一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法。以竹粉为原料，通过低浓度无机酸催化条件下抽提获得粗糖液，后对其纯化，最后喷雾干燥得到低聚木糖粉。抽提获得的粗糖液时所产生的残渣可以经过蒸煮制浆或压缩成型技术用于造纸、燃料等领域。粗糖液纯化过程中产生磷酸钙等副产品，可回收利用从而减少成本投入。上述反应条件为温度100～140℃。时间70～120min，搅拌速度500r/min。该生产工艺简单，实用性强，不仅提高了产品的经济价值，也更好的解决了农林废弃物竹粉利用的难题，且该生产工艺不会产生废水仅有低浓度盐水，避免废水处理造成额外能量输入和经济，整个生产工艺较为清洁环保。个生产工艺较为清洁环保。个生产工艺较为清洁环保。

A method for preparing functional Xylooligosaccharides from agricultural and forestry waste bamboo powder

【技术实现步骤摘要】
一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法


[0001]本专利技术属于生物化学领域，具体地涉及一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖极其纯化的方法。

技术介绍

[0002][0003]竹屑是富含纤维素和木聚糖的废弃物资源，其中纤维素和木聚糖含量分别为40％和20％左右。采用生物技术方法对这些废弃物资源精深加工，可生产高附加值糖工程产品、生物能源和大宗化学品等，不仅可以提高资源利用率和经济价值，而且对于缓解我国能源短缺问题，节能减排和发展农村经济有重要意义。低聚木糖是由2～7个木糖单元组成的低聚糖，衍生自富含木聚糖的半纤维素，通过β
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1,4糖苷键连接，是一种重要的功能性食品。低聚木糖具有许多功能特性，对肠道有益菌(双歧杆菌、乳酸杆菌)具有显著的高选择性增殖效果，对大肠杆菌、肠球菌、梭状芽胞杆菌等病原菌具有明显的抑制作用，能够提供极好的肠道保护效果，被称为“超强双歧因子”。此外还具有免疫调节活性、抗癌活性、抗微生物活性、抗过敏、抗感染和抗炎特性、免疫调节作用、抗高脂血症作用、作为水产养殖及家禽中的生长调节。因此，功能性低聚木糖具有巨大的市场潜力。

技术实现思路

[0004]鉴于以上背景，专利技术提出了一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法。
[0005]本专利技术提供一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法，其特征在于包括如下步骤：
[0006]第一步，以农林废弃物竹粉为原料，将原料竹粉与磷酸催化剂的水溶液混合，高温加热搅拌，降温后压滤得到粗糖液；<br/>[0007]第二步，加入氧化钙调节pH，然后加入活性碳脱色，脱色后过滤得到糖液进行膜浓缩；
[0008]第三步，将糖液进行喷雾干燥，所得产品即为低聚木糖糖粉。
[0009]在优选实施方式中，所述催化剂水溶液为磷酸溶液，磷酸浓度为 0.08％～0.12％(w/v)。
[0010]具体实施方式中，第一步中，所述高温加热搅拌，温度为90～140℃(优选 100
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120℃)，时间为60
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100min(优选为70～90min)，搅拌速度400～500r/min。
[0011]第二步中优选地，对粗糖液进行处理，加入0.37％～0.4％(w/v)的氧化钙进行中和，将溶液pH调节至4～5；然后向溶液中加入0.2％～0.4％(w/v)200 目食品级糖用活性炭。
[0012]进一步优选地，第二步中，膜浓缩是超滤或纳滤，超滤膜截留分子量为 2500Dalton；在操作压力1.5MPa
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2.5MPa、膜温度在室温条件下进行超滤；纳滤膜截留分子
量为150Dalton，在操作压力1.5MPa
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2.5MPa、膜温度在室温条件下进行纳滤。
[0013]第三步中还包括对得到的低聚木糖浓缩糖液，加入麦芽糊精搅拌后进行喷雾干燥，即可得到功能性低聚木糖糖粉。
[0014]优选地，第三步中对得到的低聚木糖浓缩糖液，以质量比1：0.5
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2加入麦芽糊精搅拌后进行喷雾干燥。
[0015]本专利技术提供所述的利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法得到的低聚木糖糖粉。其中所述低聚木糖糖粉含有木二糖，木三糖，木四糖，木五糖，木六糖，木七糖的一种或者几种。
[0016]本专利技术以农林废弃物竹粉为原料，通过较低浓度磷酸催化条件下抽提获得粗糖液，抽提获得的粗糖液时所产生的残渣可以经过蒸煮制浆或压缩成型技术用于造纸、燃料等领域。且粗糖液纯化过程中产生磷酸钙等副产品，可回收利用从而减少成本投入，最后喷雾干燥得到低聚木糖粉。该催化剂浓度低，反应时间短，实用性强，不仅提高了产品的经济价值，也更好的解决了农林废弃物竹粉利用的难题，且该生产工艺不会产生废水，避免废水处理造成额外能量输入和经济，整个生产工艺较为清洁环保，易于工业化生产。
附图说明
[0017]图1为竹粉制备功能性低聚木糖的工艺流程路线图。
[0018]图2为竹粉制备功能性低聚木糖的液相色谱图。
[0019]图3固体沉淀物的XRD谱图。
[0020]图4低聚木糖糖液脱色前后糖液对比。
具体实施方式
[0021]结合实施实例，进一步阐述本项专利技术。除非特别说明，以下实施例中使用的试剂和仪器，除球型反应器是自主研发，其余均为市售可得产品。具体实施案例如下：
[0022]实施例1
[0023]催化剂的制备：取1g质量分数99％的磷酸溶液于200ml烧杯中，加入100 去离子水，搅拌30min即可。
[0024]第一步，将5g竹粉与0.5g制备好的H3PO4(浓度为0.1％(w/v)的水溶液混合，固液比为1：10；将其装入高压反应罐中，加热至100℃反应90min,应结束后，通过真空过滤装置分离出糖液。采用液相质谱(HPLC，Agilent)进行定性和定量分析。其结果为：低聚木糖产率为25.2％。
[0025]第二步，使用超滤膜截留分子量为2500Dalton，在操作压力2MPa左右、膜温度在室温条件下进行超滤；纳滤膜截留分子量为150Dalton，在操作压力 2MPa左右、膜温度在室温条件下进行超滤，其结果为：低聚木糖产率为20.4％。
[0026]第三步，上述步骤得到的低聚木糖浓缩糖液，以质量比1：1加入麦芽糊精搅拌后进行喷雾干燥。其结果为：低聚木糖粉产率为24.8％。
[0027]实施例2
[0028]催化剂的制备：取1g质量分数99％的硫酸溶液于200ml烧杯中，加入100 去离子水，搅拌30min即可。
[0029]第一步，将5g竹粉与0.5g制备好的H2SO4(浓度为0.1％(w/v)的水溶液混合，固液比为1：10；将其装入高压反应罐中，加热至100℃反应90min,应结束后，通过真空过滤装置分离出糖液。采用液相质谱(HPLC，Agilent)进行定性和定量分析。其结果为：低聚木糖产率为20.2％。
[0030]第二步，使用超滤膜截留分子量为2500Dalton，在操作压力2MPa左右、膜温度在室温条件下进行超滤；纳滤膜截留分子量为150Dalton，在操作压力 2MPa左右、膜温度在室温条件下进行超滤，其结果为：低聚木糖产率为16.4％。
[0031]第三步，上述步骤得到的低聚木糖浓缩糖液，以质量比1：1加入麦芽糊精搅拌后进行喷雾干燥。其结果为：低聚木糖粉产率为19.8％。
[0032]实施例3
[0033]按实施例1的方法进行反应，仅仅是其中反应温度为110℃。反应得到的结果为：低聚木糖产率为40.8％。第二步，其结果为：低聚木糖产率为35.2％。第三步，其结果为：低聚木糖粉产率为40.5％。
[0034]实施例4
[0035]按实施例1的方法进行反应，仅仅是其中反应温度为120℃。反应得到的结果为：低聚木糖产率为55.2％。第二步，其结果为：低聚木糖产率为50.1％。第三步，其结果为：低聚木糖粉产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，以农林废弃物竹粉为原料，将原料竹粉与磷酸催化剂的水溶液混合，高温加热搅拌，降温后压滤得到粗糖液；第二步，加入氧化钙调节pH，然后加入活性碳脱色，脱色后过滤得到糖液进行膜浓缩；第三步，将糖液进行喷雾干燥，所得产品即为低聚木糖糖粉。2.如权利要求1所述的一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法，其特征在于：所述催化剂水溶液为磷酸溶液，磷酸浓度为0.08％～0.12％(w/v)。3.如权利要求1所述的一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法，其特征在于：第一步中，所述高温加热搅拌，温度为90～140℃，时间为60～100min，搅拌速度400～500r/min。4.如权利要求1所述的一种利用农林废弃物竹粉制备功能性低聚木糖的方法，其特征在于：第二步中，对粗糖液进行处理，加入0.37％～0.4％(w/v)的氧化钙进行中和，将溶液pH调节至4～5；然后向溶液中加入0.2％～0.4％(w/v)200目食品级糖用活性炭。5.如权利要求1所述的一种利用农...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宪海，田野，贾文龙，熊帮伦，乔一玺，李铮，唐兴，孙勇，杨述良，林鹿，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：