[發明專利]一種利用生物處理提高結晶木糖收率的方法

有效

• 申請號: 201310333481.3
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103351412A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 李雪芝;趙建
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C07H3/02
• 分類號: C07H3/02;C07H1/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

技術領域

???????本發明屬于生物技術領域，涉及一種利用生物處理提高結晶木糖收率的方法。

背景技術

木糖是一種戊糖，外觀為白色晶體，甜度約為蔗糖的70%，與葡萄糖甜度接近，風味亦與葡萄糖相似。木糖經加氫處理后可制得木糖醇。木糖和木糖醇是重要的化工產品和原料，既可作為甜味劑應用于功能性食品等的生產，滿足糖尿病患者對糖的需求；也可作為化工原料用于制備表面活性劑、乳化劑、破乳劑、醇酸樹脂及涂料，同時在醫藥工業也被作為制造各種藥物的原料。目前木糖和木糖醇已被廣泛應用于食品、保健品、醫藥、香精、輕工和化工等多個行業。闊葉木和玉米芯等是生產木糖的重要原料來源，生產工藝一般是首先利用稀酸水解或高溫熱水處理原料，將木糖從原料中提出，再經過中和、脫色、離子交換、濃縮、二次脫色、二次離子交換、濃縮結晶等步驟，將木糖從溶液中結晶析出。由于在闊葉木和玉米芯等原料水解溶出木糖的過程中，原料中碳水化合物的其它一些糖組分，如半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖等組分，也被部分或全部溶出，這些雜糖組分的存在，降低了木糖在糖溶液中的含量，致使木糖在結晶階段由于純度不高，溶液中的部分木糖難以被結晶出來，影響了結晶木糖的收率。未結晶析出的木糖與其他糖組分殘留在木糖母液中，只能以較低的價格出售，影響了企業的經濟效益。如果設法提高溶液中的木糖純度，可望使得更多的木糖被結晶出來，提高結晶木糖的收率，這對提高單位原料的木糖產量，提高企業經濟效益具有重要意義。

中國發明專利?201110438071.6公開了一種提高結晶木糖收率的方法，該方法根據木糖溶解度特性，利用外保溫措施，減少溶液的過飽和度，提高結晶速率，該方法可解決傳統工藝因木糖溶解度梯度不同形成大量的偽晶或聚晶，造成離心分離困難的問題，但該方法并沒有涉及水解液中的雜糖影響木糖結晶的問題。中國發明專利96101324.9也公開了一種提高結晶木糖收率的方法，其特征是使用復合有機溶劑，以降低木糖的溶解度及糖膏粘度，使結晶終止溫度降至10℃以下，糖膏始終處于過飽和狀態，有更多的木糖可以結晶析出，粘度的降低使結晶和母液的離心分離能順利進行，整個結晶過程在磁場中進行，在磁場力作用下，木糖能迅速地按磁場力的要求順序排列在晶體表面上，所得木糖晶體顆粒大、純度高。然而上述工藝雖然提高了木糖的結晶收率，但該方法始終未涉及雜糖的影響問題，也沒有涉及到生物處理工藝。?

?????闊葉木是生產木糖的主要原料之一，但由于闊葉木原料的化學組成與玉米芯等非木材原料相比存在較大差異，因此水解后獲得的水解液中糖的組成和含量均有不同。闊葉木中半纖維素成分占總原料重量的20-35%，其中主要為五碳糖，包括木聚糖、聚阿拉伯糖等。例如，樺木中木聚糖組分約占22%，在國外已經成為木聚糖和木糖的主要生產原料。國內也已經有采用闊葉木，如桉木、樺木等木材為原料，通過對木片進行熱水預水解生產木糖和木糖醇的研究，如中國發明專利CN102605108和專利?CN102617284?介紹了一種利用桉木制漿預水解液生產木糖和木糖醇的方法。但通過檢索，還未發現涉及利用生物處理闊葉木水解液以提高結晶木糖收率的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用生物處理提高結晶木糖收率的方法，即在闊葉木水解生產木糖過程中，通過生物處理提高結晶段結晶木糖的收率，提高單位原料生產木糖的產量。????

本發明所述利用生物處理提高結晶木糖收率的方法，步驟是：

??（1）制備木糖水解液：在150-200℃條件下采用高溫水處理闊葉木得到富含木寡糖的處理液，將處理液濃縮至折光度為8-30%的濃度后，繼續進行弱酸性水解處理，制得富含木糖的水解液；或者將闊葉木在1:3~1:8固液比下進行酸處理后直接得到富含木糖的闊葉木水解液，然后將木糖水解液濃縮至8-30%的折光度；其中得到的水解液中葡萄糖含量為1-25?g/L、木糖為40-150?g/L、半乳糖為5-25?g/L；?

（2）脫色和中和處理水解液：向步驟（1）得到的水解液中加入10-30wt%的活性碳進行脫色處理，然后加入碳酸鈣或石灰乳進行中和處理，再經沉淀、過濾步驟后，得到初步澄清的闊葉木木糖水解液；?

（3）以水解液為原料配制發酵培養基；?

（4）利用制得發酵培養基獲得用于后續發酵的酵母種子液；?

（5）生物處理木糖水解液；

（6）木糖的結晶析出：將步驟（5）生物處理過的木糖水解液即純化后的發酵液以常規方法進一步濃縮、脫色，再經過離子交換、濃縮結晶步驟，得到析出木糖晶體；

??其特征在于：