CN101381753A - 一种稻壳低聚木糖的制备方法 - Google Patents

一种稻壳低聚木糖的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稻壳低聚木糖的制备方法，所述方法包括对稻壳进行粉碎和热水浸泡前处理、碱处理、用乙酸中和提取液、用乙醇沉淀、收集沉淀、用木聚糖酶进行酶解处理、对酶解液进行灭活和浓缩、用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液及真空干燥过程。与现有技术相比，本发明开发了一种以稻壳为原料制备低聚木糖的方法，所制备产品中的低聚木糖含量达到60％左右，且制备方法操作简单、无污染及适于规模化生产，为稻壳变废为宝开辟了一条新途径，不仅解决了资源浪费和环境污染等问题，也具有极大的经济价值。

Description

一种稻壳低聚木糖的制备方法
技术领域
本发明是涉及低聚木糖的制备方法，具体地说，是涉及一种以稻壳为原料制备低聚木糖的方法。
背景技术
稻壳，按质量计约占稻谷的20％，是碾米厂的主要副产品之一，据介绍，我国稻壳年产量达4000万吨。但稻壳因堆密度小，运输、贮存不便；外壳坚硬，难以被土壤消化；营养价值低，不适合作饲料；α-纤维素含量少、纤维短，不适合造纸，因此通常被视为废弃物，这不仅是对资源的极大浪费，而且对环境也造成了很大污染。目前，稻壳的主要利用途径是燃烧、热解、制备含硅化合物或建筑材料等，但都未真正形成规模化生产，因为存在经济效益不显著、技术复杂、污染严重等问题。
低聚木糖也称木寡糖，是一种重要的功能性食品，它除了具有低热、稳定、安全、无毒等良好的理化特性外，还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、稻草等纤维素物质为原料，以稻壳为原料制备低聚木糖尚属空白。而我国稻壳资源丰富，价格低，如果能以稻壳为原料制备低聚木糖，不仅能使稻壳变废为宝，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壳为原料制备低聚木糖的方法，尤其急需开发一种低成本、高纯度、操作简单、无污染及适于规模化生产的稻壳低聚木糖的制备方法，为稻壳变废为宝开辟一条新途径。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、高纯度、操作简单、无污染及适于规模化生产的稻壳低聚木糖的制备方法，以克服上述现有技术所存在的缺陷，为稻壳变废为宝开辟一条新途径。
为实现上述发明目的，本发明所述的稻壳低聚木糖的制备方法，具体步骤如下：
a)称取稻壳，将稻壳粉碎，用热水浸泡处理，过滤，弃去滤液；
b)加入NaOH水溶液进行碱处理，碱处理温度为25℃～60℃，碱处理时间为24～36小时；
c)离心得提取液，用乙酸水溶液中和提取液至pH为4.5～7.5；
d)离心去除沉淀，将上清液浓缩后，用乙醇沉淀，然后静置；
e)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3～6％的水溶液；
f)用木聚糖酶对步骤e)制得的水溶液进行酶解处理，酶解温度为45～60℃，酶解时间为24～48小时，其中100ml处理水溶液中加入3～9g木聚糖酶；
g)将酶解液于100℃灭活15分钟，然后于40～60℃真空浓缩；
h)用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液，然后于40～60℃真空干燥15～20小时，得到淡黄色至白色成品。
所述用热水浸泡处理是指用50℃水浸泡6～12小时。
所述NaOH水溶液的浓度为2％～5％，使用体积为稻壳重量的20～50倍。
所述乙酸水溶液的浓度为40～60％。
所述乙醇为95％乙醇，所用体积为浓缩液体积的2～5倍。
所述静置时间为6～12小时。
所述用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液过程是首先将树脂充分润涨，按100克树脂200ml浓缩酶解液的用量，在20～40℃下吸附处理12小时，然后过滤，用40％乙醇溶液洗脱，洗脱液先浓缩后，再透析48小时脱盐。
与现有技术相比，本发明开发了一种以稻壳为原料制备低聚木糖的方法，所制备产品中的低聚木糖含量达到60％左右，且制备方法操作简单、无污染及适于规模化生产，为稻壳变废为宝开辟了一条新途径，不仅解决了资源浪费和环境污染等问题，也具有极大的经济价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明：
实施例1
称取稻壳，将稻壳粉碎，用50℃水浸泡6小时，过滤，弃去滤液；加入为稻壳重量20倍体积的浓度为5％的NaOH水溶液，在25℃下碱处理36小时；离心得提取液，用浓度为40～60％的乙酸中和提取液至pH为4.5～5.5；离心去除沉淀，将上清液浓缩后，用95％乙醇沉淀，所用95％乙醇的体积为浓缩液体积的2～5倍；静置6～12小时；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3％的水溶液；用木聚糖酶在45℃对步骤e)制得的水溶液进行酶解处理48小时，其中100ml处理水溶液中加入3g木聚糖酶；将酶解液于100℃灭活15分钟，然后于50℃真空浓缩；用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液：首先将树脂充分润涨，按100克树脂200ml浓缩酶解液的用量，在20～40℃下吸附处理12小时，然后过滤，用40％乙醇溶液洗脱，洗脱液先浓缩后，再透析48小时脱盐；最后于40℃真空干燥20小时，得到淡黄色至白色成品，其中的低聚木糖含量为58％。
实施例2
称取稻壳，将稻壳粉碎，用50℃水浸泡10小时，过滤，弃去滤液；加入为稻壳重量35倍体积的浓度为4％的NaOH水溶液，在45℃下碱处理30小时；离心得提取液，用浓度为40～60％的乙酸中和提取液至pH为5.5～6.5；离心去除沉淀，将上清液浓缩后，用95％乙醇沉淀，所用95％乙醇的体积为浓缩液体积的2～5倍；静置6～12小时；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；用木聚糖酶在55℃对步骤e)制得的水溶液进行酶解处理36小时，其中100ml处理水溶液中加入6g木聚糖酶；将酶解液于100℃灭活15分钟，然后于50℃真空浓缩；用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液：首先将树脂充分润涨，按100克树脂200ml浓缩酶解液的用量，在20～40℃下吸附处理12小时，然后过滤，用40％乙醇溶液洗脱，洗脱液先浓缩后，再透析48小时脱盐；最后于50℃真空干燥18小时，得到淡黄色至白色成品，其中的低聚木糖含量为60％。
实施例3
称取稻壳，将稻壳粉碎，用50℃水浸泡12小时，过滤，弃去滤液；加入为稻壳重量50倍体积的浓度为2％的NaOH水溶液，在60℃下碱处理24小时；离心得提取液，用浓度为40～60％的乙酸中和提取液至pH为6.5～7.5；离心去除沉淀，将上清液浓缩后，用95％乙醇沉淀，所用95％乙醇的体积为浓缩液体积的2～5倍；静置6～12小时；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6％的水溶液；用木聚糖酶在60℃对步骤e)制得的水溶液进行酶解处理48小时，其中100ml处理水溶液中加入9g木聚糖酶；将酶解液于100℃灭活15分钟，然后于50℃真空浓缩；用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液：首先将树脂充分润涨，按100克树脂200ml浓缩酶解液的用量，在20～40℃下吸附处理12小时，然后过滤，用40％乙醇溶液洗脱，洗脱液先浓缩后，再透析48小时脱盐；最后于60℃真空干燥15小时，得到淡黄色至白色成品，其中的低聚木糖含量为63％。

Claims (7)

1.一种稻壳低聚木糖的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤:
a)称取稻壳，将稻壳粉碎，用热水浸泡处理，过滤，弃去滤液；
b)加入NaOH水溶液进行碱处理，碱处理温度为25℃～60℃，碱处理时间为24～36小时；
c)离心得提取液，用乙酸水溶液中和提取液至pH为4.5～7.5；
d)离心去除沉淀，将上清液浓缩后，用乙醇沉淀，然后静置；
e)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3～6％的水溶液；
f)用木聚糖酶对步骤e)制得的水溶液进行酶解处理，酶解温度为45～60℃，酶解时间为24～48小时，其中100ml处理水溶液中加入3～9g木聚糖酶；
g)将酶解液于100℃灭活15分钟，然后于40～60℃真空浓缩；
h)用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液，然后于40～60℃真空干燥15～20小时，得到淡黄色至白色成品。
2.根据权利要求1所述的稻壳低聚木糖的制备方法，其特征在于，所述用热水浸泡处理是指用50℃水浸泡6～12小时。
3.根据权利要求1所述的稻壳低聚木糖的制备方法，其特征在于，所述NaOH水溶液的浓度为2％～5％，使用体积为稻壳重量的20～50倍。
4.根据权利要求1所述的稻壳低聚木糖的制备方法，其特征在于，所述乙酸水溶液的浓度为40～60％。
5.根据权利要求1所述的稻壳低聚木糖的制备方法，其特征在于，所述乙醇为95％乙醇，所用体积为浓缩液体积的2～5倍。
6.根据权利要求1所述的稻壳低聚木糖的制备方法，其特征在于，所述静置时间为6～12小时。
7.根据权利要求1所述的稻壳低聚木糖的制备方法，其特征在于，所述用大孔型吸附阳离子树脂纯化浓缩液过程是首先将树脂充分润涨，按100克树脂200ml浓缩酶解液的用量，在20～40℃下吸附处理12小时，然后过滤，用40％乙醇溶液洗脱，洗脱液先浓缩后，再透析48小时脱盐。
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