專利名稱：一種利用桑枝制備低聚木糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品工程和生物化工領(lǐng)域，特別涉及一種利用桑枝制備低聚木糖的方法。
背景技術(shù)：
低聚木糖(Xylooligosaccharides)是由2-7 個(gè)木糖(Xylose)以 β _1，4 糖苷鍵連接而成的低聚糖，部分還含有阿拉伯糖醛酸、葡萄糖醛酸側(cè)鏈等，其主要成分是木二糖(xylobiose, X2)和木三糖(Xylotriose, X3)。與其他功能性低聚糖一樣,低聚木糖具有促進(jìn)腸道有益菌增殖、抑制有害菌生長、改善腸道微生態(tài)環(huán)境等功能。低聚木糖是目前發(fā)現(xiàn)的對(duì)雙歧桿菌增殖效果最好的低聚糖之一，因而被稱為超強(qiáng)雙歧因子，同時(shí)它具有有效劑量低(0.7g/d)、酸熱穩(wěn)定性好、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)。目前生產(chǎn)低聚木糖的原料主要是玉米芯、花生殼等，其他植物成分由于木聚糖含量低或者木聚糖中木糖聚合度較高，所以不能利用，因此目前木聚糖生產(chǎn)的主要問題之一是原料來源較單一。桑樹在我國已有4000多年的栽培歷史，桑樹種類、品種和種植面積位居世界首位，主要集中種植在江蘇、浙江、四川等省。桑樹每年需要剪枝2次，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)我國桑樹每年剪枝季節(jié)修剪下來的桑樹枝條有3000萬噸以上。因?yàn)闆]法處理，多數(shù)桑枝在地頭焚燒，將這些生物質(zhì)廢棄物焚燒不僅污染環(huán)境，還浪費(fèi)了大量資源。桑枝含有大量的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其中半纖維素含量較高(33-40%)，而半纖維素的主要成分為木聚糖且聚合度較低，在植物細(xì)胞壁中木聚糖的含量僅次于纖維素，因此桑枝是理想的低聚木糖生產(chǎn)的原料。然而，利用桑枝制備低聚木糖迄今未有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā) 明的目的是提供一種工藝簡單、成本低廉的以桑枝為原料的低聚木糖的制備方法，實(shí)現(xiàn)桑枝廢棄物高值轉(zhuǎn)化。技術(shù)方案:本發(fā)明提供的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:包括以下步驟:( I)將桑枝粉碎制得的桑枝粉在氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液中活化，加乙醇得沉淀，沉淀即為木聚糖渣滓；或桑枝粉碎制得的桑枝粉在Na/NaOH/ y -Al2O3正己烷反應(yīng)介質(zhì)中活化，過濾得沉淀，沉淀即為木聚糖洛滓；(2)利用木聚糖酶對(duì)木聚糖渣滓進(jìn)行酶解后，加熱使木聚糖酶滅活，離心，收集上清液即為低聚木糖粗糖液；(3)低聚木糖粗糖液經(jīng)純化即得低聚木糖，純化步驟為采用脫色、柱層析、冷凍干燥等步驟或其組合。步驟(I)中，所述桑枝粉為將桑枝洗凈、去皮、干燥、粉碎制得，干燥溫度優(yōu)選100 130。。。步驟(I)中，所述氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量百分比濃度為1-10%。
步驟(I)中,所述氫氧化鉀水溶液的質(zhì)量百分比濃度為5-15%。步驟(I)中，所述Na/NaOH/ Y -Al2O3正己烷反應(yīng)介質(zhì)的質(zhì)量百分比濃度為40_50%。步驟(I)中,所述桑枝粉與氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或Na/NaOH/Y-Al2O3正己燒反應(yīng)介質(zhì)的質(zhì)量體積比為1:(6-10)。步驟(I)中，乙醇的體積為氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液的體積的2-3倍。步驟(I)中，活化溫度為20_90°C，活化時(shí)間為3_8h。步驟(I)中，活化可采用超聲波輔助活化，以進(jìn)一步提高活化效率。步驟(2)中，酶解反應(yīng)溫度為37_50°C，反應(yīng)時(shí)間為5-10h，pH為4.5-5.5，木聚糖酶的用量為500-1000IU/g木聚糖；滅活條件為:80°C保溫20min。有益效果:本發(fā)明提供方法采用桑枝為原料制備低聚木糖，以廢棄物為原料，來源廣泛、成本低廉，不僅拓 展了低聚木糖生產(chǎn)的原料來源，而且變廢為寶、有利于減少桑枝焚燒或丟棄造成的環(huán)境污染，具有較大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值；同時(shí)，該方法獲得的低聚木糖產(chǎn)品雜質(zhì)少、純度高、理化性能穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明桑枝基低聚木糖制備工藝流程圖。圖2為本發(fā)明制備的低聚木糖的紅外光譜圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。本發(fā)明所使用的試劑來源分別為:Na/NaOH/ Y -Al2O3為自制，根據(jù)文獻(xiàn)方法合成:，將IOOg水合三氧化二鋁干膠加入到250mL干燥的四口燒瓶中，開啟氮?dú)馔泛蛿嚢柩b置，緩慢加熱升溫至450 500°C，保溫3h后降溫至340 380°C，加入20 35g NaOH，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌3h，然后在同一溫度下分批加入2 3.5g金屬鈉,繼續(xù)反應(yīng)Ih停止。木聚糖酶:購買自SUKAFEED生物工程公司。低聚木糖計(jì)算中一般以得率計(jì)算，實(shí)施例中計(jì)算公式為:
權(quán)利要求
1.一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將桑枝粉碎制得的桑枝粉在氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液中活化，加乙醇得沉淀，沉淀即為木聚糖渣滓；或桑枝粉碎制得的桑枝粉在Na/NaOH/ y -Al2O3正己烷反應(yīng)介質(zhì)中活化，過濾得沉淀，沉淀即為木聚糖渣滓； (2)利用木聚糖酶對(duì)木聚糖渣滓進(jìn)行酶解后，加熱使木聚糖酶滅活，離心，收集上清液即為低聚木糖粗糖液； (3)低聚木糖粗糖液經(jīng)純化即得低聚木糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:步驟(I)中，所述桑枝粉為將桑枝洗凈、去皮、干燥、粉碎制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:所述氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量百分比濃度為1-10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:所述氫氧化鉀水溶液的質(zhì)量百分比濃度為5-15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:步驟(I)中，所述Na/NaOH/ y -Al2O3正己烷反應(yīng)介質(zhì)的質(zhì)量百分比濃度為40_50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:步驟(I)中，所述桑枝粉與氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或Na/NaOH/ Y-Al2O3正己烷反應(yīng)介質(zhì)的質(zhì)量體積比為1:(6-10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:步驟(I)中，乙醇的體積為氫氧化鈉水 溶液或氫氧化鉀水溶液的體積的2-3倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:步驟(I)中，活化溫度為20-90°C，活化時(shí)間為3-8h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，其特征在于:步驟(I)中，活化可采用超聲波輔助活化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用桑枝制備低聚木糖的方法，包括以下步驟將桑枝粉碎制得的桑枝粉在氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液中活化，加乙醇得沉淀，沉淀即為木聚糖渣滓；或桑枝粉碎制得的桑枝粉在Na/NaOH/γ-Al2O3正己烷反應(yīng)介質(zhì)中活化，過濾得沉淀，沉淀即為木聚糖渣滓；利用木聚糖酶對(duì)木聚糖渣滓進(jìn)行酶解后，加熱使木聚糖酶滅活，離心，收集上清液即為低聚木糖粗糖液；低聚木糖粗糖液經(jīng)脫色、柱層析、冷凍干燥即得低聚木糖。該方法以廢棄物為原料，來源廣泛、成本低廉，不僅拓展了低聚木糖生產(chǎn)的原料來源，而且變廢為寶、有利于減少桑枝焚燒或丟棄造成的環(huán)境污染，具有較大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)C12P19/14GK103205472SQ20131012319
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者李強(qiáng), 季更生, 李天程, 馮圓圓, 陳瀟, 劉兆新 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)