一种利用植物原料制备低聚木糖的方法技术

本发明专利技术公开了糖类生产相关技术领域的一种利用植物原料制备低聚木糖的方法，由植物原料粉碎开始，包括制备膨化颗粒、碱化处理、离心制备上清液、阳离子交换树脂柱和活性碳柱过滤、浓缩、醇析、低聚木糖酶解、低聚木糖粗糖液过滤、精制、蒸发浓缩、冷却粉碎等步骤，制得低聚木糖粉末；通过本发明专利技术方案制得的低聚木糖纯度达到80％以上且无其他味道；技术方案清晰完整，便于技术推广应用；以植物原料为生产原料，实现植物原料的循环利用，有利于环保。

A method of preparing xylooligosaccharide from plant materials

【技术实现步骤摘要】
一种利用植物原料制备低聚木糖的方法
本专利技术涉及糖类生产相关
，特别涉及一种利用植物原料制备低聚木糖的方法。
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。它可以选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖活性，并且其双歧因子功能是其它聚合糖类的10～20倍。此外，低聚木糖还具有提高免疫力、抗肿瘤、降低血压、血糖、血清胆固醇等有益人们身体健康的功能和性质。低聚木糖一般是以富含木聚糖的植物资源为原料，如木屑、玉米芯、棉籽壳、稻壳和菜籽壳等，经过内切型木聚糖酶水解，再进行分离、精制而制得。但是一般制得的纯度不高，口味不好。
技术实现思路
针对现有技术存在的纯度不高、口味不好的技术问题，本专利技术提供一种利用植物原料制备低聚木糖的方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种利用植物原料制备低聚木糖的方法，包括以下步骤：S1)将玉米芯、花生壳、棉籽壳、木屑、稻壳和菜籽壳等中的一种或多种混合形成植物原料粉碎为1～3mm的颗粒，将所述颗粒置于密封容器内，在1.5～2.5MPa下加热至200～250℃，维持5～10min，然后在0.1～1s内释放压力，使所述颗粒的细胞壁纤维膨化，得到膨化颗粒；S2)取40～60kgS1制得的所述膨化颗粒，向其中加入700～900kg质量浓度为3～5％的强碱溶液，在75～85℃下加热处理30min～120min；S3)将S2制得的混合物置于离心机中在3500～4000r/min条件下离心5～10min，得到残渣和上清液；S4)将S3制得的所述上清液的pH值调至7～8，再按照常规速度先后缓慢通过阳离子交换树脂柱和活性碳柱，得到滤液；S5)将S4制得的所述滤液在60～70℃条件下真空浓缩至原体积的20～25％，得浓缩液；S6)向S5制得的所述浓缩液中加入所述浓缩液的体积3～5倍的无水乙醇，充分混合后再静置18～24h，离心弃去上清液，并于30～40℃下将沉淀物烘干，碾成粉末；S7)向S6制得的所述粉末中加入所述粉末重量40～45倍的蒸馏水，调节pH值至5～6，再按照酶活性为50～70U/ml的用量加入木聚糖酶液，在45～60℃下酶水解反应40～60h，得到低聚木糖酶解液；S8)用截留分子量为1000～1500Da的超滤膜过滤S7制得的所述低聚木糖酶解液，得到低聚木糖粗糖液以及回收混合液，其中所述回收混合液中含有所述木聚糖酶和未完全水解的大分子低聚糖；S9)对S8制得的所述低聚木糖粗糖液进行精制，得到低聚木糖糖浆；S10)通过真空带式浓缩或刮板蒸发器浓缩，将S9制得的所述低聚木糖糖浆浓缩并冷却粉碎，制得低聚木糖粉末。通过本方案制得的低聚木糖纯度达到80％以上且无其他味道。进一步的，在S1进行加热操作前，向所述颗粒中加入所述颗粒总重量1％～1.5％的有机酸作为催化剂并混合均匀。优选的，所述有机酸为甲酸、乙酸、柠檬酸中的一种或多种。优选的，S1中的加热方式为蒸汽加热。进一步的，S3操作完成后，先用蒸馏水反复洗涤S3制得的所述残渣直至得到的洗涤液的pH值为中性，将每次得到的洗涤液并入原来S3制得的所述上清液中，得到混合上清液，再对所述混合上清液进行S4的操作。优选的，在进行S4操作前，先将所述混合上清液蒸发浓缩至原体积的1/10～1/8。进一步的，S8中过滤操作时所述超滤膜的膜前压为0.5～0.7MPa，膜后压0.3～0.5MPa，在上述各种情形的基础上，按照S7和S8的条件和顺序，对原来S8中制得的所述回收混合液进行一至多次处理，并将每次制得的所述低聚木糖粗糖液合并，必要时可以减压蒸馏浓缩后再进行后续反应，以实现木聚糖酶的回收重复利用以及原料的高效利用。优选的，S10中所述的真空带式浓缩的真空度为-80～-120KPa，一段和二段的温度均为95～130℃，三段的温度为60～90℃，冷却温度为20～40℃。优选的，S10中所述的刮板蒸发浓缩的真空度为-80～-100KPa，温度为120～130℃，出料温度为105～120℃，刮板转速为3～5m/s，冷却温度为20～40℃。本专利技术具有如下优点：1.通过本方案制得的低聚木糖纯度达到80％以上且无其他味道；2.本专利技术的技术方案清晰完整，便于技术推广应用；3.本专利技术以植物原料为生产原料，实现植物原料的循环利用，有利于环保。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例一S1)将玉米芯粉碎为1～3mm的颗粒，将颗粒置于密封容器内，在1.5MPa下蒸汽加热至200℃，维持5min，然后在0.1～1s内释放压力，使颗粒的细胞壁纤维膨化，得到膨化颗粒；S2)取40kgS1制得的膨化颗粒，向其中加入700kg质量浓度为3％的氢氧化钠溶液，在75℃下加热处理30min；S3)将S2制得的混合物置于离心机中在3500r/min条件下离心5min，得到残渣和上清液；S4)将S3制得的上清液的pH值调至7，再按照常规速度先后缓慢通过阳离子交换树脂柱和活性碳柱，得到滤液；S5)将S4制得的滤液在60℃条件下真空浓缩至原体积的20％，得浓缩液；S6)向S5制得的浓缩液中加入浓缩液的体积3倍的无水乙醇，充分混合后再静置18h，离心弃去上清液，并于30℃下将沉淀物烘干，碾成粉末；S7)向S6制得的粉末中加入粉末重量40倍的蒸馏水，调节pH值至5，再按照酶活性为50U/ml的用量加入木聚糖酶液，在45℃下酶水解反应40h，得到低聚木糖酶解液；S8)用截留分子量为1000Da的超滤膜在膜前压为0.5MPa，膜后压0.3MPa的条件下，过滤S7制得的低聚木糖酶解液，得到低聚木糖粗糖液以及回收混合液，其中回收混合液中含有木聚糖酶和未完全水解的大分子低聚糖；S9)对S8制得的低聚木糖粗糖液进行精制，得到低聚木糖糖浆；S10)在真空度为-80KPa，一段的温度为95℃，二段的温度为95℃，三段的温度为60℃，冷却温度为20℃的条件下真空带式浓缩S9制得的低聚木糖糖浆，然后冷却粉碎，制得低聚木糖粉末。经测定，本实施例中制得的低聚木糖含量总计为80.1％，其中木二糖含量为32.28％、木三糖含量为21.03％、木四糖含量为12.11％、木五至七糖含量为14.68％，成品低聚木糖粉末无糊精的味道。实施例二S1)将花生壳粉碎为1～3mm的颗粒，将颗粒置于密封容器内，在2.0MPa下加热至230℃，维持8min，然后在1s内释放压力，使颗粒的细胞壁纤维膨化，得到膨化颗粒；S2)取50kgS1制得的膨化颗粒，向其中加入800kg质量浓度为4％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用植物原料制备低聚木糖的方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1)将植物原料粉碎为1～3mm的颗粒，将所述颗粒置于密封容器内，在1.5～2.5MPa下加热至200～250℃，维持5～10min，然后在0.1～1s内释放压力，使所述颗粒的细胞壁纤维膨化，得到膨化颗粒；/nS2)取40～60kgS1制得的所述膨化颗粒，向其中加入700～900kg质量浓度为3～5％的强碱溶液，在75～85℃下加热处理30min～120min；/nS3)将S2制得的混合物置于离心机中在3500～4000r/min条件下离心5～10min，得到残渣和上清液；/nS4)将S3制得的所述上清液的pH值调至7～8，再按照常规速度先后缓慢通过阳离子交换树脂柱和活性碳柱，得到滤液；/nS5)将S4制得的所述滤液在60～70℃条件下真空浓缩至原体积的20～25％，得浓缩液；/nS6)向S5制得的所述浓缩液中加入所述浓缩液的体积3～5倍的无水乙醇，静置18～24h，离心弃去上清液，并于30～40℃下将沉淀物烘干，碾成粉末；/nS7)向S6制得的所述粉末中加入所述粉末重量40～45倍的蒸馏水，调节pH值至5～6，再按照酶活性为50～70U/ml的用量加入木聚糖酶液，在45～60℃下酶水解反应40～60h，得到低聚木糖酶解液；/nS8)用截留分子量为1000～1500Da的超滤膜过滤S7制得的所述低聚木糖酶解液，得到低聚木糖粗糖液以及回收混合液；/nS9)对S8制得的所述低聚木糖粗糖液进行精制，得到低聚木糖糖浆；/nS10)通过真空带式浓缩或刮板蒸发器浓缩，将S9制得的所述低聚木糖糖浆浓缩并冷却粉碎，制得低聚木糖粉末。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用植物原料制备低聚木糖的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1)将植物原料粉碎为1～3mm的颗粒，将所述颗粒置于密封容器内，在1.5～2.5MPa下加热至200～250℃，维持5～10min，然后在0.1～1s内释放压力，使所述颗粒的细胞壁纤维膨化，得到膨化颗粒；
S2)取40～60kgS1制得的所述膨化颗粒，向其中加入700～900kg质量浓度为3～5％的强碱溶液，在75～85℃下加热处理30min～120min；
S3)将S2制得的混合物置于离心机中在3500～4000r/min条件下离心5～10min，得到残渣和上清液；
S4)将S3制得的所述上清液的pH值调至7～8，再按照常规速度先后缓慢通过阳离子交换树脂柱和活性碳柱，得到滤液；
S5)将S4制得的所述滤液在60～70℃条件下真空浓缩至原体积的20～25％，得浓缩液；
S6)向S5制得的所述浓缩液中加入所述浓缩液的体积3～5倍的无水乙醇，静置18～24h，离心弃去上清液，并于30～40℃下将沉淀物烘干，碾成粉末；
S7)向S6制得的所述粉末中加入所述粉末重量40～45倍的蒸馏水，调节pH值至5～6，再按照酶活性为50～70U/ml的用量加入木聚糖酶液，在45～60℃下酶水解反应40～60h，得到低聚木糖酶解液；
S8)用截留分子量为1000～1500Da的超滤膜过滤S7制得的所述低聚木糖酶解液，得到低聚木糖粗糖液以及回收混合液；
S9)对S8制得的所述低聚木糖粗糖液进行精制，得到低聚木糖糖浆；
S10)通过真空带式浓缩或刮板蒸发器浓缩，将S9制得的所述低聚木糖糖浆浓缩并冷却粉碎，制得低聚木糖粉末。


2.根据权利要求1所述的利用植物原料制备低聚木糖的方法，其特征在于：在S1进行加热操作前，向所述颗粒中加入所述颗粒总重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋建民，王德海，宛荣生，张琴，王颂，黄祥君，
申请(专利权)人：安徽民祯生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34