[发明专利]一种采用稻草和稻壳制备高纯度低聚木糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稻草和稻壳制备高纯度低聚木糖的方法。

背景技术

低聚木糖也称木寡糖，是一种重要的功能性食品，除了具有低热、稳定、安全、无毒等良好的理化特征外，还具有促进肠道内有益菌的繁殖、抑制有害菌生长的独特生理功能，现已引起全世界的广泛关注。目前制备低聚木糖大多是以玉米芯、甘蔗渣等纤维素物质为原料；以稻草为原料制备低聚木糖尚属空白。

然而，我国稻草和稻壳年产量数亿吨，稻草和稻壳按重量计约占稻谷的70％左右，是大米碾米厂和水稻种植户的主要副产品。稻草和稻壳目前的应用主要集中在传统用途，如动物饲料、造纸原料和肥田等，无更有效的开发利用；在农村传统做法是将稻草和稻壳大量焚烧，产生大量温室气体，严重破坏了生态环境平衡，造成土壤衰竭，加速了农业上的恶性循环，污染了环境，更是火灾的隐患。稻草和稻壳的开发利用用途很少，均未真正形成规模产业化。

如果能以稻草和稻壳为原料制备低聚木糖，不仅能使稻草和稻壳变废为宝，具有极大的经济价值，而且解决了资源浪费和环境污染等问题。因此，市场急需开发一种以稻草和稻壳为原料制备低聚木糖的方法，尤其急需研究一种低成本、技术稳定、高纯度、操作简单、无污染及适于规模化生产的以稻草和稻壳为原料制备高纯度低聚木糖的方法，为农产品开发将稻草和稻壳变废为宝，提升高附加值开辟一片新的市场，为人类提供一种高端功能性健康糖品种。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种采用稻草和稻壳制备高纯度低聚木糖的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种采用稻草和稻壳制备高纯度低聚木糖的方法，其特征在于包括以下步骤：

①称取稻草、稻壳，其中稻草50％～70％，稻壳30％～50％，将稻草、稻壳粉碎，用热水浸泡处理，过滤，弃去滤液；

②加入NaOH水溶液进行碱处理，碱处理温度为30～55℃，碱处理时间为26～34小时；

③离心获得提取液，用乙酸水溶液中和提取液，至pH为5.0～7.0；

④离心去除沉淀，将上清液浓缩后，用乙醇沉淀，然后静置；

⑤离心收集沉淀，干燥沉淀物以去除其中的乙醇，然后将沉淀物配成4～5％的水溶液；

⑥将复合酶按比例对步骤⑤制得的水溶液进行酶解处理，酶解温度为30～40℃，酶解时间为25～33小时，100mL处理水溶液中加入0.1～4g复合酶；其中所述复合酶的组分为：内切木聚糖酶40～60wt％，阿拉伯呋喃糖苷酶20～35wt％，外切木聚糖酶15～35wt％；

⑦酶解结束后，将酶解液于105～120℃灭活10～15分钟，然后于45～60℃真空浓缩；

⑧用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液，即将树脂充分润涨，按100g树脂200mL浓缩复合酶解液的用量，在25～39℃下吸附处理10～21小时，然后过滤，用30～45％乙醇溶液洗脱，洗脱液先浓缩后，再透析20～60小时脱盐；然后于46～53℃真空干燥15～18小时，获得浅黄色至白色粉状颗粒低聚木糖；

⑨将获得的粉状颗粒低聚木糖5～10％加入到加热容器中，加入去离子水混合，升温溶解，溶液中加入活性炭，趁热过滤，滤液汇集到储藏罐中，得到低聚木糖溶液；将获得的粉状颗粒低聚木糖90～95％投入到喷雾流化床设备内，物料以正压从喷雾流化床的底部进入喷雾流化床中并由下向上加速流动，喷雾流化床的上部施以负压由上向下振动使物料在流化床内上下沸腾，由流化床侧部的多点喷枪将上述精制好的低聚木糖溶液连续喷雾分散到微细的低聚木糖体上，连续喷雾干燥，获得蓬松颗粒状高纯度低聚木糖。

进一步地，上述的一种采用稻草和稻壳制备高纯度低聚木糖的方法，步骤①所述用热水浸泡处理是指用55～60℃热水浸泡5～10小时。步骤②所述NaOH水溶液的浓度为0.8～4％，使用体积为稻草和稻壳重量的30～55倍。步骤③所述乙酸水溶液的浓度为30～50％。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明提供了低成本、高纯度、操作方便简单、无污染及适于规模化生产的制备高纯度低聚木糖的方法，用稻草和稻壳通过复合酶酶解技术进行制备，运用先进的负压流化床流化技术结合多点喷雾方法，分时分段控制设备床层温度，有效解决了均匀分散、包覆造粒、干燥等问题。以农业副产品稻草和稻壳为原料，采用新技术、新方法提升和提高效率，将稻草变废为宝开辟新市场和新领域。其制备工艺过程科学简便易操作，非常适合规模化生产。

具体实施方式