一種纖維寡糖的生產工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種纖維寡糖的生產工藝，將含纖維素的生物質，放入選擇性植物糖苷鍵高能爆碎機中在1.5—2.0Mpa下保溫5—7分鐘,在0.02—0.5秒內瞬間泄壓,爆碎后,加水提取得到提取液，向提取液中加入定向纖維素內切酶酶解得到酶解液，酶解液依次經過脫色、超濾、離子交換脫鹽和納濾精制得到精制液，對精制液進行濃縮或干燥得到纖維寡糖糖漿或纖維寡糖固體粉。該方法解決了純靠生物降解不能人為控制分子量在某一階段的問題。這樣在工業上利用富含纖維素的生物質原料制備纖維寡糖成為可能。該方法在工業規模生產上具有現實和實際意義。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于寡糖制備
，具體涉及一種纖維寡糖的生產工藝。
技術介紹
目前制備纖維寡糖主要是從含有植物纖維的生物質原料經纖維復合酶降解纖維素，再經分離提出而來，中文名稱纖維寡糖，英文名稱cello-oligosaccharide，由10個以下葡萄糖分子通過β-1，4_糖苷鍵連接而成的寡糖，是纖維素降解過程中的產物。由于纖維素分子量在十幾萬到幾十萬，糖苷鍵鍵能較高，通過纖維復合酶降解很難控制在10個以下葡萄糖分子通過β-1，4-糖苷鍵連接而成的寡糖，既使有寡糖生成由于含量太低也沒有工業生產意義。
技術實現思路
針對現有技術中存在的問題，本專利技術提供一種纖維寡糖的生產工藝，直接將富含纖維素的植物原料經過高能爆碎將纖維素大分子鏈中糖苷鍵分子結構打斷形成纖維多糖、低糖和單糖的低分子混合物質，然后經提取、分離精制濃縮或干燥成不同含量的纖維寡糖產品，該方法得到的寡糖可控，能實現工業化生產。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案: 一種纖維寡糖的生產工藝，將含纖維素的生物質，放入選擇性植物糖苷鍵高能爆碎機中爆碎然后加水提取得到提取液，向提取液中加入定向纖維素內切酶酶解得到酶解液，酶解液依次經過脫色、超濾、離子交換脫鹽和納濾得到精制液，對精制液進行濃縮或干燥得到纖維寡糖糖漿或纖維寡糖固體粉。所述的高能爆碎操作溫度為150?195°C，操作壓力為1.5?2.0Mpa，泄壓時間在0.02~0.5 秒。所述提取溫度40_80°C提取液的pH為4?8。所述酶解的操作步驟為:在溫度為45?55°C的條件下，向提取液中加入定向纖維素內切酶4萬單位/克干基底物，酶解40min?30小時。所述的含纖維素的生物質為玉米芯、玉米秸桿、棉花秸桿、提取木寡糖后的纖維渣、或提取木寡糖后的甘蔗渣中的至少一種。酶解液脫色采用食品及活性炭脫色溫度不小于95°C，趁熱過濾.除去活性炭，得到脫色液。超濾采用孔徑為3000?5000分子量的中空纖維超濾膜，離子交換脫鹽采用的是食品級大孔吸附樹脂進行深度脫色脫鹽和脫除1800分子量以上的纖維多糖，納濾采用的是孔徑為300?500分子量的聚砜納濾膜脫出水份和單糖。得到主要含纖維寡糖的精制液。對精制液濃縮采用MVR濃縮設備在40?70°C條件下濃縮至質量濃度為65?75%，得到淡黃色食品級纖維寡糖糖漿。對精制液干燥采用噴霧干燥的方式在80--185°C下得到纖維寡糖固體粉。本專利技術的有益效果:通過高能糖苷鍵爆碎設備將富含有纖維素的生物質原料(如玉米秸桿，提取低聚木糖后富含纖維素的玉米秸桿廢渣，含纖維素在40?60%，棉桿，裝入高能糖苷鍵爆碎設備。在1.52Mpa的壓力下保持一定時間，進行瞬間泄壓使物料在0.02—0.5秒爆出。將纖維素糖苷鍵打成碎片，這些碎片可用50°C熱水溶出。這樣形成的1800分子量的可溶性纖維多糖，溶出率30%?47%。這樣解決了純靠生物降解不能人為控制分子量在某一階段的問題。這樣在工業上利用纖維素生物質原料制備寡糖成為可能。在可溶性的纖維多糖被溶出后，再加入4萬單位/克底物的特制的纖維素內切酶對可溶性纖維多糖，定向內切酶解，從而制備出含糖度在4?5.5%含纖維寡糖水溶出率在40%以上的提取液。提取液再經過活性炭脫色，超濾脫除部分大分子量的纖維多糖可溶性淀粉等，再經離子交換納濾精制提純，低溫濃縮干燥后生產出纖維寡糖糖漿產品和纖維寡糖粉。該方法在工業規模生產上具有現實和實際意義。【附圖說明】 圖1為本專利技術的工藝流程圖。【具體實施方式】實施例1 取提取低聚木糖后的玉米芯廢渣，150公斤，含干物質39.6%，含水分61.4%;干物質中含纖維素47%，裝入糖苷鍵高能爆碎機升壓至1.7Mpa保壓7分鐘，立即泄壓。將爆碎物料加1000升無離子水提取，提取液加入纖維素內切酶4萬單位/克底物，于50°C酶解至30小時過濾，測提取液總糖13.44公斤。溶出率30.29%。在提取液中纖維寡糖含量達21.974%單糖62%可溶性纖維多糖15%。經脫色，超濾，離子交換，納濾精制后低溫濃縮得到70%纖維寡糖濃縮液4.03公斤。實施例2 本實施例的纖維寡糖的生產工藝，步驟如下: 將玉米秸桿放入選擇性植物糖苷鍵高能爆碎機中爆碎，高能爆碎操作溫度為150°C，操作壓力為2.0Mpa，泄壓時間小于0.02秒;然后加水提取得到提取液，提取液的pH為4，在45°C的條件下，加入定向纖維素內切酶的加入量為4萬單位/克干基，酶解40min得到酶解液，酶解液依次經過脫色、超濾、離子交換脫鹽和納濾得到精制液，其中，酶解液脫色采用食品及活性炭，超濾采用孔徑為3000~5000分子量的中空纖維超濾膜，離子交換脫鹽采用的是食品級大孔吸附樹脂進行深度脫色脫鹽和脫除1800分子量以上的纖維多糖，納濾采用的是孔徑為300?500分子量的聚砜納濾膜;對精制液采用MVR濃縮設備在40°C條件下濃縮至質量濃度為65%，得到淡黃色食品級纖維寡糖糖漿。實施例3 本實施例的纖維寡糖的生產工藝，步驟如下: 將玉米秸桿和棉花秸桿放入選擇性植物糖苷鍵高能爆碎機中爆碎，高能爆碎操作溫度為195°C，操作壓力為1.8Mpa，泄壓時間小于0.5秒;然后加水提取得到提取液，提取液的pH為8，在55°C的條件下，加入定向纖維素內切酶的加入量為4萬單位/克干基，酶解30小時得到酶解液，酶解液依次經過脫色、超濾、離子交換脫鹽和納濾得到精制液，其中，酶解液脫色采用食品及活性炭，超濾采用孔徑為3000?5000分子量的中空纖維超濾膜，離子交換脫鹽采用的是食品級大孔吸附樹脂進行深度脫色脫鹽和脫除1800分子量以上的纖維多糖，納濾采用的是孔徑為300?500分子量的聚砜納濾膜;對精制液采用MVR濃縮設備在70°C條件下濃縮至質量濃度為75%，得到淡黃色食品級纖維寡糖糖漿。實施例4 本實施例的纖維寡糖的生產工藝，步驟如下: 將提取木寡糖后的纖維渣放入選擇性植物糖苷鍵高能爆碎機中爆碎，高能爆碎操作溫度為160°C，操作壓力為1.5Mpa，泄壓時間小于0.2秒;然后加水提取得到提取液，提取液的pH為5，在50°C的條件下，加入定向纖維素內切酶的加入量為4萬單位/克干基，酶解10小時得到酶解液，酶解液依次經過脫色、超濾、離子交換脫鹽和納濾得到精制液，其中，酶解液脫色采用食品及活性炭，超濾采用孔徑為3000?5000分子量的中空纖維超濾膜，離子交換脫鹽采用的是食品級大孔吸附樹脂進行深度脫色脫鹽和脫除1800分子量以上的纖維多糖，納濾采用的是孔徑為300?500分子量的聚砜納濾膜;對精制液采用噴霧干燥的方式得到纖維寡糖固體粉。實施例5 本實施例的纖維寡糖的生產工藝，步驟如下: 將棉花秸桿和提取木寡糖后的甘蔗渣放入選擇性植物糖苷鍵高能爆碎機中爆碎，高能爆碎操作溫度為170°C，操作壓力為1.6Mpa，泄壓時間小于0.3秒;然后加水提取得到提取液，提取液的pH為6，在48°C的條件下，加入定向纖維素內切酶的加入量為4萬單位/克干基，酶解20小時得到酶解液，酶解液依次經過脫色、超濾、離子交換脫鹽和納濾得到精制液，其中，酶解液脫色采用食品及活性炭，超濾采用孔徑為3000?5000分子量的中空纖維超濾膜，離子交換脫鹽采用的是食品級大孔吸附樹脂進行深度脫色脫鹽和脫除本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種纖維寡糖的生產工藝，其特征在于：將含纖維素的生物質，放入選擇性植物糖苷鍵高能爆碎機中爆碎然后加水提取得到提取液，向提取液中加入定向纖維素內切酶酶解得到酶解液，酶解液依次經過脫色、超濾、離子交換脫鹽和納濾得到精制液，對精制液進行濃縮或干燥得到纖維寡糖糖漿或纖維寡糖固體粉。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李來鎖，
申請(專利權)人：鶴壁市泰新科技有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41