[发明专利]一种玉米秸秆髓芯制备低聚木糖的方法

说明书

本发明涉及低聚木糖领域，具体涉及一种利用玉米秸秆髓芯制备低聚木糖的方法。本发明采用的原料为玉米秸秆髓芯，利用碱性过氧化氢初步水解脱除木质素，然后对水解液进行除盐和pH环境调整，最后采用酶解法进一步水解，得到低聚木糖溶液。为进一步提高低聚糖的纯度，采用活性炭结合脱色树脂进行纯化处理。本发明的方法不仅制备工艺简单，反应温和，对环境友好，而且得到的低聚木糖纯度高、得率高，在后续酶解法时酶的用量少，节约成本。

技术领域

本发明涉及低聚木糖领域，具体涉及一种利用玉米秸秆髓芯制备低聚木糖的方法。

背景技术

农林生物质材料如玉米秸秆、小麦秸秆、玉米芯、蔗渣、稻草、竹子等，它们在很多方面有着潜在的利用价值。一些国家利用这些生物质副产品制造高附加值的产品，取得了很大的成就。我国是一个农业大国，玉米是我国粮食作物之一，具有丰富的资源。玉米秸秆秆皮部分在集成材以及刨花板领域广泛应用，但是所产生的髓芯未能实现充分利用。用玉米秸秆髓芯为原料开发一些新用途，例如生产功能性低聚木糖，不仅充分利用了玉米秸秆，也增加农民的收益，极具前景。

低聚木糖因独特的性质和功能在食品和制药领域有广泛应用，是糖尿病、肥胖病等富贵病病人的良好食疗添加剂，主要用于生产木糖醇、肉食加工、肉类香料以及制备食品抗氧剂等方面，存在巨大的社会和经济效益。

在低聚木糖的研究与应用方面，我国起步较晚，在技术与设备方面还存在一些欠缺。简单来说，低聚木糖的制备原理是：取富含木聚糖的原料，水解其糖苷键，得到低聚合度糖类，即低聚木糖。传统制备低聚木糖的方法，酸水解法和热水抽提法设备要求高、工艺繁琐，甚至产生一些副产物，从而降低了低聚木糖的产率。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种新型玉米秸秆髓芯制备低聚木糖的方法。原料采用玉米秸秆髓芯，首先在碱性条件下氧化预处理脱除木质素，其次调整处理液组分，降低处理液的复杂程度，最后利用酶解法水解得到低聚木糖。该方法不仅对设备要求不高，操作简单，也进一步提高了低聚木糖的产率及纯度。

本发明制备低聚木糖的方法主要包括玉米秸秆髓芯的粉碎、氧化预处理、预处理液组分调整、酶水解、灭酶、脱色等工艺。

一种新型玉米秸秆髓芯制备低聚木糖的方法，包括以下步骤:

(1)粉碎

挑选干燥、无发霉的玉米秸秆进行疏解去皮，取得玉米秸秆髓芯，将髓芯剪成小段用粉碎机粉碎后备用。

(2)氧化预处理

取玉米秸秆髓芯粉末，加入质量分数为0.5％～4％过氧化氢溶液，控制固液比为1:10～1:30(g/mL)，用质量分数为0.5％～4％碱液调节溶液的pH值至11～12，反应温度为60℃～85℃，反应时间为2h～8h，反应结束后进行抽滤达到固液分离，收集滤液得到预处理液。

(3)预处理液组分调整

用阴阳离子交换树脂进行除盐步骤后调节预处理液的pH值至6。

(4)酶水解

将步骤(3)中的溶液用旋转蒸发仪旋蒸，而后用乙醇沉淀，固体干燥即为木聚糖固体；木聚糖的酶水解在35℃～55℃恒温摇床中进行，制备质量浓度为10％～13％的木聚糖溶液，木聚糖酶的添加量为300IU/g～600IU/g，酶解时间为8h～24h，得到酶解液。

(5)灭酶

将步骤(4)中的酶解液在80℃下保温15min，然后用离心机离心，3000rpm离心10min，取上清液。

(6)纯化

将步骤(5)中的上清液经活性炭和脱色树脂双重脱色，即得到低聚木糖溶液，备用。