[發(fā)明專利]一種制備低聚木糖的方法

無效

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• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103333932A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 帥李;張景燕;譚樂坤
• 申請（專利權(quán)）人: 青島蔚藍生物集團有限公司
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14
• 代理公司: 青島海昊知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司 37201
• 代理人: 曾慶國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及生物化工領(lǐng)域，具體涉及一種從木質(zhì)纖維素中制備低聚木糖的方法。

背景技術(shù)

低聚木糖也稱木寡糖，是一種重要的功能性食品，它除了具有低熱、穩(wěn)定、安全、無毒等良好的理化特性外，還有促進腸道內(nèi)有益菌的繁殖，抑制有害菌生長的獨特生理功能，現(xiàn)已引起全世界的廣泛關(guān)注。目前制備低聚木糖的方法很多，其原料主要是以玉米芯為原料制備低聚木糖，玉米芯密度大，產(chǎn)量多，容易收集。其他原料還包括花生殼，甘蔗渣，棉籽殼，稻殼等富含木聚糖的木質(zhì)纖維素。在用木聚糖酶對這些原料進行水解前，為了提高其產(chǎn)率，往往要對原料進行一定的預(yù)處理，溶出木聚糖或者使半纖維素結(jié)構(gòu)疏松，有利于酶的接觸。其預(yù)處理方法可分為兩大類，第一類是用濃堿液抽提出木聚糖，然后過濾并中和堿液，酶水解得到低聚木糖糖液。另一種方法是用稀釋高溫溶出木聚糖然后酶水解得到低聚木糖。有專利公開了弱酸高溫處理制備低聚木糖的方法，僅以玉米芯粉作原料、采用弱酸催化劑進行裂解、溶出低聚木糖、控制pH?值、用木聚糖酶進行酶解、高溫滅酶、濾渣，通過活性炭和離子交換劑脫色除雜、用大分子截留膜截留大分子木聚糖、鈉濾膜濃縮脫鹽和真空濃縮、噴霧干燥得到低聚木糖，該方法采用玉米芯粉作為原料，固液比在1:6-10，溫度在155-180度左右，預(yù)處理時間在30-120min左右，可以看出該方法液固比大，溫度高，設(shè)備要求高，投資大，其處理過程的能耗因此非常大；還有在很多文獻報道的低聚木糖的堿法制備中，常常使用10-15%濃度的堿溶液，固液比在1:10-20，對木質(zhì)纖維素中的木聚糖進行溶出抽提，然后中和掉堿，再對所提取的木聚糖進行酶水解得到低聚木糖，堿的消耗量比原料自身的質(zhì)量還要多，消耗了大量化學(xué)品；有報道采用微波法對顆粒狀玉米芯進行微波消解，后續(xù)再對消解殘渣進行酶解、滅酶、分離、收集得到低聚木糖，然而微波在工業(yè)上應(yīng)用還有一段距離。上述方法或多或少存在著消耗化學(xué)品多，能耗高，污水多等問題，不利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種從玉米芯中制備低聚木糖的方法，成本低，能耗低，設(shè)備投資低，可適于玉米芯低聚木糖的規(guī)模化生產(chǎn)。

申請人在長期的研究中發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的用濃堿液抽提木聚糖相比，用稀堿液浸泡玉米芯，然后將浸泡后的玉米芯再酶解來制備低聚木糖，能大大減少成本和廢液的量，從而促成了本發(fā)明。

本發(fā)明的制備方法，是用稀堿液浸泡玉米芯，再將浸泡后的玉米芯水洗后，用木聚糖酶降解，再按已有的低聚木糖的制備步驟來獲得低聚木糖。

所述的已有的低聚木糖的制備步驟，是指酶解后的過濾、脫色、除鹽步驟。

上述的已有的低聚木糖的制備步驟，在除鹽步驟后還包括有濃縮的步驟。

本發(fā)明方法，其一種具體步驟如下：

（1）將粉碎后的玉米芯用稀堿液浸泡處理；

（2）擠出堿液，水洗浸泡后的玉米芯；

（3）將玉米芯濕磨或粉碎成糊狀；

（4）調(diào)節(jié)糊狀物的pH值，加入木聚糖酶，進行酶解；

（5）酶解后所得混合物經(jīng)過濾，即得到粗低聚木糖液。

（6）低聚木糖液經(jīng)脫色，除鹽，濃縮得到低聚木糖成品。

其中步驟（1）中稀堿液與玉米芯的體積質(zhì)量比（ml/g）為3～10:1，優(yōu)選為3～6：1。

步驟1）中所用的堿液的質(zhì)量體積比（g?/?ml）濃度為1～1.5%，優(yōu)選1.2%。?

上述步驟（1）中堿液浸泡玉米芯的溫度為0～100℃，優(yōu)選0-40℃。

上述步驟（1）中堿液浸泡玉米芯的處理時間為30min～48h，優(yōu)選30min-24h。

上述步驟（4）中木聚糖酶的添加量為300-1500U/克玉米芯原料干重。

上述步驟（4）中木聚糖酶的酶解條件為45-55℃，酶解時間為6-72h。

本發(fā)明采用稀堿液浸泡玉米芯，與傳統(tǒng)工藝相比，用堿量大大降低；此外，浸泡后，還可以擠出多余的堿液，直接循環(huán)利用。傳統(tǒng)堿處理工藝通常是用濃堿液從玉米芯粉中抽提出木聚糖，而本發(fā)明是使用稀堿液浸泡玉米芯，木聚糖仍保留在固體中，在酶解前先水洗浸泡后的玉米芯，可以減少后續(xù)脫色除雜的成本，且不會造成木聚糖的流失。玉米芯結(jié)構(gòu)通過稀堿液浸泡松軟后，再進行濕磨工藝，能進一步疏解半纖維素，增大半纖維素和酶的接觸幾率，加快水解速率，從而提高低聚木糖的得率。本發(fā)明工藝簡單易行，處理溫度低，用堿量少，設(shè)備要求低，低聚木糖得率高，便于規(guī)模化生產(chǎn)。

說明書附圖：

圖1：本發(fā)明制備低聚木糖的工藝路線圖。