[发明专利]一种微波辅助制备低聚木糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及低聚木糖制备技术领域，具体地说是一种微波辅助制备低聚木糖的方法。

背景技术

低聚木糖（Xylo-oligosaccharides,XOS），又称木寡糖，是由2-7个木糖分子以β-1,4糖苷键连接而成的且具有直链或侧链结构的功能性聚合糖，分子量约为300～2000Da，一般由木聚糖降解而成。低聚木糖具有独特的物化性质和生理学特性，物化性质方面，XOS具有耐热耐酸，粘度低，能够降低水分活度和防止冻结等特性；生理学特性方面，XOS属于不消化但可被发酵的糖，几乎不被人体内的消化液所降解，不能被人体直接利用吸收，但可以被肠道有益菌优先利用，大量增殖双歧杆菌和乳酸菌属，其发酵产物短链脂肪酸，能降低胃肠道内的pH值，促进消化和营养物质的吸收、降血压、血清、胆固醇，保护肝脏、预防结肠癌等。此外，和其他低聚糖相比，低聚木糖的有效摄入量少。因此，低聚木糖在食品工业、制药、动物饲料等领域有着广泛的用途。

低聚木糖的来源为聚木糖，聚木糖广泛的存在于阔叶木和禾本科植物中。目前制备低聚木糖的方法有：从制备工艺上可分为（1）直接降解生物质原料（木质纤维、玉米芯、稻壳、棉籽等）制备低聚木糖；（2）从生物质原料中提取出聚木糖，然后再进行降解制备低聚木糖。从制备方法上可分为（1）酶法制备低聚木糖；（2）化学法，如自水解法、碱处理、传统酸处理等方法（3）化学法和酶法结合起来，制备低聚木糖。在上述低聚木糖制备工艺和方法中，直接降解生物质的方法具有效率低、所得产物含有较多杂质，分离纯化困难，生产成本高等缺陷。酶法具有耗时长，不同来源的木聚糖底物要求使用不同的微生物木聚糖酶等不足。自水解法对生产设备要求高，一般要求设备耐压耐高温。

鉴于上述现有的制备低聚木糖的方法存在的缺点和不足，本发明人依靠多年的工作经验和丰富的专业知识积极加以研究和创新，最终发明了一种微波辅助制备低聚木糖的方法，具有快速、高效、副反应少以及低聚木糖纯度高等特点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种微波辅助制备低聚木糖的方法，具有快速、高效、副反应少的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种微波辅助制备低聚木糖的方法，包括如下步骤：

a.用碱法从木质纤维原料中提取出聚木糖；

b.将步骤a所得到的聚木糖加入到0.1～0.4M酸中，温度70～100℃的条件下降解10～90min，同时用功率500～800W的微波进行处理，其中聚木糖与酸的质量体积比（g/ml）为1:20～100；

c.将步骤b所得到的降解液离心或过滤分离，中和上清液或滤液；

d.将中和后的上清液或滤液冷冻干燥或真空干燥即得低聚木糖。

进一步，所述步骤a中从木质纤维原料中提取出聚木糖包括如下步骤：

a1.将木质纤维植物粉碎至20～80目，用甲苯和乙醇的混合溶剂抽提6～12h得去除类脂物的木质纤维粉末；

a2.将去除类脂物的木质纤维粉末在温度为50～90℃，pH为3.0～4.0的条件下用亚氯酸钠脱除木质素2～4h制备得到综纤维素；

a3.用碱溶液在20℃～50℃的条件下抽提综纤维素8～16h，过滤，滤液用酸调节pH至5.5～7.0后透析2～5天；

a4.将透析后的溶液冷冻干燥或真空干燥即得聚木糖。

进一步，所述的木质纤维植物选自阔叶木和禾本科植物。

进一步，所述步骤a2中的木质纤维粉末和亚氯酸钠的质量比为1：1.2～2；

进一步，所述步骤a3中碱溶液为5～10%NaOH溶液或KOH溶液，综纤维素与碱溶液的质量体积比（g/ml）为1:20～30。

进一步，所述步骤a3中酸为6M盐酸或乙酸。

进一步，所述步骤a3中用截留分子量为1000～5000Da的透析袋进行透析。

进一步，所述步骤a4中冷冻干燥的温度为-40～-60℃，真空度为200～500mba，时间12-48h。

进一步，所述步骤a4中真空干燥的温度为30～50℃，真空度为0.5～1.5MPa，时间12～48h。

进一步，所述步骤b中的酸为硫酸、盐酸、草酸、三氟乙酸、甲酸或乙酸。

进一步，所述步骤b中的聚木糖用硫酸和草酸降解，步骤c中所得上清液或滤液采用碳酸钡中和至中性。

进一步，所述步骤b中的聚木糖用盐酸、三氟乙酸、甲酸或乙酸降解，步骤c中所得上清液或滤液在压力0.1Mpa，温度50～70℃的条件下通过减压旋转蒸发至中性。