[发明专利]从桉木水热预处理液中制备富含木二糖~木四糖的方法

说明书

本发明公开了从桉木水热预处理液中制备富含木二糖～木四糖的方法，将桉木水热预处理液依次采用氢氧化钙处理、活性炭吸附、内切木聚糖酶处理得到富含低聚木糖的糖液；然后将糖液进行膜透析处理、冷冻干燥处理，得到富含木二糖～木四糖的低聚木糖粉末。本发明能够有效降低低聚木糖精制过程中的设备运行成本、减轻环境污染负荷、提高低聚木糖得率及纯度，实现水热预处理液的高值化利用，并在一定程度上降低低聚木糖的市场价格。

技术领域

本发明属于生物质精炼领域，涉及一种木二糖～木四糖的制备方法，特别涉及一种物理、化学、生物相结合的桉木水热预处理液低聚木糖的制备方法

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

低聚木糖(xylo-oligosaccharides,XOS)，又称木寡糖，是一种由2～7个木糖分子通过β-1,4糖苷键连接而成的功能性低聚糖，低聚木糖具有较好的理化性质，例如选择性增殖肠道益生菌；降低胆固醇、提高钙的生物利用度；抗氧化、抗菌、增强免疫力、改善心血管系统等，其中，尤其以木二糖、木三糖和木四糖的效果最佳。另外，由于低聚木糖不能被消化系统吸收，因而可满足糖尿病人及肥胖症人对甜度的需求。因此，低聚木糖被认为是目前最有前景的功能性低聚糖之一，广泛应用于食品及医药行业。

据本发明的发明人所知，目前市场上的低聚木糖大多是由玉米芯、麦麸等农林废弃物生产出来的。由于这些原料所含杂质较多，因此精制工艺较为繁琐，生产成本高，使低聚木糖产品价格较高，限制了其在普通食品中的应用。近年来，随着生物质精炼概念的提出，越来越多的造纸企业在制浆前首先对原料进行水热预处理以溶出部分半纤维素并降低后续制浆过程中的化学品消耗量，水热预处理液作为水热预处理过程中的产物其产量日益增加。同时，阔叶木水热预处理液中含有大量的低聚木糖，而部分企业将预处理液与黑液混合燃烧产生热量，资源利用率低。

发明内容

为了有效降低低聚木糖精制过程中的设备运行成本、减轻环境污染负荷、提高木二糖～木四糖得率及纯度，实现水热预处理液的高值化利用，并在一定程度上降低低聚木糖的市场价格，本发明提供一种低聚木糖含量高、生产成本低、生产效率高且副产物少的清洁型制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种含木二糖～木四糖的糖液的制备方法，向桉木水热预处理液中加入氢氧化钙进行处理获得脱毒处理液，再将脱毒处理液采用内切木聚糖酶处理得到富含木二糖～木四糖的糖液，其中，内切木聚糖酶处理中，内切木聚糖酶的用量为2～5U/g。

桉木水热预处理是将桉木加水在密闭条件下进行高温处理，该处理过程中未加入任何化学试剂。桉木水热预处理过程中会使木素、糠醛、木糖进入至桉木水热预处理液中，木素、糠醛的不仅影响木糖的含量，而且影响内切木聚糖酶的酶活性。采用氢氧化钙进行处理能够将木素、糠醛去除，既能保证木糖的含量，又能保证内切木聚糖酶的酶活性。

内切木聚糖酶能够切割木糖单元之间的糖苷键，通过实验发现，当内切木聚糖酶的用量为2～5U/g时，能够控制内切木聚糖酶选择切割木糖单元之间的糖苷键，从而大大提高木二糖、木三糖及木四糖的总产量。内切木聚糖酶的用量过高时，会产生大量的木单糖，木四糖产量较低，从而使制备的木二糖、木三糖及木四糖的总产量降低。而内切木聚糖酶的用量过低时，木单糖的含量增多，会产生大量的木五糖、木六糖，木二糖产量较低，从而使制备的木二糖、木三糖及木四糖的总产量降低。

另一方面，一种上述制备方法获得的含木二糖～木四糖的糖液。该糖液中含木二糖～木四糖。

第三方面，一种从桉木水热预处理液中制备富含木二糖～木四糖的方法，包括上述制备方法，将获得的糖液进行膜透析处理、冷冻干燥处理，得到富含木二糖～木四糖的低聚木糖粉末。糖液中含有未分解的木糖，为了消除未分解的木单糖对低聚木糖的影响，所以采用膜透析处理，所以采用膜透析处理。同时为了防止加热干燥时，木二糖～木四糖的分解，所以采用冷冻干燥。