值为 19.28%，平均值比模型预测值（19.22%）略高，因此该回归的数学模型应用于超声辅助提取碱溶性半纤维素具有可行性。第 9 期彭红等：超声波辅助碱分离毛竹半纤维素255表 5验证试验结果Table 5Verification test and results验证试验半纤维素 A 得率/%半纤维素 B 得率/%总得率/%超声5.4213.8619.28未超声3.7411.4815.222.5超声辅助碱分离与单纯碱分离的比较用单纯碱溶液KOH溶液在超声辅助分离半纤维素时的理论最优工艺条件：3.1%KOH 溶液质量分数、固液比120 g/mL、温度 54下浸提 2 h，其它分离方法同图 1，试验平行 3 次，所得半纤维素平均得率如表 5 所示。半纤维素 A 组分平均得率为 3.74%、半纤维素 B 组分平均得率为 11.48%、平均总得率为 15.22%，得率均有所下降，平均总得率比超声辅助分离时的理论得率（19.22%）低4.00%，比超声辅助最优值验证试验结果（19.28%）低4.06%，即在相同条件下超声辅助时半纤维素提取率（19.28%）比未超声时（15.22%）提高 4.06%。当每次超声 56 min 时，超声波仪能耗为 302.40 kJ，能耗非常低，但是半纤维素提取效率却大大提高。通过超声辅助碱分离与单纯碱分离的比较可知，超声波辅助碱分离可以在低能耗情况下提高半纤维素的分离效率和产率，超声波辅助碱分离法可用于包括毛竹在内的植物木质生物质中半纤维素的工业化提取分离，具有较好的应用前景。超声波辅助碱分离法能提高半纤维素得率的可能原因是超声波能破坏植物细胞壁的完整性，使半纤维素与木素之间的醚键和酯键断裂、与木素之间的连接减少，从而加快半纤维素的溶出183结论1）本试验以 12 个月竹龄的毛竹竹竿为原料，对超声辅助碱分离毛竹半纤维素进行了研究。分析了 KOH 溶液浓度，浸提温度及超声时间这 3 个因素对毛竹半纤维素得率的影响规律。采用了响应面法“Box-Behnken 设计”，通过响应面法分析对影响超声辅助碱分离半纤维素组分得率的 KOH 质量分数、浸提温度、超声时间 3 个因素进行了综合研究。优化得到最佳的分离工艺参数为：质量分数为 31%KOH 溶液以固液比 120 g/mL 在 54条件下浸泡 2 h，其中超声时间为 56 min，在此条件下半纤维素实际总得率为 19.28%。2）通过回归分析可知，碱液质量分数和浸提温度对碱溶性半纤维素总得率的影响非常显著（P0.01），单因素中 60时的半纤维素总得率是 20时的半纤维素总得率的 2.9 倍。从回归分析可看出，本试验中超声波作用时间对碱溶性半纤维素总得率的作用不显著。3）单纯的 KOH 溶液分离且不超声辅助时半纤维素总得率为 15.22%，在相同条件下超声辅助碱分离半纤维素提取率提高 4.06%。超声辅助碱液提取植物半纤维素具有较好的在工业化应用前景。参考文献1Liu Yuhuan,Ruan Rongsheng,Liu Chengmei,et al.Starchbased polyester type water resistant wood adhesiveJ.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2008,24(9):309312.2万益琴，王应宽，林向阳，等.微波裂解海藻快速制取生物燃油的试验J.农业工程学报，2010，26(1)：295300.Wan Yiqin,Wang Yingkuan,Lin Xiangyang,et al.Experimentalinvestigation on microwave assisted pyrolysis of algae forrapid bio-oil productionJ.Transactions of the ChineseSociety of Agricultural Engineering(Transactions of theCSAE),2010,26(1):295300.(in Chinese with Englishabstract)3朱灵峰，杜磊，李新宝，等.秸秆合成气合成甲醇的动力学研究J.农业工程学报，2008，24(6)：3640.Zhu Lingfeng,Du Lei,Li Xinbao,et al.Kinetics of preparingmethanol with corn stover syngasJ.Transactions of theChinese Society of Agricultural Engineering(Transactions ofthe CSAE),2008,24(6):3640.(in Chinese with Englishabstract)4吴昊，姚嘉旻，刘宗敏，等.玉米籽皮稀酸水解液脱毒发酵制备丁二酸的可行性J.农业工程学报，2009，25(2)：267272.Wu Hao,Yao Jiayan,Liu Zongmin,et al.Feasibility forproducing succinic acid by fermentation of cornhusk diluteacid hydrolysate after detoxificationJ.Transactions of theChinese Society of Agricultural Engineering(Transactions ofthe CSAE),2009,25(2):267272.(in Chinese with Englishabstract)5陆柏益，鲍建峰，山琳，等.超临界 CO2萃取毛竹笋油的工艺及产品成分J.农业工程学报，2009，25(8)：312316.Lu Boyi,Bao Jianfeng,Shan Lin,et al.Technology forsupercritical CO2extraction of bamboo shoot oil andcomponents of productJ.Transactions of the ChineseSociety of Agricultural Engineering(Transactions of theCSAE),2009,25(8):312316.(in Chinese with Englishabstract)6刘道平.中国竹业产业化现状及展望J.林业科技开发，2001，15(5)：35.7Scurlock J M O,Dayton D C,Hames B.Bamboo:anoverlooked biomass resourceJ.Biomass and Bioenergy,2000,19(4):229244.8胡会超，詹怀宇，吕健，等.毛竹阳离子半纤维素对纸浆性能的改善J.造纸科学与技术，2009，28(3)：2832.Hu Huichao,Zhan Huaiyu,LJian,et al.Improvement ofpaper properties by cationic Phyllostachys hemicellulosesJ.Paper Science and Technology,2009,28(3):2832.(inChinese with English abstract)9G rio F M,Fonseca C,Carvalheiro F,et al.Hemicellulosesfor fuel ethanol:A reviewJ.Bioresource Technology,2010,101(13):47754800.10 Wen Jialong,Xiao Lingping,Sun Yongchang et al.Comparativestudy of alkali-soluble hemicelluloses isolated from bamboo(Bambusarigida)J.Carbohydrate Research,2011,346(1):111120.11 Li Mingfei,Fan Yongming,Xu Feng,et al.Structure andthermal stability of polysaccharide fractions extracted from农业工程学报2012 年256the ultrasonic irradiated and cold alkali pretreated bambooJ.Journal of Applied Polymer Science,2011,121(1):176185.12 Henriksson sa,Gatenholm P.Controlled assembly ofglucuronoxylans onto cellulose fibresJ.Holzforschung,2001,55(5):494502.13 Kawczyk H,Persson T,Errson A,et al.Isolation ofhemicellulosesfrom barley husksJ.Food and Bioproducts Processing,2008,86(1):3136.14 Escarnot E,Aguedo M,Paquot M.Characterization ofhemicellulosic fractions from spelt hull extracted by differentmethodsJ.Carbohydrate Polymers,2011,85(2):419428.15 Sun Jinxia,Sun Xiaofeng,Sun Runcang,et al.Fractionalextractionandstructuralcharacterizationofsugarcanebagasse hemicellulosesJ.Carbohydrate Polymers,2004,56(2):195204.16 Jin Aixian,Ren Junli,Peng Feng,et al.Comparativecharacterization of degraded and non-degradative hemicellulosesfrom barley straw and maize stems:Composition,structure,and thermal propertiesJ.Carbohydrate Polymers,2009,78(3):609619.17 Haimer E,Wendland M,Potthast A,et al.Controlledprecipitation and purification of hemicellulose from DMSOand DMSO/water mixtures by carbon dioxide as anti-solventJ.Journal of Supercritical Fluids,2010,53(1/3):121130.18 Sun Jinxia,Sun Runcang,Sun Xiaofeng,et al.Fractional andphysico-chemical characterization of hemicelluloses fromultrasonic irradiated sugarcane bagasseJ.CarbohydrateResearch,2004,339(2):291300.19 Hrom dkovZ,Kot lovZ,EbringerovA.Comparison ofconventional and ultrasound-assisted extraction of phenolics-richheteroxylans from wheat branJ.Ultrasonics Sonochemistry,2008,15(6):10621068.20 Yuan Tongqi,Xu Feng,He Jing,et al.Structural andphysico-chemical characterization of hemicelluloses fromultrasound-assistedextractionsofpartiallydelignifiedfast-growing poplar wood through organic solvent andalkaline solutionsJ.Biotechnology Advances,2010,28(5):583593.21 杨淑蕙.植物纤维化学(第三版)M.北京：中国轻工业出版社，2001.Extraction of hemicelluloses from bamboo with ultrasound-assistedalkalinePeng Hong1,Hu Zhengrong1,Yu Ziping1,Ruan Rongsheng1,2(1.Engineering Research Center for Biomass Conversion,Ministry of Education,Nanchang University,Nanchang 330047,China;2.State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanc