[发明专利]一种双极膜电还原木糖制备木糖醇的方法

说明书

本发明公开了一种双极膜电还原木糖制备木糖醇的方法，包括以下步骤：（1）构建双极膜电解系统，所述双极膜电解系统包括电源，和依次排列的阴极板、双极膜和阳极板；其中所述阴极板和双极膜之间形成阴极室，双极膜和阳极板之间形成阳极室；将所述电源的阴极电性连接至阴极板，将所述电源的阳极电性连接至阳极板；在所述阴极室中加入木糖和阴极室溶液，在阳极室中加入阳极室溶液；（2）在反应过程中，控制电解系统的电流、电压，以及所述阴极室和所述阳极室的温度；（3）接通电源，双极膜电解系统开始工作，记录相关数据；本发明发展了一种清洁的木糖醇生产工艺，对木糖的综合利用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及木糖醇制备领域，具体为一种双极膜电还原木糖制备木糖醇的方法。

背景技术

当今社会，人们的生活水平有了大幅度的提升，人们对于食物的需求不仅仅满足于吃得饱，还要吃得好，随着科学技术的发展，人们逐步认识到木糖醇的功效恰好可以满足这一需求，木糖醇现已广泛应用于医药、食品、化工等领域。

基于木糖醇性质的多样性，木糖醇在生产生活中有多种用途，在医药、食品等领域均有着不可替代的作用。

木糖醇的甜度与蔗糖相当，并且可以在体内胰岛素缺乏的情况下，替代胰岛素促进肝糖原合成，在保持体内血糖值稳定的同时，提供机体所需的营养与能量。

木糖醇可以促进胃液的分泌，促进胰脏与胆的活性，增加NADPH2、ATP和肾上腺皮质激素等的量，木糖醇进入人体内的各组织中，广泛分布且代谢速度极快，便于机体利用。

根据第三次全国口腔健康流行病学调查结果，我国5岁儿童龋齿患病率为66.0％，12岁儿童患病率为28.9％，35至44岁年龄组患病率为88.1％，65至74岁年龄组的患病率为98.4％，其中，未治疗率分别高达97.1％、88.9％、80.1％和92.1％，而木糖醇则是防龋齿的最好甜味剂，口腔中产生龋齿的细菌无法使木糖醇发酵，对链球菌的生长以及酸的产生起到了抑制作用，从而降低龋齿的感染率，防龋齿效率高达90%。

当前木糖醇工业化生产方法分四种：固液萃取、化学转化、生物转化法和电化学还原法，其中，化学还原法一般使用阳离子交换隔膜电解槽，以盐或酸溶液为阳极液，以葡萄糖的异构化产物、蔗糖的水解产物或果糖为原料，加入支持电解质制成阴极液，通电电解，之后电解液经中和、脱色、蒸发、脱盐、结晶、精制、干燥等处理过程制得甘露醇成品，但是目前的化学还原法在使用的过程中，受到外界影响的因素较多，产品质量和生产工艺稳定性难以控制。目前国内外木糖醇的工业规模化生产采用的是化学合成法，此方法需要高压、高温、镍催化剂和高纯度氢气等条件，成本高，客观上制约了木糖醇的应用。相对于传统的木糖醇制备方法，双极膜制备工艺无需高压设备及催化剂，减轻污染、节省能耗，尤其提纯工艺简便，所得产品纯度高，是一种绿色环保的生产工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双极膜电还原木糖制备木糖醇的方法，通过绿色环保的生产工艺生产电还原木糖制备木糖醇，推动生产技术的进步，降低生产成本、减少环境污染方面有着极其重要的意义，经检索，目前还尚未有与本申请技术方案类似的的文献报道，因此，本申请涉及的方法具有重要的意义。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双极膜电还原木糖制备木糖醇的方法，包括以下步骤：

（1）构建双极膜电解系统

所述双极膜电解系统包括电源、阴极板、双极膜和阳极板；将所述阴极板、所述双极膜和所述阳极板依次排列，其中所述阴极板和双极膜之间形成阴极室，双极膜和阳极板之间形成阳极室；将所述电源的阴极电性连接至阴极板，将所述电源的阳极电性连接至阳极板；在所述阴极室中加入木糖和阴极室溶液，在阳极室中加入阳极室溶液；通过滴加碱性溶液将阴极室中的pH调节至不小于9；