一种低聚木糖的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种低聚木糖的制备方法，包括以下步骤：将玉米芯碱性粉碎后冷冻使细胞壁破裂，然后置于酸性环境下超声处理，先后经过AMBERJET 1200H和Amberlite XAD‑16处理后得到木聚糖溶液备用；采用木聚糖酶对木聚糖溶液进行酶解，得到低聚木糖溶液，将低聚木糖溶液进行结晶。本发明专利技术得到的木聚糖溶液收率高，从而使提高了低聚木糖的收率，并且本发明专利技术提供的制备方法简单易操作。

A preparation method of xylo-oligosaccharide and its application

The invention discloses a preparation method of xylo-oligosaccharide, which comprises the following steps: crushing corncob alkalinely and freezing to rupture cell wall, then putting it in acidic environment for ultrasonic treatment, and then after AMBERJET 1200H and mberlite XAD_16 treatment, the xylan solution is prepared for reserve; xylanase is used for enzymatic hydrolysis of xylan solution to obtain xylo-oligosaccharide solution, and xylo-oligosaccharide solution is obtained. The sugar solution is crystallized. The xylan solution obtained by the invention has high yield, thereby improving the yield of xylo-oligosaccharide, and the preparation method provided by the invention is simple and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种低聚木糖的制备方法及其应用
本专利技术属于化工、食品
，具体涉及一种低聚木糖的制备方法及其应用。
技术介绍
低聚木糖又称木寡糖，是由2-7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合而成的功能性聚合糖，低聚木糖是聚合糖类中增殖双歧杆菌功能最强的品种之一，低聚木糖具有许多独特的功能：1、低聚木糖很难为人体消化酶所分解，用唾液、胃液、胰液和小肠酶液进行消化实验，实验结果显示各种消化酶几乎都不能分解低聚木糖，并且低聚木糖的能量值几乎为零，既不影响血糖浓度，也不会增加血糖中胰岛素的水平，并且不会形成脂肪沉积，故可在低能量食品中发挥作用，最大限度的满足了糖尿病人、肥胖病人和低血糖病人的需要；2、低聚木糖对酸、热稳定性好，难发酵，与其他低聚糖相比，低聚木糖的突出特点是稳定性非常好，即使在酸性条件下(pH＝2.5-7)加热至100℃基本上也不分解。低聚木糖是聚合糖类中增殖双歧杆菌功能最强的品种之一，它的功效性是其他聚合糖类的近20倍，人体胃肠道内没有水解低聚木糖的酶，所以其可直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用，促进双歧杆菌增殖同时产生多种有机酸。降低肠道PH值，抑制有害菌生长，使益生菌在肠道大量增殖，达到上述的保健功效。低聚木糖的应用广泛，可用于饲料添加剂领域，所起的作用为：1、促进动物消化道内有益菌的繁殖，抑制有害菌的生长，改善微生物菌群平衡，2、阻断病原菌与宿主细胞受体的结合，3、刺激动物基体的免疫系统，提高免疫力，4、增强动物的抗病能力，减少发病率，提高对动物疾病的防治效果，5、改善饲料利用率，提高动物生产性能，6、降低对环境的污染，改善动物生产环境的卫生状况；还可以用于母婴用品方面，低聚木糖在婴幼儿产品方面的应用集中在葡萄糖产品、奶粉产品等方面。由于低聚木糖的应用范围比较广，所以制备品质高、质量好的低聚木糖成为重中之重，低聚木糖的制备方法主要分为酶法水解、酸法水解、自水解、化学酶解四种，酶法水解由于清洁环保成为低聚木糖的主要制备方法，但是同样存在一定的弊端，例如制备条件控制不合适会导致酶失活，或者反应中酶和反应物结合位点不足，反应进行不彻底，从而导致合成的低聚木糖收率低，纯度差。例如中国专利申请201610217884X中公开了一种低聚木糖的制备方法，属于低聚木糖生产
，该方法将含有半纤维素的农业纤维废料中通过碱法提取得到木聚糖，在木聚糖的水溶液中，加入固体酸催化剂直接降解得到低聚木糖溶液，经过滤后将固体酸催化剂与低聚木糖溶液分离得到所述低聚木糖，该方法低成本、绿色生产、环境友好、易操作、得到的产品质量高，该方法木聚糖的收率低，从而使低聚木糖的收率比较低。又如，中国专利申请201410330909.3中公开了一种用甜高粱发酵渣制备低聚木糖的方法，属于生物化工
本专利技术提供的方法是以甜高粱发酵渣为原料，经过碱法预处理并固液分离后，再将得到的固相水洗至中性后，用木聚糖酶糖化后固液分离，再通过超滤法获得低聚木糖糖液，再经活性炭吸附脱色及离子交换树脂纯化后，浓缩添加赋形剂后喷雾干燥。本专利技术提供的方法充分利用了甜高粱固态发酵生产燃料乙醇后残留的发酵渣，克服了酸催化水解工艺中杂质较多的问题，因此有效降低后续木糖纯化成本，所得低聚木糖品质好，提取率高，但是该专利技术公开的制备方法操作步骤复杂，所用仪器的较多，耗资较高。随着人们生活水平的不断提高，精细食物开始逐渐替代其他食物变成主食，餐桌上的荤素比例也开始逐渐发生病态的倾斜，这使得越来越多的人，尤其是城市中需要经常性的加班、无暇关注饮食健康的白领们，进入了“亚健康”状态。心血管疾病、肥胖、肠道疾病等问题开始普遍困扰当今社会，这使得健康饮食开始进入更多人的视野。抗性糊精、水苏糖、L-阿拉伯糖、大豆低聚糖、壳寡糖、低聚龙胆糖、低聚甘露糖等益生元在上消化道没有相关的酶和环境将其降解、吸收，进入肠道后，由大肠的某些特定有益菌进行分解消化，促进有益菌的生长、抑制有害菌的数目。其进入大肠后吸水及被消化降解为气体和酸性物质。吸水和产气能够增加肠道内容物体积、缩小其储留时间而避免便秘发生，产生的酸性物质则能够调节肠道的酸碱度，从而抑制有害菌的生长并降低肠道疾病发生。同时服用益生元能降低血清中的胆固醇、提高机体抵抗疾病的能力，帮助人们走出“亚健康”状态。但益生元添加剂在实际的工业使用中存在一定的壁垒。由于抗性糊精、水苏糖、L-阿拉伯糖、大豆低聚糖、壳寡糖、低聚龙胆糖、低聚甘露糖等益生元均为功能性的低聚糖，即多羟基醛或多羟基酮的低聚物，有很强的吸湿性，同时其还原性端基也赋予这些低聚糖一定的反应性，如果直接使用或添加益生元或是益生元粉末，则容易在加工、使用、储存、添加等过程中发生吸湿、出现板结，甚至在储存过程中与其他添加成分中的氨基酸、蛋白质等的活性部分发生复杂化学反应，不利于产品的生产和使用，需要对其进行保护。但已有的通过制备微囊等方法则存在产品生产成本高、不利于生产过程的质量控制、通用性差难以普及到多种益生元添加剂生产等缺点。同时已知保护材料大多价格高昂，且在厨房等潮湿环境中仍易于发生板结。为了解决益生菌在生产和存储等过程中普遍存在容易吸潮、易板结等技术问题，中国专利申请201711038208.2中公开了一种益生元添加剂及其制备方法和应用。包含益生元糖和改性麦芽糊精；所述的改性麦芽糊精由麦芽糊精经醇溶液重结晶、热处理得到。本专利技术还公开了所述的添加剂的制备方法以及将该添加剂用于制备包含益生元的食用盐、固体饮料及黑茶、红茶等发酵茶中的应用。本专利技术通过大量研究，独创性地提出一种通过物理改性麦芽糊精的来解决所述技术问题的思路。本专利技术中，对麦芽糊精进行所述的物理改性，可实现其内部分子重新排布、改变分子链的舒展度、除去不稳定的低分子糖等目的，对麦芽糊精的分子间间隙、亲水基排布等有改进作用。采用所述的物理改性的改性麦芽糊精，可有效降低益生元添加剂的吸湿性、板结发生率。但是该申请中使用的益生元为单一益生元，在产品中依然存在很大的局限性。针对上述低聚木糖收率少，制备工艺复杂的缺陷与不足，开发一种步骤简单，操作简便，低聚木糖收率高的的制备方法，便于在食品、保健品尤其是高端食品和保健品领域广泛应用。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，提供一种低聚木糖的制备方法，该方法具有步骤简单，操作简便，低聚木糖收率高等优点。一种低聚木糖的制备方法，包括以下步骤：依次为：原料粉碎、超声处理、阳离子柱吸附、阴离子柱吸附、酶解、结晶；所述的原料粉碎为：将玉米芯进行粉碎，放入密闭装置中进行冷冻，然后室温条件下使其自然溶化，得到冷冻处理后的玉米芯备用；所述的超声处理为：冷冻处理后的玉米芯加水后用酸调整pH值并在加热条件下超声，过滤、离心得到上清液备用；所述的阳离子柱吸附为：将上清液通过阳离子交换树脂柱除杂，得到洗脱液，用活性炭进行吸附，过滤后收集滤液，真空浓缩，得到浓缩液；所述的阴离子柱吸附为：将浓缩液通过阴离子交换树脂柱除杂，得到洗脱液，调整洗脱液pH值得到酶解木聚糖溶液备用；所述的酶解为：采用木聚糖酶对酶解木聚糖溶液进行酶解，得到低聚木糖溶液；所述的结晶为：将低聚木糖溶液真空浓缩至饱和液，然后进行结晶，即得低聚木糖。所述的原料粉碎中进行冷冻的温度是-15--20℃，冷冻时间为20-30分钟。所述的超声处理中调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低聚木糖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：依次为：原料粉碎、超声处理、阳离子柱吸附、阴离子柱吸附、酶解、结晶；所述的原料粉碎为：将玉米芯进行粉碎，放入密闭装置中进行冷冻，然后室温条件下使其自然溶化，得到冷冻处理后的玉米芯备用；所述的超声处理为：冷冻处理后的玉米芯加水后用酸调整pH值并在加热条件下超声，过滤、离心得到上清液备用；所述的阳离子柱吸附为：将上清液通过阳离子交换树脂柱除杂，得到洗脱液，用活性炭进行吸附，过滤后收集滤液，真空浓缩，得到浓缩液；所述的阴离子柱吸附为：将浓缩液通过阴离子交换树脂柱除杂，得到洗脱液，调整洗脱液pH值得到酶解木聚糖溶液备用；所述的酶解为：采用木聚糖酶对酶解木聚糖溶液进行酶解，得到低聚木糖溶液；所述的结晶为：将低聚木糖溶液真空浓缩至饱和液，然后进行结晶，即得低聚木糖。

【技术特征摘要】
2018.07.03 CN 20181071637941.一种低聚木糖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：依次为：原料粉碎、超声处理、阳离子柱吸附、阴离子柱吸附、酶解、结晶；所述的原料粉碎为：将玉米芯进行粉碎，放入密闭装置中进行冷冻，然后室温条件下使其自然溶化，得到冷冻处理后的玉米芯备用；所述的超声处理为：冷冻处理后的玉米芯加水后用酸调整pH值并在加热条件下超声，过滤、离心得到上清液备用；所述的阳离子柱吸附为：将上清液通过阳离子交换树脂柱除杂，得到洗脱液，用活性炭进行吸附，过滤后收集滤液，真空浓缩，得到浓缩液；所述的阴离子柱吸附为：将浓缩液通过阴离子交换树脂柱除杂，得到洗脱液，调整洗脱液pH值得到酶解木聚糖溶液备用；所述的酶解为：采用木聚糖酶对酶解木聚糖溶液进行酶解，得到低聚木糖溶液；所述的结晶为：将低聚木糖溶液真空浓缩至饱和液，然后进行结晶，即得低聚木糖。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海霞，耿然，
申请(专利权)人：中科宜康北京生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11