[发明专利]一种生物酶协同物理化学法纯化制备杨木低聚木糖的方法

说明书

本发明公开了一种生物酶协同物理化学法纯化制备杨木低聚木糖的方法，属于生物制精炼技术领域。其制备方法在于将预水解液纯化和低聚木糖的制备同时进行，具体为采用氢氧化钙处理、漆酶协同木聚糖酶处理、活性炭处理的物理、化学、生物相结合的方法，处理杨木预水解液，在保证较高的低聚木糖得率与纯度的条件下，最大限度地分离脱除预水解液中木素、糠醛等可溶性杂质。以解决传统方法生产低聚木糖过程中存在的周期长、能耗高、工艺复杂、生产成本高等问题，提高杨木预水解液的利用价值，实现杨木等阔叶材半纤维素组分的高值化利用，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于生物制精炼技术领域，具体涉及一种生物酶协同物理化学法纯化制备杨木低聚木糖的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近些年来，溶解浆的市场需求量逐年增高。作为溶解浆生产过程中的产物，预水解液的产量日益增加。一些企业在大生产中，通常将预水解液与黑液一起浓缩并燃烧产生热量。由于预水解液中水分含量较高，各种半纤维素糖含量也较高，但各种半纤维素糖的热值较低，因此燃烧造成了半纤维素资源的浪费。随着生物质精炼概念的提出，利用预水解液中的半纤维素糖类生产高附加值产品受到人们越来越多的重视，成为当今科技工作者的研究热点。

在杨木高温热水预处理过程中，大部分半纤维素和部分木素从木质纤维原料中解聚溶解形成预水解液。预水解液中有机成分复杂，主要为低聚木糖/木糖和木素，同时也包含少量的乙酸、糠醛等。其中，低聚木糖具有良好的理化性质，如选择性增殖双歧杆菌、改善肠道功能、降低血糖、血脂、胆固醇等，也可以用于糖尿病和肥胖症患者的辅助治疗。因此，低聚木糖被用来生产多种保健功能性低聚糖产品，在食品医药行业受到广泛关注。然而，预水解液中木素和糠醛的存在会阻碍低聚木糖的生产，且会降低产品低聚木糖的纯度。因此，制备低聚木糖需要对预水解液进行纯化。

发明人发现，目前报道的预水解液低聚木糖的制备方法，是将预水解液的纯化与低聚木糖的制备分步进行，即首先对预水解液进行纯化，然后利用纯化后的预水解液制备低聚木糖。该方法存在工艺繁琐、生产时间长、生产成本高等问题，不利于工业化生产。另外，多段分步处理也会使得糖损失较高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，为了有效利用杨木热水预水解液制备高纯度、高得率的低聚木糖，实现预水解液的高值化利用，本发明提供一种木糖损失率低、低聚木糖含量高、纯度高的预水解液低聚木糖制备工艺，以解决传统方法中利用预水解液制备低聚木糖时存在的工艺繁琐、低聚木糖得率低、纯度低、成产成本高等问题。本发明采用物理、化学、生物相结合的方法，在制备低聚木糖过程中采用氢氧化钙处理、漆酶协同木聚糖酶处理、活性炭处理等技术，将预水解液纯化过程与低聚木糖制备过程同时进行，最大程度地分离去除预水解液中的木素、糠醛等可溶性有机物及杂质，同时制备得到高得率、高纯度的低聚木糖溶液，因此具有良好的实际应用之价值。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供一种生物酶协同物理化学法纯化制备杨木低聚木糖的方法，所述方法至少包括：将杨木热水预水解液依次采用氢氧化钙处理、漆酶协同木聚糖酶处理和活性炭吸附处理，即得富含低聚木糖的溶液。

优选的，所述杨木热水预水解液为硫酸盐法溶解浆生产过程中，热水预处理产生的预水解液。

优选的，所述氢氧化钙处理的具体条件为：氢氧化钙添加量为0.4～0.8wt％，处理时间为10～30min。

优选的，所述漆酶协同木聚糖酶处理的具体条件为：漆酶用量1～2U/g_水解液，木聚糖酶用量2～5U/g_水解液，水解液pH值4.5～6.5，处理时间为1～3h，处理温度为45～55℃。