[发明专利]一种H2O2-HOAc耦合预处理制备低聚木糖的方法

说明书

本发明涉及一种H₂O₂‑HOAc耦合预处理制备低聚木糖的方法。所述方法包括：(1)将甘蔗渣进行H₂O₂‑HOAc预处理，过滤，得预处理滤液和滤渣；(2)所得滤渣碱提，醇沉，得到木聚糖；(3)木聚糖酶解，得到低聚木糖。本发明对甘蔗渣进行H₂O₂‑HOAc预处理，打破半纤维素木聚糖‑木质素复合结构，有效脱除木质素，提高碱提半纤维素木聚糖酶法制备低聚木糖的效率；本发明所述提取过程不仅做到木聚糖提取充分，保证其降解生成的木糖量非常少，而且减少设备腐蚀和环境污染，是一种高效、低成本、无污染的方法。

技术领域

本发明涉及一种H₂O₂-HOAc耦合预处理制备低聚木糖的方法，属于生物质化学化工领域。

背景技术

在甘蔗制糖行业中，蔗渣来源相对集中，产量巨大，按照甘蔗品质、种类以及压榨条件的不同，每生产1吨的蔗糖就会产生2吨的蔗渣。目前我国甘蔗年产量在8500万吨左右，也即蔗渣年产量约为2200万吨左右。对于如此巨大数量的蔗渣的处理和综合利用是甘蔗糖业发展的一个重要问题。

蔗渣的组织结构是一种特有的超分子形态结构，其以纤维素的结晶微纤维为骨架，半纤维素和木质素形成牢固的结合层，近而包围纤维素骨架形成高度结晶的结构。针对其组织结构的特点，目前蔗渣的综合利用主要体现在锅炉燃烧、制浆造纸、低聚木糖、颗粒状活性炭等方面。其中低聚木糖也称之为木寡糖(xylooligosaccharides)，由2～9个木糖分子以β-1,4-糖苷键结合而成的低聚合度糖一般被称之为低聚木糖，分子量约为300～2000Da。低聚木糖的主要成分：是木二糖(X2)和木三糖(X3)。

现阶段，低聚木糖的制备工艺是对原料蔗渣中的木聚糖酶解得到低聚木糖。然而，蔗渣中木聚糖与木质素是以“木聚糖-木质素”复合物的形式存在，这些复合物成为“木质素障碍”，妨碍木聚糖的酶解，因此现有工艺在进行低聚木糖制备前必须先从原料蔗渣中提取出木聚糖或对原料蔗渣进行有效的预处理。目前有研究采用“碱提”法从原料蔗渣中提取出木聚糖，然而该预处理法提取率低，影响后续酶法制备低聚木糖的得率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出在碱提之前先对原料进行H₂O₂-HOAc预处理，甘蔗渣经H₂O₂-HOAc预处理后脱除部分木质素，降低“木质素障碍”，提高碱提木聚糖的提取率，进而提高酶法制备低聚木糖的纯度和得率。

本发明是采用如下技术方案实现的。

一种H₂O₂-HOAc耦合预处理制备低聚木糖的方法，包括：

(1)将甘蔗渣进行H₂O₂-HOAc预处理，过滤，得预处理滤液和滤渣；

(2)所得滤渣碱提，醇沉，得到木聚糖；

(3)木聚糖酶解，得到低聚木糖。

其中，步骤(1)中，所述甘蔗渣为工业甘蔗渣，粉碎过筛40目，含水量≤8％。

步骤(1)中，所述H₂O₂-HOAc预处理为：将H₂O₂-HOAc混合液与甘蔗渣混合，密闭条件下翻转预处理。

其中，所述H₂O₂-HOAc混合液中，H₂O₂的浓度为10-11mol/L，优选为10.8mol/L，HOAc的浓度为4-5mol/L，优选为4.37mol/L；