CN101824055A - 一种玉米皮为原料制备l-阿拉伯糖的方法 - Google Patents

Abstract

一种玉米皮为原料制备L-阿拉伯糖的方法，属于功能糖技术领域。其工艺步骤包括：蒸煮：将原料玉米皮加入碱液蒸煮；酸处理：用草酸处理蒸煮过的玉米皮，收集水解液；中和：加入碳酸钙水溶液，中和、保温、抽滤、得中和液。脱色：将中和液用活性炭脱色，得脱色液；脱盐除杂：将脱色液经过阳离子和阴离子交换树脂脱盐除杂，得到一次交换液；减压浓缩：将一次交换液减压浓缩，得一次蒸发液；二次脱色：脱色后抽滤，得二次脱色液。二次脱盐：将二次脱色液经过阳离子和阴离子交换树脂二次脱盐除杂，得到二次交换液；色谱分离：将二次交换液蒸发浓缩，进行色谱分离；将色谱分离后的交换液减压浓缩，自然降温至室温；离心烘干：离心、烘干，得晶体阿拉伯糖。

Description

一种玉米皮为原料制备L-阿拉伯糖的方法

技术领域

本发明属于功能糖技术领域，涉及一种L-阿拉伯糖的制备方法。

背景技术

我国的玉米年产1.4亿吨，用于加工淀粉的玉米，超过1500万吨，玉米皮是玉米淀粉加工的大宗副产物，我国年产玉米皮数量在100～150万吨，且原料来源集中，便于进行后续的大规模工业化处理。玉米皮中L-阿拉伯糖的含量超过18％。

L-阿拉伯糖属于五碳醛糖，在人体生理代谢中能够抑制小肠内蔗糖转化酶的活性，从而制约人体对蔗糖的吸收。L-阿拉伯糖是一种没有热量的天然合成甜料，可以抑制肥胖，预防并治疗高血糖、糖尿病等相关疾病。此外，L-阿拉伯糖还可以作为抗病毒药物的原料，用于生化领域中细菌培养基的制备以及香料合成等。因此，L-阿拉伯糖的开发研究，对提高人们的生活水平，满足人们对功能糖的需求具有重要意义。

中国发明专利CN1299420提出了一种通过酸水解生产L-阿拉伯糖的方法，该方法提出用盐酸或硫酸水解植物纤维肥料可以得到含有L-阿拉伯糖的糖液。中国发明专利200610097633提出用硫酸酸解玉米皮制备含有L-阿拉伯糖的混合糖液。以上两个发明均没有涉及糖液的精制和L-阿拉伯糖的晶体的制备。中国发明专利CN1373135提出用酸水解阿拉伯胶并通过色谱柱进行层析分离制得L-阿拉伯糖的方法，所使用的原料为阿拉伯胶。中国发明专利CN101100685提出一种制备L-阿拉伯糖的方法，以蔗渣、玉米麸皮等为原料，制备含有木糖、葡萄糖、阿拉伯糖的糖液，经过纯化分离制备L-阿拉伯糖，该方法得到的糖液L-阿拉伯糖的纯度较低，纯化工艺较复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种以玉米皮为原料制备L-阿拉伯糖的方法，以解决现有技术工艺复杂，能耗较高，产品纯度较低等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是以玉米皮为原料，制备L-阿拉伯糖，构成该方法的工艺步骤如下：

1、蒸煮：将原料玉米皮加入0.05％～0.5％碱液蒸煮，去除淀粉、蜡质、蛋白等杂质。蒸煮时玉米皮和淡水固液比为1∶5～1∶15，蒸煮温度90℃～125℃，蒸煮时间1h～4h。

2、酸处理：用浓度为0.2％～1.0％的草酸，处理蒸煮过的玉米皮。处理温度80℃～110℃，处理时间1h～4h，收集水解液。

3、中和：将水解液在70℃～90℃下保温并搅拌，缓慢加入浓度为20％～30％的碳酸钙水溶液，中和至pH3.0～pH5.0，保温30min～60min，抽滤，得中和液。

4、脱色：将中和液用活性炭脱色。活性炭用量为干物质的5％～10％，脱色温度为70℃～90℃，保温时间为30min～60min，脱色后抽滤，得脱色液。

5、脱盐除杂：将脱色液经过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂进行脱盐除杂，得到一次交换液。

6、减压浓缩：将一次交换液减压浓缩至折光10％～40％，得到一次蒸发液。

7、由于浓缩导致一次蒸发液颜色加深，所以进行第二次活性炭脱色，活性炭用量为干物质的2％～7％，脱色温度为70℃～90℃，保温时间为30min～60min，脱色后抽滤，得二次脱色液。

8、二次脱盐：将二次脱色液经过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂进行第二次脱盐除杂，得到二次交换液。

9、蒸发浓缩：将二次交换液蒸发浓缩至折光40-50％，进行色谱分离，将糖液中其它杂糖分离。

10将色谱分离后的交换液减压浓缩至折光75％～85％，在70～85℃的水浴锅中保温2～4小时，自然降温至65～75℃，以1℃～2℃/小时降温至40～60℃，保温3～4小时，自然降温至室温。

11、离心烘干：离心，在45-60℃烘干，得晶体阿拉伯糖。

本发明的优点在于利用草酸水解玉米皮，能够提高糖液中L-阿拉伯糖的纯度，减少后续处理的难度。L-阿拉伯糖比较容易结晶，纯度在70％以上即可结晶，草酸水解玉米皮得到的糖液中，L-阿拉伯糖的纯度在70％～75％，经过净化工序处理，纯度75％以上，完全可以结晶。

具体实施方式

下面是玉米皮不同投入量情况下实现该方法的具体实例：

实施例1

将1200g玉米皮按固液比1∶10加入0.2％碱液，123℃蒸煮3h，去除蒸煮液，烘干。按固液比1∶10，用浓度为0.5％的草酸，处理蒸煮并烘干的玉米皮。处理温度95℃，处理时间2h，收集上清液既得水解液。将水解液在80℃下保温并搅拌，缓慢加入浓度为25％的碳酸钙水溶液，中和至pH3.3，保温40min，抽滤，得中和液。在中和液中加入其干物质的7％的活性炭，75℃保温40min，抽滤，得脱色液。将脱色液经过阳--阴--阳离子交换树脂进行脱盐除杂，控制交换终点透光90％以上，得到一次交换液。将一次交换液减压浓缩至折光20％，得到一次蒸发液。按照干物质的5％加入活性炭进行第二次脱色，75℃保温40min，抽滤，得二次脱色液。将二次脱色液经过阳--阴离子交换树脂进行第二次脱盐除杂，得到二次交换液，将二次交换液蒸发浓缩至折光45％，进行色谱分离，将分离后的交换液利用蒸发器减压浓缩至折光80％，在75℃的水浴锅中保温4小时，自然降温至65℃，以1℃/小时降温至40℃，自然降温至室温，离心，在50℃烘干，得50g晶体L-阿拉伯糖。

实施例2

将15kg玉米皮按固液比1∶10加入0.1％碱液，125℃蒸煮3h，去除蒸煮液，烘干。按固液比1∶10，用浓度为0.5％的草酸，处理蒸煮并烘干的玉米皮。处理温度90℃，处理时间3h，收集上清液既得水解液。将水解液在75℃下保温并搅拌，缓慢加入浓度为25％的碳酸钙水溶液，中和至pH3.3，保温40min，抽滤，得中和液。在中和液中加入其干物质的5％的活性炭，75℃保温40min，抽滤，得脱色液。将脱色液经过阳--阴--阳离子交换树脂进行脱盐除杂，控制交换终点透光90％以上，得到一次交换液。将一次交换液减压浓缩至折光20％，得到一次蒸发液。按照干物质的2％加入活性炭进行第二次脱色，75℃保温40min，抽滤，得二次脱色液。将二次脱色液经过阳--阴离子交换树脂进行第二次脱盐除杂，得到二次交换液，将二次交换液蒸发浓缩至折光50％，进行色谱分离，将分离后的交换液利用蒸发器减压浓缩至折光75％，在75℃的水浴锅中保温4小时，自然降温至60℃，以1℃/小时降温至45℃，保温4小时，自然降温至室温，离心，在50℃烘干，得1000g晶体L-阿拉伯糖。

Claims (1)

1.一种玉米皮为原料制备L-阿拉伯糖的方法，其特征是以玉米皮为原料，制备L-阿拉伯糖，其工艺步骤如下：

(1)蒸煮：将原料玉米皮加入0.05％～0.5％碱液蒸煮，去除淀粉、蜡质、蛋白等杂质，蒸煮时玉米皮和淡水固液比为1∶5～1∶15，蒸煮温度90℃～125℃，蒸煮时间1h～4h。

(2)酸处理：用浓度为0.2％～1.0％的草酸，处理蒸煮过的玉米皮，处理温度80℃～110℃，处理时间1h～4h，收集水解液。

(3)中和：将水解液在70℃～90℃下保温并搅拌，缓慢加入浓度为20％～30％的碳酸钙水溶液，中和至pH3.0～pH5.0，保温30min～60min，抽滤，得中和液。

(4)脱色：将中和液用活性炭脱色，活性炭用量为干物质的5％～10％，脱色温度为70℃～90℃，保温时间为30min～60min，脱色后抽滤，得脱色液。

(5)脱盐除杂：将脱色液经过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂进行脱盐除杂，得到一次交换液。

(6)减压浓缩：将一次交换液减压浓缩至折光10％～40％，得到一次蒸发液。

(7)二次脱色：由于浓缩导致一次蒸发液颜色加深，所以进行第二次活性炭脱色，活性炭用量为干物质的2％～7％，脱色温度为70℃～90℃，保温时间为30min～60min，脱色后抽滤，得二次脱色液。

(8)二次脱盐：将二次脱色液经过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂进行第二次脱盐除杂，得到二次交换液。

(9)色谱分离：将二次交换液蒸发浓缩至折光40-50％，进行色谱分离，将糖液中其它杂糖分离。

(10)将色谱分离后的交换液减压浓缩至折光75％～85％，在70～85℃的水浴锅中保温2～4小时，自然降温至65～75℃，以1℃～2℃/小时降温至40～60℃，保温3～4小时，自然降温至室温。

(11)离心烘干：离心，在45-60℃烘干，得晶体阿拉伯糖。