[发明专利]一种溶解浆木片预水解液制备木糖的方法

说明书

技术领域

本发明设于木糖制备技术领域，具体是涉及一种溶解浆木片预水解液制备木糖的方法。

背景技术

木糖(xylose)属于五碳糖，以缩聚状态广泛存在于自然界植物的半纤维素中，即以大分子的木聚糖的形式含在植物体内。木糖与日常食用的葡萄糖及果糖等不同，其不能为人体提供热量，能最大限度地满足爱吃甜品又担心发胖者的需求；且能活化人体肠道内的双岐杆菌并促其生长，双歧杆菌是益菌，该菌越多越有益人体健康，食用木糖能改善人体的微生物环境，提高机体的免疫能力；使用时不被口腔内微生物所利用，具备膳食纤维的部分生理功能，可降低血清胆固醇的预防肠癌等。另外，木糖与食物的配伍性很好，食物中添加少量木糖，便能体现出很好的保健效果。木糖与钙同时摄入，可以提高人体对钙的吸收率和保留率，还能防止便秘。主要用于制取木糖醇，在食品加工、制药工业都有广泛应用。

目前木糖生产方法主要为化学法即采用玉米芯、甘蔗渣等富含聚戊糖(含30-40％的多缩戊糖)的原料，经酸水解成含木糖的糖液，然后经中和、脱色、离子交换、结晶等复杂的净化过程从水解液中分离纯化出木糖。玉米芯和甘蔗渣等原料的季节性很明显，必须在收获的季节收购，需要大量的储存空间，而且利用玉米芯和甘蔗渣等原料生产木糖利用价值低、生产成本高。

阔叶木是资源丰富的可再生资源，制浆造纸每年都要消耗大量的木材资源。制备纸浆过程中，需要将木片水煮进行预水解除去木片中的半纤维素。预水解得到的固相物质中主要含有纤维素，用于进一步制备纸浆；而预水解得到的液相则进入碱回收系统被烧掉，液相中含有占到阔叶木质量20％-25％的半纤维素，造成了大量的浪费。

为综合回收木片预水解液中的半纤维素，申请号为CN201210059336.6的专利文献公开了一种木糖醇的生产方法，具体涉及一种桉木溶解浆木片预抽提水解液生产木糖醇的方法，包括下述的步骤：桉木片预水解，对预水解的水解液进行酸水解，再对水解液脱色、离子交换纯化、浓缩、结晶处理得木糖，再对木糖经过溶解、加氢、脱色纯化、结晶处理得木糖醇，所述的桉木片预水解是在水解塔中进行，预水解之后，将水解液由水解塔中抽提出来，再对水解液进行酸水解。由于上述方法是连续进料，不断水解，从而减少了现有技术中间歇水解工艺需装锅、加酸液、水解、抽提、卸料等复杂的工序，生产效率低的问题，节省了时间，提高了效率。但是上述得到的木糖的纯度较低，很难满足很多特殊场合的需要。

发明内容

本发明提供了一种溶解浆木片预水解液制备木糖的方法，该方法制备得到的木糖的纯度较高，且该方法制备工艺简单，条件容易控制，适于工业化生产。

一种溶解浆木片预水解液制备木糖的方法，包括：

(1)将木片预水解液浓缩至折光为10-30％；

(2)向步骤(1)得到的浓缩液中加入酸，酸的加入量为浓缩液总重量的0.1-1.5％，在120-160℃温度下水解反应0.5-3小时；

(3)将得到的水解物料利用活性炭脱色，活性炭的加入量为水解物料中干物料重量的0.5-3％，在温度50-80℃下保温20-60min，过滤后的物料通过阳-阴-阳-阴两级连续的离子交换树脂，进行离子交换除盐；

(4)向步骤(3)得到的除盐物料中添加氮源和无机盐，所述的氮源与除盐物料的质量体积比为1.0-3.0kg∶100L，所述无机盐与除盐物料的质量体积比为0.15-1.0kg∶100L，然后按总料液体积的5-10％加入酵母种子液，进行发酵，发酵温度为20-28℃，发酵时间为32-48小时；

(5)发酵结束后，去除发酵液中的菌体及大分子物质，得到的发酵液依次用活性炭脱色、阳-阴-阳-阴两级连续的离子交换树脂进行脱盐，最后浓缩至折光为50-60％浓缩液；

(6)将步骤(5)得到的浓缩液进行SMB(模拟移动床，SimulatedMoving Bed)色谱分离，其中洗脱剂为水，分离剂为色谱分离树脂，分离温度为50-70℃，使物料中木糖的重量百分比含量达到60-85％；

(7)将色谱分离得到的物料用活性炭在温度50-80℃进行脱色，并进一步浓缩，得到折光为75-85％的浓缩物料，然后将浓缩物料进行冷却降温结晶，降温速度0.5-2℃/h，降至40-35℃离心分离，得到木糖产物。