[发明专利]一种从甘蔗渣制备低聚木糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于甘蔗制糖业副产物的二次综合利用领域，尤其涉及利用超声波碱法以及纳滤膜浓缩法来制备低聚木糖的方法。 

背景技术

低聚木糖是新近发展起来的一种功能性低聚糖，低聚木糖又称木寡糖，是指2-7个木糖分子以糖苷键连接而成的聚合糖，它除具有低聚糖的一般功能性质外，还具有显著的双歧杆菌增殖效果、耐酸、耐热、降低水分活度和防止冻结等优点，低聚木糖的耐酸和耐热表现在，在pH为2.5-8.0范围内经100℃加热1h，低聚木糖几乎不分解。它可以选择性的增殖双歧杆菌，提高人体免疫力和抗癌能力，抑制外源性病菌对人体的侵入，防止肠道疾病，降低人体胆固醇，促进钙吸收，有利于代谢且不受胰岛素的控制，可作为糖尿病和肥胖病患者的甜味剂。 

低聚木糖一般以玉米芯为原料来生产，我国南方甘蔗资源丰富，以广西为例，2012-2013广西榨季甘蔗产量达7500多万吨，产糖800万吨，按照每产1吨糖产生2-3吨蔗渣来计算，广西全区各糖厂产生的蔗渣就近2000万吨。 

甘蔗渣的成分中纤维素为32-48%、半纤维素19-24%、木质素23-32%、灰分约为4%，与农作物秸秆相比，甘蔗渣的农药残留量很低，且木质化程度高，长期以来，这种大批量甘蔗渣除了部分用于造纸、制造人造板外，大部分用于供糖厂本身作为燃料烧掉或直接废弃，如何科学高效的利用甘蔗渣资源，实现了甘蔗的二次利用，提高糖厂的经济效益，具有重大的社会经济效益。 

低聚木糖的常规制备方法为高温高压连续蒸煮提取工艺，比如专利200810110946.8公开了这种方法，发明对常规间歇式生产进行了改善，物料随进随出，即随着喷射器连续出料，在进料端可不间断的连续泵入、蒸煮、再出料，可自动操作，节省人力并提高工作效率。但方法总归是受设备及条件影响较大，而且生产周期较长，比如高温高压，需要较多能量输入，管道及设备材料的选择也会受到压力影响。 

专利200910157991.3公开了一种利用超声波处理农业废弃物制备低聚木糖的方法，其步骤主要为超声波碱液提取→过滤、得滤液→调pH值至微酸性→酶解→灭酶、离心分离→上清液→离子交换脱色→浓缩得到产品。此方法过程简单容易控制，高效无污染，但脱色和产品纯度有待于进一步提升。 

低聚木糖的制备工艺中，精制是关键步骤之一。目前，由酶法制取的低聚木糖产品中仍含有少量的色素、木糖、糖醛酸、木质素和无机盐等杂，通常表现为淡黄色至浅褐色。还有生产过程中的成色反应产生的有色物质，如糖类的焦糖化反应、还原糖和氨基酸的美拉德反应生成的色素，需要进行脱盐除杂或脱色等步骤。离子交换树脂的骨架中含有离子交换官能团，当溶液中存在电离状态的基团（如色素等物质）时，二者可以发生交换作用。因此离子交换树脂不仅可以用于脱盐而且还能用于脱色。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种从甘蔗渣制备低聚木糖的方法，解决现有技术存在的缺陷。 

一种从甘蔗渣制备低聚木糖的方法，包括步骤： 

1）、将回收的甘蔗渣，经过粉碎机粉碎，过筛，对筛分物进行浸泡并晾干；

2）、将晾干后的甘蔗渣，加入浓度为2-10%的NaOH，搅拌均匀，常温下，超声条件为50-65KHz，时间为20-40min，料液比为1:30-50（w:v），过滤处理，得上清液；

3）、加入冰乙酸，调节pH=4-6，静置0.5-6h后，8000-12000r/min离心10-20min后，取下层沉淀即为粗木聚糖；

4）、酶解，向粗木聚糖中按照粗木聚糖：水=1-10:100的比例添加水，加入相对于粗木聚糖质量0.02%-1%的木聚糖酶，在T=40-55℃，pH=4-6的条件下，磁力搅拌酶解2-6h；

5）、对上述溶液进行沸水浴灭酶10-20min，6000-10000r/min离心6-15min，收集得到上清液；

6）、活性炭结合阴阳离子交换树脂进行脱色脱盐，调节低聚木糖溶液pH=5-7，流速为2-10倍柱体积/h;活性炭为酸处理后的活性炭，阳离子树脂为001*7，阴离子树脂为D301；串联次序为活性炭柱、阳离子树脂柱、阴离子树脂柱；

7）、将上述溶液进行纳滤浓缩，选用截留相对分子量为200-350的纳滤膜，压力为1.5-2.5MPa，开始15-30min补充纯水保持料液体积不变，后恒压纳滤浓缩30-60min，进行真空冷冻干燥，得到产品。

进一步的：所述步骤6）中活性炭粉末和阴阳离子交换树脂处理分别为：