一种长链低聚木糖的制备方法与流程

本发明属于食品加工，具体涉及一种长链低聚木糖的制备方法。

背景技术：

1、低聚木糖又称木寡糖，是由2-7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合而成的功能性聚合糖。低聚木糖具有良好的生理学特性，可以选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖活性，不被消化特性，预防龋齿，促进人体钙吸收等。目前，低聚木糖广泛应用于功能性食品、药品和化妆品等工业。

2、低聚木糖的制备主要由富含木聚糖的植物资源，如玉米芯、棉籽壳、花生壳、甘蔗渣和稻壳等为原料，通过酸解、酶解、高温降解或微波降解等方法制得。酸解、高温降解和微波降解这三种方法存在着技术难度大、反应速度不好控制以及副产物较多且不易于分离纯化等缺点；而酶解法是利用微生物酶进行水解，其副产物较少且易于精制；申请号为201911380215.x的专利公开了一种低聚木糖的制备方法，将玉米芯粉与酸的水溶液混合均匀，经挤压膨化得到预处理料液；将预处理料液木聚糖酶进行酶解得到料液；料液经活性炭脱色、过滤、离子交换脱盐、真空浓缩、色谱分离，然后再经活性炭脱色、过滤、离子交换脱盐、真空浓缩得到低聚木糖；该方法采用挤压膨化法大大简化了原料的预处理工序，提高了糖的溶出率；虽然所得低聚木糖的收率和纯度高，但是木聚糖酶价格昂贵，对底物专一性较强，产酶菌株培养条件需求复杂，生长周期短，并需要及时更换菌株。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种长链低聚木糖的制备方法，该制备方法，原料价廉易得，制备工艺简单环保，制备的长链低聚木糖中聚合度5-7的低聚木糖的含量≥50％，为用玉米芯制备功能性高聚合度低聚木糖工业化生产提供了一种新的生产工艺。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

3、一种长链低聚木糖的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将玉米芯粉碎后，加入到稀酸溶液中浸泡，浸泡完成后，转移至蒸煮罐中进行蒸煮，得到蒸煮后的物料；

5、s2、将蒸煮后的物料装入蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，汽爆后的物料经定容磨浆后，进行固液分离沉降，得到沉降上清液；

6、s3、沉降上清液经过膜处理系统过滤，去除料液中的大分子物质、其他小分子单糖及副产物，得到长链低聚木糖粗提液；

7、s4、将长链低聚木糖截留液浓缩，加入活性炭进行脱色，脱色后料液再经过离子交换树脂柱除杂，得到长链低聚木糖粗提液；

8、s5、长链低聚木糖洗脱液进行浓缩后，进入真空带式干燥设备中进行干燥，干燥后的物料粉碎至60目-100目，得到长链低聚木糖，聚合度5-7的低聚木糖(xos5-7)含量≥50％。

9、步骤s1中所述稀酸溶液为0.05％-1％的冰乙酸水溶液，玉米芯与稀酸溶液的料液比为1:5-1:20，优选稀酸溶液为1％的冰乙酸水溶液，玉米芯与稀酸溶液的料液比为1:10；所述浸泡温度为20-100℃，浸泡时间为0.5-24h，优选浸泡温度为60℃，浸泡时间为12h；所述蒸煮温度为120-180℃，蒸煮时间为0.5-5h，优选蒸煮温度为150℃，蒸煮时间为3h；

10、步骤s2中所述蒸汽爆破的温度为170-180℃，压力为1-2mpa，保压时间为90-120s，优选蒸汽爆破的温度为170℃，压力为2mpa，保压时间为100s。

11、步骤s3中所述膜处理系统由相对分子质量截留为100-800的纳滤膜和相对分子质量截留为1500-20000的超滤膜组成；其中纳滤按如下步骤处理：使用纳滤膜对步骤s2中的沉降上清液进行纳滤，去除料液中的其他小分子单糖及甲酸、乙酸、羟甲基糠醛、糠醛副产物，纳滤的压力为0.7-1.2mpa，当透过液的体积与截留液的体积相等时，向截留液中补充与透过液同等体积的水，重复补充3～7次，收集低聚木糖截留液；其中超滤按如下步骤处理：按同样的操作使用超滤膜对收集的低聚木糖截留液进行超滤，去除低聚木糖截留液中的大分子物质，收集低聚木糖透过液，得到长链低聚木糖粗提液；

12、步骤s4中所述脱色温度为70-85℃，搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为25-30min，优选脱色温度为80℃，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为30min。

13、步骤s5中所述真空带式干燥机中的进料速度为300-400kg/h，蒸发水量为45-100kg/h，干燥分为三个加热区和一个冷却区，三个加热区的温度依次为115士2℃、115士2℃、125士2℃，一个冷却区的温度为25士2℃，运行时间为15-40min/区。

14、本发明具有如下有益效果：

15、本发明以玉米芯为原料，采用稀酸预处理、蒸煮和蒸汽爆破结合制备长链低聚木糖，通过蒸汽爆破技术，增加了高聚合度低聚木糖的溶出；并采用纳滤膜和超滤膜的膜处理系统，不仅去除料液中的其他小分子单糖及甲酸、乙酸、羟甲基糠醛、糠醛副产物，还能够去除低聚木糖截留液中的大分子物质，提高低聚木糖的品质。本发明提供的一种长链低聚木糖的制备方法，原料价廉易得，制备工艺简单环保，制备的长链低聚木糖中聚合度5-7的低聚木糖的含量≥50％，为用玉米芯制备功能性高聚合度低聚木糖工业化生产提供了一种新的生产工艺。

技术特征：

1.一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述稀酸溶液为0.05％-1％的冰乙酸水溶液，玉米芯与稀酸溶液的料液比为1:5-1:20。

3.根据权利要求1所述的一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述浸泡温度为20-100℃，浸泡时间为0.5-24h；所述蒸煮温度为120-180℃，蒸煮时间为0.5-5h。

4.根据权利要求1所述的一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述蒸汽爆破的温度为170-180℃，压力为1-2mpa，保压时间为90-120s。

5.根据权利要求1所述的一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述膜处理系统由纳滤膜和超滤膜组成。

6.根据权利要求5所述的一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，所述纳滤膜的相对分子质量截留为100-800，所述超滤膜的相对分子质量截留为1500-20000。

7.根据权利要求1所述的一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，步骤s4中所述脱色温度为70-85℃，搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为25-30min。

8.根据权利要求1所述的一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，步骤s5中所述真空带式干燥机中的进料速度为300-400kg/h，蒸发水量为45-100kg/h，干燥分为三个加热区和一个冷却区，运行时间为15-40min/区。

9.根据权利要求8所述的一种长链低聚木糖的制备方法，其特征在于，所述三个加热区的温度依次为115士2℃、115士2℃、125士2℃，一个冷却区的温度为25士2℃。

技术总结
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种长链低聚木糖的制备方法。本发明以玉米芯为原料，经稀酸预处理、蒸煮和蒸汽爆破后，进行沉降，沉降上清液经过膜处理系统去除料液中的大分子物质和其他小分子单糖及甲酸、乙酸、羟甲基糠醛、糠醛副产物，物料液再经过脱色脱盐处理，去除料液中色素及无机盐，制得进一步纯化的糖液，然后再对糖液进行浓缩干燥，最终得到长链低聚木糖产品。本发明提供的一种长链低聚木糖的制备方法，原料价廉易得，制备工艺简单环保，制备的长链低聚木糖中聚合度5‑7的低聚木糖的含量≥50％，为用玉米芯制备功能性高聚合度低聚木糖工业化生产提供了一种新的生产工艺。

技术研发人员：李尚,曹振伟,李现峰,刘二停
受保护的技术使用者：河南益常青生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13