[发明专利]一种以秸秆为原料制得低聚木糖的方法

说明书

本发明公开了一种以秸秆为原料制得低聚木糖的方法，秸秆通过浸泡、酸碱处理可提高秸秆中的木聚糖溶出量；纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶能够将处理液中的木聚糖、纤维素、半纤维素降解，提高低聚木糖的收率；通过采用截留分子量为1000～1500Da、600～800Da、200～400Da的纳滤膜对酶解液进行分离过滤，大孔吸附树脂脱色，离子交换柱洗脱除盐，可有效提高低聚木糖的纯度，且产品均一性好、质量稳定。本发明制备工艺简单，反应条件温和，便于工业化生产。

技术领域

本发明涉及低聚木糖领域，尤其是一种以秸秆为原料制得低聚木糖的方法。

背景技术

人体肠道及体表栖息着数以亿计的细菌，其种类多达400余种，重达两公斤，这当中有对人有害的，被人们称为有害菌，有对人有益的，被称为益生菌，也有介于二者之间的条件致病菌，即在一定条件下会导致人体生病的细菌，人体内的益生菌主要有乳酸菌、双歧杆菌等。

科学研究证实，益生菌在肠道的大量繁殖，可以治疗因大量使用抗生素而导致的伪膜性肠炎；治疗便秘和慢性腹泻；保护肝脏；防治高血压和动脉硬化以及抗衰老、降低血清胆固醇、预防癌症和抑制肿瘤生长的作用。

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，达到上述的保健功效，这就是低聚木糖的保健奥秘所在。

目前低聚木糖常用的制备方法有酶解法、酸水解法与水热法。水热法是目前低聚木糖生产中最常用的一种方法。即将含有半纤维素的农业纤维废料在高温高压下水解，水解液进一步过滤、浓缩、纯化、结晶、烘干后得到低聚木糖产品。但该法需要耐温、耐压设备，耗能大，产物得率低。酸水解法是将含有半纤维素的农业纤维废料酸解，常用的酸有盐酸、硫酸、三氟乙酸等。酸解液进一步中和、过滤、浓缩、离心、结晶、烘干得到低聚木糖产品。但该方法工艺流程长，消耗水、电、汽、酸、碱等辅料较多，生产成本较高；且对设备、技术要求较高；反应后分离困难、对环境污染严重。酶解法即使用微生物产生的内切型木聚糖酶分解木聚糖，然后经分离得到低聚木糖。此法存在转化率低，后续的分离困难等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种以秸秆为原料制得低聚木糖的方法，具有高的纯度，且产品均一性好、质量稳定。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种以秸秆为原料制得低聚木糖的方法，包括以下步骤：

1)将秸秆粉碎后加入水在50～80℃下浸泡处理3～4h，再加入酸或碱处理15～20h，得到处理液；

2)将步骤1)得到的过滤液的pH值调节至6～7，加入纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶，在35～50℃下酶解处理12～15h，得到酶解液；

3)将步骤2)得到的酶解液在100℃下灭火15min；

4)将步骤3)得到的灭活后的酶解液中依次采用截留分子量为1000～1500Da、600～800Da、200～400Da的纳滤膜分离得到过滤液；

5)将步骤4)得到的过滤液经大孔吸附树脂脱色，再经离子交换柱洗脱除盐，得到洗脱液；

6)将步骤5)得到的洗脱液浓缩、干燥，即得低聚木糖。

优选地，步骤1)中，所述酸为硫酸或盐酸，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述过滤液中酸或碱的浓度为0.1～0.15mol/L。