[发明专利]一种从生产木糖的废木糖母液中分离提取L-阿拉伯糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产L-阿拉伯糖的方法，具体涉及一种从生产木糖的废木糖母液中分离提取L-阿拉伯糖的方法。

背景技术

我国是木糖以及木糖醇的生产大国，生产木糖醇需要用木糖作为原料，目前我国木糖醇的生产能力约为6万吨。生产一吨木糖醇大约需要一吨木糖，而每生产一吨木糖就留下约一吨木糖母液，每年产生约6万吨的木糖母液。这些木糖母液部分用来做酱色厂生产酱油的色素原料，一部分用来加氢制成液体木糖醇，但很多一部分成为工业废料难以处理。这种木糖母液中L-阿拉伯糖的含量有的甚至高达20％左右，如何更好的利用木糖母液成为木糖生产厂家很关心的问题。

L-阿拉伯糖是一种几乎没有热量但甜度与蔗糖相近的五碳糖，研究人员已经证实该糖对人体摄入的蔗糖的吸收具有明显的阻断作用，能明显降低人体消化道对蔗糖的吸收，人们已经看到了它在防止肥胖以及降低糖尿病的发生等方面的巨大价值，在蔗糖里面添加2％的L-阿拉伯糖就能抑制40％的蔗糖的吸收，并降低约50％的血糖(J.Appl.Glysci，1999，46：159-165)。另外，L-阿拉伯糖在药物的合成方面也已经得到广泛使用，目前利用L-阿拉伯糖能合成阿糖胞苷、阿糖腺苷(专利：CN99108908)、胸腺嘧啶脱氧核苷(专利：DE10216426)等抗病毒以及抗癌药物。正因为L-阿拉伯糖在食品添加剂以及药物的合成具有重要的作用，研究L-阿拉伯糖的制备以及应用变得十分活跃，目前国内外已经有很多专利描述了L-阿拉伯糖的不同制备方法以及其不同的应用。

中国发明专利CN99805686.3描述了一种采用酸水解制备L-阿拉伯糖的方法，让酸与植物纤维接触，释放出L-阿拉伯糖，然后从水解液中分离纯化出L-阿拉伯糖。这种植物纤维可以是磨粉工厂与淀粉加工厂生产的副产物，它除了含有L-阿拉伯糖外，还含有D-木糖、D-半乳糖、葡萄糖、D-甘露糖、L-鼠李糖等，在水解的过程中除了L-阿拉伯糖释放游离出来外，其它的杂糖也会一起游离出来。虽然专利发明人采用在低浓度酸条件下(采用0.01-0.15N的酸浓度)水解能降低其它杂糖的水解效率，但是L-阿拉伯糖的水解效率也跟着下降，导致上述原料中L-阿拉伯糖仍大量残留。即使在低浓度酸条件下进行水解，也不能保证L-阿拉伯糖的纯度能达到结晶所需要的纯度，而且整个水解过程需要消耗大量的水与能量，产生大量的废水与废气污染环境，对设备的要求也很严格。

中国发明专利CN200710119843.3描述了一种采用淀粉酶处理玉米麸皮来制备L-阿拉伯糖的方法。首先采用淀粉酶酶解玉米麸皮中的淀粉使之生成葡萄糖从而降低后续水解过程中葡萄糖的残留量，然后过滤，再用酸水解玉米麸皮，再将面包酵母接种进去以消耗其中的除L-阿拉伯糖外的杂单糖，由于玉米麸皮中除了含有L-阿拉伯糖外还含有大量的D-木糖，面包酵母缺少代谢D-木糖的酶系统，发酵结束后发酵液中至少存在L-阿拉伯糖与D-木糖，给后续分离纯化带来很大的困难，而且该方法需要分三步处理，先用酶后用酸水解，再发酵，然后从发酵液中分离纯化，大大增加了生产成本，而且水解过程中同样要产生大量的废水以及消耗大量的能源，对环境不友好。

中国发明专利CN02116353.7描述了一种从阿拉伯胶中提取L阿拉伯糖的方法。该方法以阿拉伯胶为原料，经过酸水解、碱中和、醇萃取的方法先得到含有L-阿拉伯糖的粗混合物，然后再过两个柱子将L-阿拉伯糖与其它杂糖分开。该方法采用的原料成本高，而且同样需要采用酸水解的方法，存在上面同样的缺点，污染环境。

中国发明专利CN01800804.6描述了一种采用酶处理的方法从含有阿拉伯聚糖、阿拉伯木聚糖或者阿拉伯半乳聚糖的纤维中分离L-阿拉伯糖，该方法不采用酸水解的方法，而是直接将酶液加到上述纤维(甜菜粕、苹果纤维、橙子纤维等)中有选择性的酶解上述纤维中的L-阿拉伯糖，是L-阿拉伯糖释放出来然后过滤，从滤液中分离纯化L-阿拉伯糖。但是该方法需要用到生物酶制剂(阿拉伯聚糖酶、果胶酶、纤维素酶等酶制剂)，存在生产成本偏高，酶水解效率低下导致L-阿拉伯糖的收率非常低下等缺点，不适合工业化生产。

美国发明专利US6506897描述了一种从甜菜粕中制备L-阿拉伯糖的方法，该方法先采用碱提取法将半纤维素提取出来，然后再采用酸水解的方法将半纤维素水解，再采用阴阳离子交换树脂以及吸附树脂将L-阿拉伯糖纯化出来。同样存在生产成本过高以及环境不友好等缺点。

总之，依靠现有技术来生产L-阿拉伯糖都存在生产成本过高，对环境不友好的缺点，开发一种经济且环境友好的方法对降低生产成本非常重要。

发明内容