CN103740787A

CN103740787A - 一种利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法

Info

Publication number: CN103740787A
Application number: CN201410023005.6A
Authority: CN
Inventors: 李雪芝; 赵建
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2034-01-17
Also published as: CN103740787B

Abstract

本发明公开了一种利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，是取阔叶木溶解浆预水解废液，先测定废液中的折光度和还原糖含量，再加入弱硫酸将废液中聚糖全部水解成单糖，然后测定水解液中的总糖含量、木糖含量和还原糖含量，计算木糖含量占总糖含量比例，以及水解前后还原糖含量比值；选取测定后符合制备条件的预水解废液，浓缩、脱色，离子交换处理，再加入具有极低木糖苷酶活力的木聚糖酶处理，将酶处理后的糖溶液再浓缩、脱色，离交，浓缩，降温析出的结晶即为低聚木糖晶体。本发明方法生产低聚木糖转化率超过90%以上，并开辟了新的低聚木糖生产原料来源，环保节能且成本低，可广泛应用于以阔叶木为原料生产溶解浆的造纸企业。

Description

一种利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法。

背景技术

低聚木糖又称木寡糖，是由2-7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合而成的功能性聚合糖。与通常人们所用的大豆低聚糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖等相比具有独特的优势，它可以选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖活性。其双歧因子功能是其它聚合糖类的10-20倍。低聚木糖具有减少人体内有毒发酵产物及有害细菌酶的产生、抑制大肠杆菌、肠炎门氏菌等病原菌和腹泻、防止便秘、保护肝脏功能、降低血清胆固醇、降血压、增强机体免疫力，抗癌、促使机体生成多种营养物质，包括维生素B1、B2、B6、B12、烟酸和叶酸，以及预防和保护牙齿龋变，抑制口腔病菌的滋生等作用。低聚木糖已经在医药保健品、乳品饮料、食品、饲料等行业获得广泛应用。传统的生产低聚木糖工艺是采用热水或稀酸水解玉米芯、甘蔗渣等富含半纤维素的生物质原料，将半纤维素中的木聚糖降解成低聚木糖，经过纯化、浓缩、结晶等步骤，析出低聚木糖晶体。但这些工艺存在（1）由于是在高温酸性环境下水解原料，需要仔细严格控制反应终点，防止半纤维素过度降解成木糖单体，以及木糖的进一步脱水反应；（2）酸性废水的污染问题；（3）仅利用了原料中的半纤维素组分，超过60%的纤维素和木质素组分未得到有效利用、造成大量固体废弃物污染等缺点。随着环境保护法规的日益严格、原材料价格的增加以及低聚木糖应用的愈加广泛和需求量的增加，上述问题亟待解决。

溶解浆是造纸工业的一个重要纸浆品种，是由木质纤维素材料经过化学加工纯化制成的一种纤维素含量高(90-99％)，半纤维素、木素等其他成分含量非常少的化学精制浆。溶解浆的用途非常广泛，是粘胶纤维的主要生产原料，也是硝化纤维、醋酸纤维、羧甲基纤维素、纤维素醚等产品的生产原料。在橡胶工业、纺织工业、包装工业（如玻璃纸生产）等均具有广泛的用途。随着市场对溶解浆需求量的迅速增加，除了传统的溶解浆生产原料棉花以外，目前阔叶木也已被广泛用作生产溶解浆的原料。目前利用阔叶木生产溶解浆大多采用预水解硫酸盐工艺，该工艺主要包括预水解和硫酸盐蒸煮两段工序，其中预水解的主要目的是去除原料中的半纤维素，而硫酸盐蒸煮则去除木质素组分。目前造纸企业普遍将溶解浆预水解废液送入废水处理系统直接进行处理，不仅造成了废液中大量半纤维素糖类资源的浪费，也导致废水处理负荷增加和废水处理成本增高。由于阔叶木预水解废液中含有大量木聚糖，因此可望用来作为低聚木糖生产的新的原料来源，以满足人们对低聚木糖需求量的日益增加和低聚木糖生产原料需求量日益增长的要求，但通过检索，涉及利用造纸企业阔叶木溶解浆预处理废液酶法生产低聚木糖的方法还未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法。

本发明所述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，步骤是：

（1）取阔叶木溶解浆预水解废液，先测定废液中的折光度和还原糖含量，再加入体积比0.1%～0.8%硫酸，搅拌20～60分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖，然后测定水解液中的总糖含量、木糖含量和还原糖含量，计算木糖含量占总糖含量比例和酸水解液中还原糖与酸水解前废液中还原糖的比值；

（2）选取测定后折光度在0.5%～6.0%，每千毫升预水解液中还原糖含量在1～25克，木糖含量占总糖含量比例超过50%，酸水解液还原糖与酸水解前还原糖比值大于2的的步骤（1）中所述的阔叶木溶解浆预水解废液，浓缩至折光度为8～30%的浓度后，加入体积比10%～30%的活性碳，进行脱色处理30～40min，之后沉淀、过滤溶液，得到初步澄清的阔叶木溶解浆预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为2%～20%，并调节水解液pH值至4.0～7.5的范围；

（4）测定市售的木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，选择木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值大于40000且木糖苷酶活力小于0.01IU/ml的木聚糖酶，加入到步骤（3）制得的预水解液中，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，其中所述木聚糖酶酶用量为每毫升预水解液中木聚糖酶活力为10～200IU，然后在温度为45～60℃下处理1～8h；

（5）将步骤（4）中酶处理后糖溶液浓缩至折光度为8～20%，再加入体积比10%～20%的活性碳，脱色处理30～40min，收集滤液，并经步骤（3）所述阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，再逐步降温，析出的结晶即为低聚木糖晶体。

上述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产木糖的方法中：步骤（1）所述阔叶木溶解浆预水解废液是指阔叶木溶解浆生产过程中在预水解工段产生的废液；其中所述阔叶木为相思木、杨木、桉木和/或桦木，或其组合。

进一步的，上述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产木糖的方法中：步骤（2）所述选取测定后的步骤（1）中所述的阔叶木溶解浆预水解废液优选是指折光度为1.5%～5.0%，每千毫升预水解液中还原糖含量为5～20克，木糖含量占总糖含量比例超过60%，酸水解液还原糖与酸水解前还原糖比值大于2.5的阔叶木溶解浆预水解废液；其中所述总糖含量指废液中所含葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖五种单糖含量之和。

其中：步骤（2）所述木糖含量占总糖含量比例最优选超过70%，酸水解液还原糖与酸水解前还原糖比值大于3.0。

步骤（3）所述离子交换后的预水解液再进一步优选浓缩至折光度为4%～12%，并优选调节水解液pH值至4.5～6.5的范围。

步骤（4）所述木聚糖酶酶的木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值大于80000且木糖苷酶活力小于0.004IU/ml，木聚糖酶用量为每毫升预水解液中木聚糖酶活力为30～150IU。

步骤（4）所述处理温度优选为48～55℃，处理时间优化为2～5h。

上述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法中，预处理液中的木聚糖酶活和木糖苷酶活按照下述方法测定：

木聚糖酶活测定：精确称取绝干木糖0.1000g，溶于20mL蒸馏水，倒入l00mL容量瓶，定容即得1.00mg/mL的木糖标准液。从中分别取0mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、1.2mL、1.4mL溶液依次加入做好标记的比色管中，蒸馏水补足至2mL。分别向比色管中添加3mL的DNS试剂，沸水中煮沸10min，迅速放入冰中冷却，蒸馏水定容至25mL，混匀后使用微板光谱仪在540nm波长下测定溶液的吸光度值。以木糖的质量(mg)为横坐标，以吸光度值为纵坐标，制作木糖标准曲线，得到线性回归方程。

取3支25mL比色管（一支为空白管），分别添加木聚糖溶液1.5mL，向其中两管内加入待测酶活力液体0.50mL，空白管不加，一起置于50oC水浴箱中，反应30min后立即取出，向各管中加入DNS试剂3.0mL，再向空白管中加入待测酶液0.50mL。将三支管同时放入沸水浴中，煮沸10min后迅速放如冰中冷却，加水定容至25mL，摇匀。利用微板光谱仪在540nm波长处分别测量三支管中液体的吸光度，取平均值。以吸光度平均值查标准曲线求出木糖的质量。

木聚糖酶活定义：特定条件下，反应1min生成1μmol产物所需的酶量，木糖分子量为150g/mol。

木聚糖酶活力按下式计算：

X₁=m₁×N×1000×1/0.5/T/150

其中：X₁—待测酶液的木聚糖酶活力，IU/mL；m₁—根据测得吸光度值由标准曲线计算的木糖质量，mg；N—待测酶液稀释倍数；T—反应时间；

木糖苷酶活测定：取4个1.5mL离心管，分别添加50μl pNPX，向其中三管内添加100μl待测酶活力液体，空白管不加，50℃保温30min。保温结束后，分别添加150μl10%（w/v）Na₂CO₃终止反应，另外空白管加入50μl待测酶液，利用微板光谱仪测定420nm波长下吸光度值，按标准曲线换算，以1min释放1μmol pNP所需酶量为一个木糖苷酶（X₂）酶活单位，pNP分子量为139.11g/mol。

木糖苷酶活力按下式计算：

X₂=m₂×N/139.11/T/0.1

其中：X₂—待测酶液的木糖苷酶活力，IU/mL；m₂—根据测得吸光度值由标准曲线计算的pNP质量，μg；N—待测酶液稀释倍数；T—反应时间；

上述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法中，还原糖含量采用DNS法进行测定：样品液适当稀释，使糖浓度为0.1-1.0mg/ml，取稀释后的糖液1.0ml于15ml刻度试管中，加DNS试剂2.0ml，沸水煮沸2min，冷却后用水补足到15ml刻度，在540nm波长下测定吸光度。从标准曲线查出葡萄糖mg/ml数。求出样品中糖含量。

葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖五种单糖含量测定以及低聚木糖分析采用HPLC方法：取1mL待测液体于1.5mL离心管中，10000rpm下离心5min，取上清液，稀释一定倍数后经滤膜过滤后，在高效液相色谱仪（HPLC）上分别分析葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖含量，以及低聚木糖的组成和含量。总糖含量为葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖五种单糖含量之和。

本发明以造纸企业阔叶木溶解浆预处理废液为原料，选用不含或含极低木糖苷酶活力的木聚糖酶水解预水解废液中的木聚糖组分，生产低聚木糖产品，同时通过采取新工艺消除了溶解浆预水解废液中多种杂质对酶作用时的不利影响，有效提高酶的作用效率，降低生产成本。

尽管一些中国发明专利已经公开了利用酶法从纤维原料中制备低聚木糖的方法，例如：中国发明专利200710135300.0公开的一种利用挤压辅助酶解小麦麸皮制备低聚木糖的方法、中国发明专利200610037953.0公开的一种酶解小麦麸皮制备低聚木糖的方法、中国发明专利200610156015.2公开的一种以秸秆为原料应用酶和膜技术制备高纯度低聚木糖的方法，以及中国发明专利200710053974.6公开的一种微波处理玉米芯酶法制备低聚木糖的方法等，但这些专利中使用的原料为玉米芯、小麦麸皮、秸秆等，这些原料与阔叶木原料在化学组成上有很大的差别，而且这些发明专利是利用酶直接水解固体物料，而固体物料中木聚糖在结构、性质、存在形态等方面与阔叶木预处理废液中溶出的木聚糖有着根本的不同，且上述专利中也未涉及对木糖苷酶活力的要求。中国发明专利00109788.1公开的高纯度低聚木糖的酶法制备中，酶水解底物是利用碱溶解麸皮、蔗渣或玉米芯中的半纤维素，再经过乙醇精制获得的木聚糖，中国发明专利99126547.5公开的酶法制备功能性低聚木糖的生产工艺中，则是先将玉米芯、玉米秸秆等非木材纤维原料用碱溶出其中的木聚糖后，再用酶对获得的木聚糖进行水解。但这些方法中使用的非木材原料与阔叶木在化学组成方面有较大差异，而且碱溶木聚糖组分和在溶解浆预水解段微酸性条件溶出的木聚糖组分在结构和性质等方面也有很大不同。且在这些发明专利中，也并未对水解用木聚糖酶的性质进行限定，致使酶解效果和水解程度控制难以预期，影响低聚木糖的得率和质量。

综上，本发明的突出优点是，利用造纸厂阔叶木溶解浆预水解废液生产低聚木糖，开辟了低聚木糖生产原料的新的来源，既缓解了由于低聚木糖产量大幅度增加而造成的玉米芯等原料日益突出的供需矛盾，并因而导致低聚木糖生产成本增加等现象，同时实现了造纸厂溶解浆生产过程废水的资源化利用，促进造纸厂产品的多元化，减少了造纸厂废水处理负荷和废水处理成本，提高了经济效益；采用新的酶法生产低聚木糖工艺，将废液进行脱色和离子交换后，再对废液中的木聚糖进行酶水解，有效消除了预水解废液中多种杂质组分对木聚糖酶的不利影响，避免了酶活力的丧失，有效降低了酶的用量并提高了酶的作用效率，减少了生产成本；采用酶法水解代替传统的酸水解工艺，减少了生产过程中的废水污染程度，且废水更易于处理；由于选用的木聚糖酶中木糖苷酶的活力极低或不含木糖苷酶活力，酶处理条件也比较温和，因此也避免了传统酸水解生产低聚木糖工艺中耗能高、反应终点控制难等问题，提高了低聚木糖的质量和收率。本发明环保节能，转化效率高，成本低，可广泛应用于以阔叶木为原料生产溶解浆的造纸企业。

利用本发明所述的方法处理阔叶木溶解浆生产中的预处理废液，水解液中木聚糖水解转化成低聚木糖的转化率超过90%，经过进一步脱色、纯化、结晶等步骤，获得的结晶低聚木糖产品达到国家标准要求。

具体实施方式

实施例1

（1）取桉木溶解浆预水解废液，测定废液的折光度为0.5%，还原糖含量为1g/L，加入体积比0.1%硫酸，搅拌20分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖后，测定并计算出废液中木糖含量占总糖含量比例为60%，酸水解液中还原糖与酸水解前废液中还原糖的比值为2.5；

（2）选取上述桉木溶解浆预水解废液，浓缩至折光度8%的浓度后，加入10%的活性碳进行脱色处理30min，再经过沉淀、过滤等步骤后，得到初步澄清的预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为2%，并调节浓缩后水解液的pH值到6.5；

（4）分别测定木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，经计算，木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值为40000，木糖苷酶活力为0.01IU/ml。将该木聚糖酶加入步骤（3）制得的预水解液中至每毫升预水解液中木聚糖酶活力为20IU，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，然后在温度为45℃下处理2h；

经过检测，酶处理后，预水解液中木聚糖水解转化成低聚木糖的转化率为90%。酶处理后的糖液，浓缩至折光度8%、加入10%活性炭脱色30min、再经步骤（3）所述阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，逐步降温，析出低聚木糖晶体。

实施例2

（1）取桉木溶解浆预水解废液，测定废液的折光度为6.0%，还原糖含量为25g/L，加入体积比0.8%硫酸，搅拌60分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖后，测定并计算出废液中木糖含量占总糖含量比例为50%，酸水解液还原糖与酸水解前废液还原糖的比值为2.8；

（2）选取上述桉木溶解浆预水解废液，浓缩至折光度30%的浓度后，加入30%的活性碳进行脱色处理40min，再经过沉淀、过滤等步骤后，得到初步澄清的预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为20%，并调节浓缩后水解液的pH值到4.5；

（4）分别测定木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，经计算，木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值为48000，木糖苷酶活力为0.005IU/ml。将该木聚糖酶加入步骤（3）制得的预水解液至每毫升预水解液中木聚糖酶活力为200IU，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，然后在温度为60℃下处理8h；

经过检测，酶处理后，预水解液中木聚糖水解转化成低聚木糖的效率达到92%。酶处理后的糖液，浓缩至折光度20%、加入20%活性炭脱色40min、再经步骤（3）所述阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，逐步降温，析出低聚木糖晶体。

实施例3

（1）取桦木溶解浆生产中的预水解废液，测定废液的折光度为1.5%，还原糖含量为5.0g/L，加入体积比0.5%硫酸，搅拌40分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖后，测定并计算出废液中木糖含量占总糖含量比例为70%，酸水解液中还原糖与酸水解前废液中还原糖的比值为3.0；

（2）选取上述桦木溶解浆预水解废液，浓缩至折光度15%的浓度后，加入15%的活性碳进行脱色处理30min，再经过沉淀、过滤等步骤后，得到初步澄清的预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为4%，并调节浓缩后水解液的pH值到7.5；

（4）分别测定木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，经计算，木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值为80000，木糖苷酶活力为0.004IU/ml。将该木聚糖酶加入步骤（3）制得的预水解液至每毫升预水解液中木聚糖酶活力为150IU，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，然后在温度为48℃下处理2h；

经过检测，酶处理后，预水解液中木聚糖水解成低聚木糖的效率达到95%。酶处理后的糖液，浓缩至折光度10%、加入15%活性炭脱色30min、再经阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，逐步降温，析出低聚木糖晶体。

实施例4

（1）取杨木溶解浆生产中的预水解废液，测定废液的折光度为5.0%，还原糖含量为20g/L，加入体积比0.5%硫酸，搅拌60分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖后，测定并计算出废液中木糖含量占总糖含量比例为65%，酸水解液还原糖与酸水解前废液还原糖的比值为2.0；

（2）选取上述杨木溶解浆预水解废液，浓缩至折光度15%的浓度后，加入15%的活性碳进行脱色处理30min，再经过沉淀、过滤等步骤后，得到初步澄清的预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为2%，并调节浓缩后水解液的pH值到4.0；

（4）分别测定木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，经计算，木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值为45000，木糖苷酶活力为0.009IU/ml。将该木聚糖酶加入步骤（3）制得的预水解液至每毫升预水解液中木聚糖酶活力为10IU，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，然后在温度为60℃下处理5h；

经过检测，酶处理后，预水解液中木聚糖水解转化成低聚木糖的水解率达到91%。酶处理后的糖液，浓缩至折光度10%、加入15%活性炭脱色30min、再经阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，逐步降温，析出低聚木糖晶体。

实施例5

（1）取桉木与相思木混合原料溶解浆预水解废液，测定废液的折光度为3.2%，还原糖含量为3.0g/L，加入体积比0.4%硫酸，搅拌50分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖后，测定并计算出废液中木糖含量占总糖含量比例为64%，酸水解液还原糖与酸水解前废液还原糖的比值为2.4；

（2）选取上述桉木与相思木混合原料溶解浆预水解废液，浓缩至折光度10%的浓度后，加入20%的活性碳进行脱色处理40min，再经过沉淀、过滤等步骤后，得到初步澄清的预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为12%，并调节浓缩后水解液的pH值到4.5；

（4）分别测定木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，经计算，木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值为100000，木糖苷酶活力为0.01IU/ml。将该木聚糖酶加入步骤（3）制得的预水解液至每毫升预水解液中木聚糖酶活力为30IU，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，然后在温度为50℃下处理1h；

经过检测，酶处理后，预水解液中木聚糖水解转化成低聚木糖的效率达到91.5%。酶处理后的糖液，浓缩至折光度10%、加入15%活性炭脱色30min、再经阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，逐步降温，析出低聚木糖晶体。

实施例6

（1）取相思木溶解浆预水解废液，测定废液的折光度为2.8%，还原糖含量为3.1g/L，加入体积比0.4%硫酸，搅拌40分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖后，测定并计算出废液中木糖含量占总糖含量比例为71%，酸水解液还原糖与酸水解前废液还原糖的比值为3.2；

（2）选取上述相思木溶解浆预水解废液，浓缩至折光度15%的浓度后，加入20%的活性碳进行脱色处理40min，再经过沉淀、过滤等步骤后，得到初步澄清的预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为4%，并调节浓缩后水解液的pH值到4.5；

（4）分别测定木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，经计算，木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值为60000，木糖苷酶活力为0.008IU/ml。将该木聚糖酶加入步骤（3）制得的预水解液至每毫升预水解液中木聚糖酶活力为50IU，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，然后在温度为55℃下处理3h；

经过检测，酶处理后，预水解液中木聚糖水解转化成低聚木糖的效率达到95%。酶处理后的糖液，浓缩至折光度10%、加入15%活性炭脱色30min、再经阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，逐步降温，析出低聚木糖晶体。

实施例7

（1）取桦木、桉木和相思木混合原料溶解浆预水解废液，测定废液的折光度为3.8%，还原糖含量为3.5g/L，加入体积比0.5%硫酸，搅拌50分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖后，测定并计算出废液中木糖含量占总糖含量比例为74%，酸水解液还原糖与酸水解前废液还原糖的比值为2.4；

（2）选取上述桦木、桉木和相思木混合原料溶解浆预水解废液，浓缩至折光度15%的浓度后，加入20%的活性碳进行脱色处理40min，再经过沉淀、过滤等步骤后，得到初步澄清的预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为4%，并调节浓缩后水解液的pH值到6.5；

（4）分别测定木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，经计算，木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值为50000，木糖苷酶活力为0.009IU/ml。将该木聚糖酶加入步骤（3）制得的预水解液至每毫升预水解液中木聚糖酶活力为100IU，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，然后在温度为50℃下处理4h；

经过检测，酶处理后，预水解液中木聚糖水解转化成低聚木糖的效率达到95%。酶处理后的糖液，浓缩至折光度10%、加入15%活性炭脱色40min、再经阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，逐步降温，析出低聚木糖晶体。

实施例8

（1）取杨木和桉木混合原料溶解浆预水解废液，测定废液的折光度为4.5%，还原糖含量为9.5g/L，加入体积比0.6%硫酸，搅拌45分钟，将废液中聚糖全部水解成单糖后，测定并计算出废液中木糖含量占总糖含量比例为58%，酸水解液还原糖与酸水解前废液还原糖的比值为2.6；

（2）选取上述杨木和桉木混合原料溶解浆预水解废液，浓缩至折光度15%的浓度后，加入20%的活性碳进行脱色处理30min，再经过沉淀、过滤等步骤后，得到初步澄清的预水解液；

（3）采用001×7阳型离子交换柱和DM-130弱碱阴离子交换柱，对步骤（2）中得到的预水解液进行离子交换处理，离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为4%，并调节浓缩后水解液的pH值到6.0；

（4）分别测定木聚糖酶的木聚糖酶活力和木糖苷酶活力，经计算，木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值为55000，木糖苷酶活力为0.006IU/ml。将该木聚糖酶加入步骤（3）制得的预水解液至每毫升预水解液中木聚糖酶活力为80IU，适当搅拌使酶与预水解液混合均匀，然后在温度为45℃下处理6h；

经过检测，酶处理后，预水解液中木聚糖水解形成木糖的效率达到94%。酶处理后的糖液，浓缩至折光度10%、加入15%活性炭脱色30min、再经阳/阴离子交换后，浓缩到折光度75%以上，逐步降温，析出低聚木糖晶体。

Claims

1.一种利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，步骤是：

2.如权利要求1所述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，其特征在于：步骤（1）所述阔叶木溶解浆预水解废液是指阔叶木溶解浆生产过程中在预水解工段产生的废液；其中所述阔叶木为相思木、杨木、桉木和/或桦木，或其组合。

3.如权利要求1所述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，其特征在于：步骤（2）所述选取测定后的步骤（1）中所述的阔叶木溶解浆预水解废液是指折光度为1.5%～5.0%，每千毫升预水解液中还原糖含量为5～20克，木糖含量占总糖含量比例超过60%，酸水解液还原糖与酸水解前还原糖比值大于2.5的阔叶木溶解浆预水解废液；其中所述总糖含量指废液中所含葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖五种单糖含量之和。

4.如权利要求3所述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，其特征在于：步骤（2）所述木糖含量占总糖含量比例超过70%，酸水解液还原糖与酸水解前还原糖比值大于3.0。

5.如权利要求1所述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，其特征在于：步骤（3）所述离子交换后的预水解液再进一步浓缩至折光度为4%～12%，并调节水解液pH值至4.5～6.5的范围。

6.如权利要求1所述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，其特征在于：步骤（4）所述木聚糖酶酶的木聚糖酶活力与木糖苷酶活力比值大于80000且木糖苷酶活力小于0.004IU/ml，木聚糖酶用量为每毫升预水解液中木聚糖酶活力为30～150IU。

7.如权利要求1所述利用阔叶木溶解浆预水解废液酶法生产低聚木糖的方法，其特征在于：步骤（4）所述处理温度为48～55℃，处理时间是2～5h。