一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法技术

本发明专利技术提供一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法，本发明专利技术以黑玉米芯为原料，建立一种高效制备低聚木糖的方法，每个步骤相辅相成，先将半纤维素和纤维素之间的糖苷键断开，在对木质素进行脱除和降解，再混合柠檬酸螯合锌水溶液在高温喷爆下对水解后游离半纤维素脱除，剩下的半纤维素在复合酶的作用下有选择性的酶切，将半纤维素有效的降解成低聚木糖，得到的低聚木糖得率较高，半纤维素的转化、去除率和木质素的去除率较高。和木质素的去除率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法


[0001]本专利技术涉及功能糖醇生产
，特别涉及一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法。

技术介绍

[0002]黑玉米芯含有较多得到木质素和半纤维素，将这些分开酶解半纤维素，半纤维素的主要成分是多缩戊糖，该糖在酸的催化下，加热能分解为单分子戊糖，多缩戊糖的水解产物有木糖、甘露糖、半乳糖等，但木糖有85％，是制备木糖的主要原料。
[0003]低聚木糖是低聚糖的一种，是由β
‑
1，4
‑
内切木聚糖酶以木聚糖为底物、水解β
‑
1，4糖苷键形成的聚合度为2
‑
7的低聚糖。低聚木糖可以改善有机体(人和动物)消化道菌群平衡，促进消化道有益细菌的生长，抑制有害微生物的繁殖，促进营养吸收，提高机体免疫力。目前我国的低聚木糖主要是以普通的玉米芯为原料，采用酸水解或酶解的方法来制取，产量较低，制约了低聚木糖的生产，专利CN1186461C，“低聚木糖的制备方法”采用sp.E
‑
86型木聚糖酶液进行酶解，而单单使用酶解得到的低聚木糖含量较低，并且半纤维素的转化率欠佳。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提出一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法，解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法：包括以下步骤：
[0006]S1、前处理：取黑玉米芯进行粉碎，用质量浓度为0.1～1％脱木质素溶液浸泡，过滤，去除滤液，使用去离子水重复冲洗1～3遍，得到滤渣备用；使用脱木质素溶液浸泡主要是为了去除木质素，
[0007]S2、高温喷爆：将上述滤渣加入柠檬酸螯合锌水溶液混合，进行高温喷爆分离，喷爆温度为120～210℃，压力为0.8～1.5MPa，加入柠檬酸螯合锌水溶液混合后高温喷爆能去除半纤维素的水解产物，
[0008]S3、酶解：将上述喷爆物料加入复合酶进行酶解1～3h，得到含有木聚糖酶的木聚糖酶解液；
[0009]S4、提纯：将木聚糖酶解液进行超滤膜过滤，超滤膜截留分子量为1000Da以下，超滤膜压力为0.4～0.8MPa，得低聚木糖糖液，浓缩，析出得到无色或白色晶体，即为低聚木糖。
[0010]进一步的，所述脱木质素溶液由紫丁香醛、香草酸、乙酸钠按体积比为1～3:0.3～1:5混合制得。
[0011]进一步的，所述S1的黑玉米芯与脱木质素溶液的质量体积比g/mL为3～5:10。
[0012]进一步的，所述S2中滤渣与柠檬酸螯合锌水溶液的体积比g/mL为8～15:2。
[0013]进一步的，所述柠檬酸螯合锌水溶液的质量浓度为40～80％。
[0014]进一步的，所述复合酶为质量比50～80:15～35:8～15的木聚糖内切酶、阿魏酸酯酶和阿拉伯呋喃糖苷酶。
[0015]进一步的，所述木聚糖内切酶的酶活力为1.7～2.1
×
106U/g，阿魏酸酯酶的酶活力为3.8～5.9
×
105U/g，阿拉伯呋喃糖苷酶的酶活力为0.3～1.5
×
106U/g。
[0016]进一步的，所述S3酶解温度为22～30℃。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术以黑玉米芯为原料，建立一种高效制备低聚木糖的方法，每个步骤相辅相成，先将半纤维素和纤维素之间的糖苷键断开，在对木质素进行脱除和降解，再混合柠檬酸螯合锌水溶液在高温喷爆下对水解后游离半纤维素脱除，剩下的半纤维素在复合酶的作用下有选择性的酶切，将半纤维素有效的降解成低聚木糖，得到的低聚木糖得率较高，半纤维素的转化、去除率和木质素的去除率较高，且缩短酶解时间，操作简单，将玉米芯变废为宝，低成本，便于技术推广。
具体实施方式
[0019]为了更好理解本专利技术
技术实现思路
，下面提供具体实施例，对本专利技术做进一步的说明。
[0020]本专利技术实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0021]本专利技术实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0022]实施例1
[0023]一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法：包括以下步骤：
[0024]S1、前处理：取黑玉米芯进行粉碎，用质量浓度为0.1％脱木质素溶液浸泡，黑玉米芯与脱木质素溶液的质量体积比g/mL为3:10，脱木质素溶液由紫丁香醛、香草酸、乙酸钠按体积比为1:0.3:5混合制得，过滤，去除滤液，使用去离子水重复冲洗1遍，得到滤渣备用；使用脱木质素溶液浸泡主要是为了去除木质素，
[0025]S2、高温喷爆：将上述滤渣加入质量浓度为40％柠檬酸螯合锌水溶液混合，滤渣与柠檬酸螯合锌水溶液的质量体积比g/mL为8:2，进行高温喷爆分离，喷爆温度为120℃，压力为0.8MPa，加入柠檬酸螯合锌水溶液混合后高温喷爆能去除半纤维素的水解产物，
[0026]S3、酶解：将上述喷爆物料加入复合酶在22℃下酶解1h，得到含有木聚糖酶的木聚糖酶解液，复合酶为质量比50:15:8的木聚糖内切酶、阿魏酸酯酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，木聚糖内切酶的酶活力为1.7
×
106U/g，阿魏酸酯酶的酶活力为3.8
×
105U/g，阿拉伯呋喃糖苷酶的酶活力为0.3
×
106U/g；
[0027]S4、提纯：将木聚糖酶解液进行超滤膜过滤，超滤膜截留分子量为1000Da以下，超滤膜压力为0.4MPa，得低聚木糖糖液，浓缩，析出得到无色或白色晶体，即为低聚木糖。
[0028]实施例2
[0029]一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法：包括以下步骤：
[0030]S1、前处理：取黑玉米芯进行粉碎，用质量浓度为1％脱木质素溶液浸泡，黑玉米芯与脱木质素溶液的质量体积比g/mL为5:10，脱木质素溶液由紫丁香醛、香草酸、乙酸钠按体积比为3:1:5混合制得，过滤，去除滤液，使用去离子水重复冲洗3遍，得到滤渣备用；使用脱木质素溶液浸泡主要是为了去除木质素，
[0031]S2、高温喷爆：将上述滤渣加入质量浓度为80％柠檬酸螯合锌水溶液混合，滤渣与
柠檬酸螯合锌水溶液的质量体积比g/mL为15:2，进行高温喷爆分离，喷爆温度为210℃，压力为1.5MPa，加入柠檬酸螯合锌水溶液混合后高温喷爆能去除半纤维素的水解产物，
[0032]S3、酶解：将上述喷爆物料加入复合酶在30℃下酶解3h，得到含有木聚糖酶的木聚糖酶解液，复合酶为质量比80:35:15的木聚糖内切酶、阿魏酸酯酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，木聚糖内切酶的酶活力为2.1
×
106U/g，阿魏酸酯酶的酶活力为5.9
×
105U/g，阿拉伯呋喃糖苷酶的酶活力为1.5
×
106U/g；
[0033]S4、提纯：将木聚糖酶解液进行超滤膜过滤，超滤膜截留分子量为1000Da以下，超滤膜压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、前处理：取黑玉米芯进行粉碎，用脱木质素溶液浸泡，过滤，去除滤液，使用去离子水重复冲洗1～3遍，得到滤渣备用；S2、高温喷爆：将上述滤渣加入柠檬酸螯合锌水溶液混合，进行高温喷爆分离，喷爆温度为120～210℃，压力为0.8～1.5MPa，喷爆时间20～60min，得到喷爆物料；S3、酶解：将上述喷爆物料加入复合酶进行酶解1～3h，得到含有木聚糖酶的木聚糖酶解液；S4、提纯：将木聚糖酶解液进行超滤膜过滤，超滤膜截留分子量为1000Da以下，超滤膜压力为0.4～0.8MPa，得低聚木糖糖液，浓缩，析出得到无色或白色晶体，即为低聚木糖。2.如权利要求1所述的一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法，其特征在于：所述S1脱木质素溶液由紫丁香醛、香草酸、乙酸钠按体积比为1～3:0.3～1:5混合制得。3.如权利要求1所述的一种利用黑玉米芯制备低聚木糖的方法，其特征在于：所述S1的黑玉米芯与脱木质素溶液的质量体积比g/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：范庆君，
申请(专利权)人：海南拉风农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：