[发明专利]L-阿拉伯糖的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及L-阿拉伯糖的生产技术，尤其是以半纤维素水解液、木糖母液及含有 五碳糖的生产废液为原料生产L-阿拉伯糖制品、同时副产乙醇、D-核糖、柠檬酸等葡 萄糖发酵产物的方法。

技术背景

L-阿拉伯糖属于五碳醛糖，以阿拉伯聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、阿拉伯糖基半乳糖 体及类似于高等植物半纤维的形式存在。L-阿拉伯糖是一种没有热量的甜味剂，还可以 用作医药中间体、用于生化领域中细菌培养基的制备以及香料合成等。木糖制品如木糖、 木糖醇作为食品甜味剂越来越受到人们的青睐。木糖、木糖醇的很多医疗保健功能已经 被科学研究证实，如降低血糖，防止龋齿等功能。

植物组织大多由纤维素、半纤维素、木质素及类似的物质组成，其中半纤维素主要 是由L-阿拉伯糖和D-木糖构成。不同植物组织的L-阿拉伯糖含量不同。

中国专利200910077943.3公开了一种利用玉米芯生产L-阿拉伯糖的方法，其中实 施例1～3公开的一种生产阿拉伯糖、同时副产木糖醇的工艺，具体包括的步骤有：酸 解玉米芯、生物发酵制备木糖醇、发酵液后处理、木糖醇结晶、木糖醇母液色谱分离得 阿拉伯糖。该专利存在的局限和不足是：1)只能用玉米芯生产阿拉伯糖和木糖醇，原 料来源单一。2)发酵之前未对料液的发酵抑制物如苯环类、杂环类等高分子物质及金 属离子等物质脱除，致使发酵不能顺利进行；3)该专利在色谱分离阿拉伯糖和木糖醇 之前没有除葡萄糖和半乳糖的步骤，致使色谱分离阿拉伯糖和木糖醇后不能提纯。4) 对料液发酵采用的是热带假丝酵母，在去除木糖和葡萄糖的同时阿拉伯糖生成阿拉伯糖 醇，从而大量消耗阿拉伯糖甚至耗尽而不能得到阿拉伯糖产品。5)该专利技术只能生 产出木糖醇，而不能直接生产木糖，应用范围受到很大局限。

中国专利CN101100685A公开了一种制备L-阿拉伯糖的方法，其方法是：将原料玉 米麸皮先用淀粉酶处理，然后用稀酸水解玉米麸皮，用离子交换树脂对水解液进行脱盐 除杂，接种酵母菌进行发酵脱除杂单糖，发酵液结晶得到L-阿拉伯糖产品。该专利中包 括木糖、木聚糖在内的所有杂糖全部用酵母发酵脱除，这样就带来几个问题：首先，木 聚糖无法用酵母进行发酵，必须水解成单糖后才能发酵；另外，水解液中占主要成分的 是木糖，如果发酵除掉大多数木糖必须用能利用五碳糖的菌种，这样势必导致阿拉伯糖 的发酵损失。并且由于木糖含量较多如果作为杂质被除掉，一方面浪费掉大量木糖，不 够经济环保；另一方面木糖发酵后不会全部转化成二氧化碳和水，而是生成其它代谢中 间产物，如：甘油、丙酮酸、甘油醛、木酮糖等。这些杂质通过结晶的办法不易去除， 从而导致阿拉伯糖产品纯度不够。

综上所述，现有技术中还没有一种成本低、效率高、能够实现大规模工业化生产高 纯度L-阿拉伯糖的生产方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种从半纤维素水解液、木糖 母液以及含有五碳糖的农林废弃物及废液、废料中生产高纯度L-阿拉伯糖同时副产乙 醇、D-核糖、柠檬酸等葡萄糖发酵产物的方法。本发明的方法生产成本低、效率高， 适合于大规模工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

1、一种L-阿拉伯糖的生产方法，以农林废弃物的水解液、木糖母液、和/或含有 五碳糖的生产废液为原料，至少包括以下步骤：

(a)料液预处理，将所述原料处理为至少包括木糖、木聚糖、L-阿拉伯糖、葡萄 糖、和半乳糖的混合料液；

(b)色谱分离，将所述混合料液分离成为阿拉伯糖级分料液和木糖级分料液，得 到阿拉伯糖级分料液；

(c)包括以下步骤(c1)和(c1)，该两步骤或者置于步骤(b)的色谱分离之前 对所述混合料液进行处理、或者置于步骤(b)的色谱分离之后对所述阿拉伯糖级 分料液进行以下两步骤的处理：

(c1)除发酵抑制物，所述发酵抑制物是对发酵有抑制的杂质和杂菌；

(c2)发酵除杂糖，所述杂糖至少包括葡萄糖、以及半乳糖；

(d)最后对所述阿拉伯糖级分料液进行后处理得到L-阿拉伯糖。

2、上述技术方案其中所述农林废弃物的水解液的料液预处理包括下列步骤：

①清洗：去除所述农林废弃物表面的泥沙及碎屑；