[發明專利]以粘膠纖維壓榨堿液為原料制備食品級低聚木糖的電滲析工藝

在審

• 申請號: 201410622093.1
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104357513A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 鄧傳東;馮濤;孫毅;唐孝兵;莫世清;周林;羅紅梅
• 申請（專利權）人: 宜賓雅泰生物科技有限公司
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C07H3/06;C07H3/04;C07H1/06;C08B37/14
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 鄒翠

技術領域

本發明涉及低聚木糖制備領域，具體涉及以粘膠纖維壓榨堿液為原料制備食品級低聚木糖的電滲析工藝。

背景技術

低聚木糖，又稱木寡糖，是由2-7個木糖以β-1,4-糖苷鍵結合而成的支鏈低聚糖的總稱。有效成分為木二糖、木三糖、木四糖、木五糖等，其中以木二糖和木三糖為主。低聚木糖與通常人們所用的大豆低聚糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖等相比具有獨特的優勢，它可以選擇性地促進腸道雙歧桿菌的增殖活性，其雙歧因子功能是其它聚合糖類的10-20倍。低聚木糖因其顯著的雙歧桿菌增殖能力、難被消化分解、低齲齒性、有效攝入量少等優點被認為是理想的保健食品甜味劑，同時其耐酸耐熱性也使其被應用于醫藥、飲料、飼料添加劑等行業。

低聚木糖以富含木聚糖的植物為原料，通過生物化學的方法生產。目前低聚木糖的生產多以玉米芯為原料，生產工藝復雜，成本較高。而在化學漿（木漿、棉漿、草漿、蘆葦漿等植物纖維素）為原料的粘膠纖維生產過程中，采用堿液對纖維素進行處理（浸漬、壓榨）是制造粘膠纖維的第一步。半纖維素濃度高，對粘膠纖維生產工藝和成品質量產生極其不利的影響，因此必須在浸漬工藝中用堿液將半纖維素溶出，才能獲得高強度的纖維素，所以在上述過程中會產生大量的富含半纖維素的高濃度堿壓榨液。

堿壓榨液中的主要成分為氫氧化鈉和半纖維素。現有的壓榨堿液的處理方法多采用納濾技術將半纖維素從中分離出來，得到較為純凈的堿液。經過凈化的堿液可以直接回用到工藝中，但是納濾膜僅能將部分堿實現回用，其截留液中的半纖維素經過濃縮后得到的濃縮液中依然含有大量的堿。目前該部分料液作為廢堿用于中和工藝，半纖維素進入廢水處理，或者采用灼燒回收氫氧化鈉，半纖維素被燃燒。從以上現有工藝可知，半纖維素并沒有得到充分利用。

文獻“低聚木糖的膜分離濃縮工藝研究”（《食品工業》，2012年09期），采用中試試驗裝置對低濃度低聚木糖溶液的分離濃縮進行中試試驗，比較研究聚酰胺類納濾和反滲透兩種膜技術的效果，確定了納濾膜分離濃縮低聚木糖溶液的最佳工藝操作條件。該工藝納濾膜濃縮溫度低，膜過濾效率較低，不適于工業化大規模生產。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了以粘膠纖維壓榨堿液為原料制備食品級低聚木糖的電滲析工藝。得到的低聚木糖鹽分低，純度高，工藝運行效率高，適應于大規模生產。

為實現上述發明目的，本發明采用如下的技術方案：

以粘膠纖維壓榨堿液為原料制備食品級低聚木糖的電滲析工藝，其特征在于：具體工藝步驟如下：

A、膜濃縮

粘膠纖維生產的壓榨液先經預過濾除去大顆粒雜質，透過液經納濾膜循環濃縮2-4次，將最后一次的濃縮液送入電滲析膜堆，回收陽極室的堿液，即為壓榨液的濃縮液；所述的納濾膜循環濃縮2-4次，在每次過濾前，料液都經加水稀釋后進入納濾膜。

B、提取半纖

將壓榨堿液的濃縮液加酸中和，得到半纖液體。

C、酶解

在半纖液體中加入復合酶，發生酶解反應得到酶解液；

D、提純

酶解液經陶瓷膜過濾，透過液進入納濾膜脫鹽，所得濃縮液經活性炭脫色，樹脂離子交換后得到低聚木糖的純化液，再經蒸發、烘干得到低聚木糖。

本發明制備方法得到的低聚木糖滿足食品級低聚木糖的行業標準QBT?2984-2008。

本發明所述的A步驟，納濾膜的截留分子量為200-400，使堿從透過液分離出去，逐步減低堿濃，提升半纖濃度。

本發明所述的A步驟，每次納濾膜過濾前，加水稀釋的量為原料液體積的1倍，過濾得到的濃縮液體積與原料液體積相同。保證過濾效率的同時，對納濾膜的損傷小。

優選地，所述的透過液含堿200-300g/l，含半纖40-80?g/l，經納濾膜循環濃縮后，得到濃縮液含堿12-75g/l，含半纖40-80g/l；所述陽極室的堿液中含堿2-4g/l，含半纖40-80?g/l。減低堿濃的前提下，保證膜的過濾效率；同時將堿濃降至最低，保證了半纖的純度。

本發明所述的預過濾是指，壓榨堿液依次經過轉鼓過濾、板框過濾和微孔過濾除去大顆粒雜質。預過濾是使壓榨堿液不含5微米以上的固體雜質，保護后面的膜不被固體雜質損傷。

本發明所述的A步驟，納濾膜過濾的溫度為40-60℃，電滲析的溫度為15-45℃，過濾溫度高，液體粘度較低，有利于過濾效率提高。