[发明专利]一种用甘蔗渣生产低聚木糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种生产低聚木糖的方法，尤其是用甘蔗渣生产低聚木糖的方法，属于生物技术领域。

背景技术

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，达到一定的保健功效。除此之外，低聚木糖还具有许多独特的性能，比如很难为人体消化酶所分解，它的能量值几乎为零，既不影响血糖浓度，也不增加血糖中胰岛素水平，并且不会形成脂肪沉积，故可在低能量食品中发挥作用，最大限度地满足了那些喜爱甜品而又担心糖尿病和肥胖的人的要求，因此糖尿病人、肥胖病人和低血糖病人均可放心食用；对酸、热稳定性好，难发酵，有效摄入量少。对低聚木糖的效果研究已经很成熟，目前对低聚木糖的研究主要集中在低聚木糖的制备方面，在如何提高低聚木糖的提取率及原料方面。低聚木糖制备方法的必要条件是酶解反应，通过酶解反应使木聚糖酶解为低聚木糖。而在酶解反应前的制备方法，采用不同的原料会有较大的差别，而不同的方法会产生不同的结果，这些结果集中反映在提取率、质量及成本方面，而恰恰是这几个方面，决定了低聚木糖在市场中的竞争能力，市场占有率及效益。

制备低聚木糖的原料主要是半纤维素，目前适合制备低聚木糖的原料以玉米芯及甘蔗叶比较好。而对用甘蔗渣制备低聚木糖的研究却未见相关的报道。事实上甘蔗渣纤维的分子链结构是比较适合制备低聚木糖的。蔗渣的主要成分为：纤维素45～50％，半纤维素22～36％，木质素18～23％，蔗蜡2～4％，可溶性固形物1～3％。半纤维素主要成分为多缩木糖(又称多缩戊糖)，分子式(C5H804)n，平均聚合度一般为150左右，比纤维素聚合度低得多，较容易水解转变为低聚木糖、木糖和阿拉伯糖。甘蔗渣作为制糖产业或饮料食品产业里的一种副产品，平时都用于作为造纸的原料，蔗渣用于造纸时只是应用其中的是纤维素成份，半纤维素成分只能作为废物排放，并对环境造成污染。如果把甘蔗渣中所含的低聚木糖成份提取出来，所产生的附加值更高，经济效益会更大，因此，深入研究从甘蔗渣中提取低聚木糖，尤其是提取质量更高，成本更低，品质更好，得率更高的低聚木糖，显得更加有意义。

发明目的

本发明的目的就是提供一种用甘蔗渣生产低聚木糖的方法，克服传统方法生产低聚木糖得率低，品质差，成本高的不足。

本发明目的的实现，基于这样的原理：甘蔗渣中含有木糖(半纤维素)，而木糖约含有30％的木糖胶，木糖胶是低聚木糖和木糖醇的原料，但其中的纤维成分——纤维素和木质素却很难分解，为使蔗渣中的木糖胶易于溶化，采用蒸汽爆破法进行处理，即粉碎后的蔗渣用高压水蒸汽加热后瞬间在大气压中释放出来，使其细胞壁纤维膨化，由于蒸汽爆破处理可破坏蔗渣的纤维结构，使木糖胶更易于溶化提取。根据上述原理，本发明目的的实现是因为采取了下述技术措施：一种用甘蔗渣生产低聚木糖的方法，包括三个步骤，分别是前处理；酶分解；浓缩；所述前处理步骤是：

(1)取甘蔗渣粉碎为1-5毫米粗粒，置于密封容器内，通过蒸汽加热至190-260℃，维持2-5分钟，然后在0.1-1秒时间内瞬间释放压力，使甘蔗渣细胞壁纤维膨化，得到膨化甘蔗渣备用；

(2)取膨化甘蔗渣加15-25倍量水，再用酸调整使溶液PH值为4.0-5.0，用微波加热至80-90℃维持1-2小时，先用200-400目滤网过滤，然后滤液再离心分离，得到上清液备用；

(3)将上清液按照常规速度缓慢通过市售阳离子交换树脂柱，滤液再按常规速度缓慢通过市售活性碳柱，收集滤液，于60-70℃条件下真空浓缩至原料的4-6倍量得浓缩液备用；

(4)取浓缩液按照常规速度缓慢通过市售阴离子交换树脂柱，使滤液保持PH3.0-5.0，得到木聚糖溶液备用；

所述酶分解步骤指的是用常规木聚糖酶酶解木聚糖溶液的过程，经过酶解后得到低聚木糖溶液；

所述浓缩步骤是：

取经过木聚糖酶酶解的低聚木糖溶液于60-70℃条件下真空浓缩至呈饱和液，再置于助晶箱中在60-70℃环境下结晶，控制每小时降低温度0.5-2℃，直至得到较高纯度的低聚木糖。