[发明专利]一种粘胶纤维压榨碱液制备食品级低聚木糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及低聚木糖制备领域，具体涉及一种以粘胶纤维压榨碱液为原料生产食品级低聚木糖的工艺。

背景技术

低聚木糖，又称木寡糖，是由2-7个木糖以β-1,4-糖苷键结合而成的支链低聚糖的总称。有效成分为木二糖、木三糖、木四糖、木五糖等，其中以木二糖和木三糖为主。低聚木糖与通常人们所用的大豆低聚糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖等相比具有独特的优势，它可以选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖活性，其双歧因子功能是其它聚合糖类的10-20倍。低聚木糖因其显著的双歧杆菌增殖能力、难被消化分解、低龋齿性、有效摄入量少等优点被认为是理想的保健食品甜味剂，同时其耐酸耐热性也使其被应用于医药、饮料、饲料添加剂等行业。

低聚木糖以富含木聚糖的植物为原料，通过生物化学的方法生产。目前低聚木糖的生产多以玉米芯为原料，生产工艺复杂，成本较高。而在化学浆（木浆、棉浆、草浆、芦苇浆等植物纤维素）为原料的粘胶纤维生产过程中，采用碱液对纤维素进行处理（浸渍、压榨）是制造粘胶纤维的第一步。半纤维素浓度高，对粘胶纤维生产工艺和成品质量产生极其不利的影响，因此必须在浸渍工艺中用碱液将半纤维素溶出，才能获得高强度的纤维素，所以在上述过程中会产生大量的富含半纤维素的高浓度碱压榨液。

碱压榨液中的主要成分为氢氧化钠和半纤维素。现有的压榨碱液的处理方法多采用纳滤技术将半纤维素从中分离出来，得到较为纯净的碱液。经过净化的碱液可以直接回用到工艺中，但是纳滤膜仅能将部分碱实现回用，其截留液中的半纤维素经过浓缩后得到的浓缩液中依然含有大量的碱。目前该部分料液作为废碱用于中和工艺，半纤维素进入废水处理，或者采用灼烧回收氢氧化钠，半纤维素被燃烧。从以上现有工艺可知，半纤维素并没有得到充分利用。

文献“低聚木糖的膜分离浓缩工艺研究”（《食品工业》，2012年09期），采用中试试验装置对低浓度低聚木糖溶液的分离浓缩进行中试试验，比较研究聚酰胺类纳滤和反渗透两种膜技术的效果，确定了纳滤膜分离浓缩低聚木糖溶液的最佳工艺操作条件。该工艺纳滤膜浓缩温度低，膜过滤效率较低，不适于工业化大规模生产。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种粘胶纤维压榨碱液制备食品级低聚木糖的方法。得到的低聚木糖盐分低，纯度高，工艺运行效率高，适应于大规模生产。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种粘胶纤维压榨碱液制备食品级低聚木糖的方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：

A、膜浓缩

粘胶纤维生产的压榨碱液先经预过滤除去大颗粒杂质，透过液经加水稀释后，进入一级纳滤膜处理，所得一级浓缩液加水稀释后进入二级纳滤膜处理，所得二级浓缩液加水稀释后进入陶瓷膜处理，所得浓缩液即为压榨碱液的浓缩液；

B、提取半纤

将压榨碱液的浓缩液加酸中和，得到半纤液体。

C、酶解

在半纤液体中加入复合酶，发生酶解反应得到酶解液；

D、提纯

酶解液经陶瓷膜过滤，透过液进入纳滤膜脱盐，所得浓缩液经活性炭脱色，树脂离子交换后得到低聚木糖的纯化液，再经蒸发、烘干得到低聚木糖。

本发明制备方法得到的低聚木糖满足食品级低聚木糖的行业标准QBT 2984-2008。

本发明所述的A步骤，一级纳滤膜的截留分子量为200-300，二级纳滤膜的截留分子量为300-400，陶瓷膜截留分子量为800-1500。

200-300的截留分子量，使碱从透过液分离出去；略提高截留分子量至300-400，逐步减低碱浓，且允许一定的半纤透过，降低由于半纤堵塞引起的纳滤膜损伤；陶瓷膜的截留分子量为800-1500，可截留半纤，提高产品的纯度。

本发明所述的A步骤，一级纳滤膜和二级纳滤膜过滤前，加水稀释的量为原料液体积的1倍，所得浓缩液的体积与原料液体积相同。保证过滤效率的同时，对纳滤膜的损伤小。

优选地，所述的透过液含碱200-300g/l，含半纤40-80 g/l；一级浓缩液含碱100-150g/l，含半纤40-80 g/l；二级浓缩液含碱50-75g/l，含半纤40-80g/l。减低碱浓的前提下，保证膜的过滤效率。

本发明所述的A步骤，料液先经加水稀释进入陶瓷膜装置，循环过程中向料液分次加水，总加水量为料液体积的5倍，所得浓缩液体积与原料液体积相同。保证过滤效率的同时，对陶瓷膜的损伤小。

优选地，所述陶瓷膜过滤的浓缩液中含碱2-4g/l，含半纤40-80 g/l。将碱浓降至最低，保证了半纤的纯度。