CN106591394A - 一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法 - Google Patents

一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，包括如下步骤：包括如下步骤：A、选取合格的玉米芯，对玉米芯进行粉碎处理得到物料；B、将步骤A得到的玉米芯置入水中浸泡并加入醋酸；C、将步骤B得到的混合物进行高压蒸煮得到水解液；D、将步骤C得到的水解液冷却；E、在步骤D处理过的水解液中加入木聚糖酶进行保温糖化；F、对步骤E得到的糖化液升温灭菌；G、对步骤F得到的糖化液进行降温；H、对步骤G得到的糖化液进行挤压脱水；I、将步骤H得到的玉米芯渣进行喷爆处理；J、将步骤I得到的物料中加入低聚木糖专用酶。本技术方案可使玉米芯得到充分糖化，充分利用玉米芯得到更大量的低聚木糖。

Description

一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法
技术领域
本发明涉及一种制作低聚木糖的方法，特别是涉及一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法。
背景技术
低聚木糖具有良好的生理学特性，如双歧杆菌的增殖能力，不被消化特性，预防龋齿，促进钙吸收等。是一种被广泛应用于人类食品和动物饲料的一种重要的功能性低聚糖。
低聚木糖的制备主要由富含木聚糖的植物资源，如玉米芯、棉籽壳、花生壳、甘蔗渣和稻壳等为原料，通过酸水解、高温蒸煮或酶水解等方法制得。作为一个农业大国，玉米是我国三大粮食作物之一，具有丰富的玉米芯原料资源。目前我国对玉米芯的利用相对较少，基本处于低水平的初级加工阶段，绝大部分作为农家燃料被烧掉。以玉米芯为原料，制备功能性低聚木糖，不仅可以综合利用农产品资源，同时也可以增加农民收入，减少环境污染，具有很好的市场前景。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法。
为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，包括如下步骤：
A、选取合格的玉米芯，对玉米芯进行粉碎处理得到物料，粉碎后的玉米芯颗粒的粒径为0.1～0.3mm；
B、将步骤A得到的玉米芯置入水中浸泡并加入醋酸，其中玉米芯与水的体积比为1:7～1:9，醋酸与所述玉米芯的重量比为3：200～5:200,浸泡时间为15～25min；醋酸可作为催化剂将玉米芯中的木质纤维素链断开，该工序是木糖生产的重要工段之一，是关系到木糖质量和后序加工工序难易的关键。
C、将步骤B得到的混合物进行高压蒸煮得到水解液，蒸煮温度为110～135℃，蒸煮压力为0.8～1兆帕，蒸煮的时间为2.5～3.5h；
D、将步骤C得到的水解液冷却，使温度降至45～75℃；
E、在步骤D处理过的水解液中加入木聚糖酶进行保温糖化，其中木聚糖酶与步骤A中所述玉米芯的重量比为3：1000～5:1000，糖化温度控制在40～55℃，糖化时间为17～21h；
F、对步骤E得到的糖化液升温灭菌，灭菌温度为75～90℃，灭菌时间为20～50min；
G、对步骤F得到的糖化液进行降温，使温度控制在45～55℃；
H、对步骤G得到的糖化液进行挤压脱水，挤压脱水后的玉米芯渣的含水率为50％～70％；
I、将步骤H得到的玉米芯渣进行喷爆处理；喷爆处理的过程可以使玉米芯中的木质纤维素和低聚糖中7糖以上的多糖进行断链，使低聚木糖多以2糖到7糖的形式出现。
J、将步骤I得到的物料中加入低聚木糖专用酶，使物料发酵；
K、对步骤J得到的物料进行干燥；
L、对步骤K得到的物料进行粉碎和包装。
所述步骤B中玉米芯与水的体积比为1:8，醋酸与所述玉米芯的重量比为1:50,浸泡时间为20min。
所述步骤C为将步骤B得到的混合物进行高压蒸煮得到水解液，蒸煮温度为125℃，蒸煮压力为0.8～1兆帕，蒸煮的时间为3h。
所述步骤D为：将步骤C得到的水解液冷却，使温度降至60℃。
所述步骤E为在步骤D处理过的水解液中加入木聚糖酶进行保温糖化，其中木聚糖酶与步骤A中所述玉米芯的重量比为1:250，糖化温度控制在45～55℃，糖化时间为20h。
对步骤E得到的糖化液升温灭菌，灭菌温度为80℃，灭菌时间为40min。
对步骤G得到的糖化液进行挤压脱水，挤压脱水后的玉米芯渣的含水率为65％。
所述步骤J物料发酵的温度为60-90摄氏度，发酵时间为8-12小时。该工序使物料继续糖化。
所述步骤K处理后的物料含水量为6％-9％。
所述步骤L处理后的物料目数控制在55～65目。
所述步骤L还包括对粉碎后的物料进行除尘处理。
所述喷爆处理为：快速打开反应釜，使物料迅速流出反应釜；所述喷爆处理的原理：因为反应釜内的压强很小，使得物料内外压强差变大，导致物料内高压水蒸气也急剧膨胀，在打开反应釜的瞬时爆开。
本发明的技术方案包括步骤B、步骤E、步骤I和步骤J四个糖化步骤，使玉米芯得到充分糖化，充分利用玉米芯得到更大量的低聚木糖。
具体实施方式
实施例1
一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，包括如下步骤：
A、选取合格的玉米芯，对玉米芯进行粉碎处理得到物料，粉碎后的玉米芯颗粒的粒径为0.1mm；
B、将步骤A得到的玉米芯置入水中浸泡并加入醋酸，其中玉米芯与水的体积比为1:7，醋酸与所述玉米芯的重量比为3：200,浸泡时间为15min；醋酸可作为催化剂将玉米芯中的木质纤维素链断开，该工序是木糖生产的重要工段之一，是关系到木糖质量和后序加工工序难易的关键。
C、将步骤B得到的混合物进行高压蒸煮得到水解液，蒸煮温度为110℃，蒸煮压力为0.8兆帕，蒸煮的时间为2.5h；
D、将步骤C得到的水解液冷却，使温度降至45℃；
E、在步骤D处理过的水解液中加入木聚糖酶进行保温糖化，其中木聚糖酶与步骤A中所述玉米芯的重量比为3：1000，糖化温度控制在40℃，糖化时间为17h；
F、对步骤E得到的糖化液升温灭菌，灭菌温度为75～90℃，灭菌时间为20min；
G、对步骤F得到的糖化液进行降温，使温度控制在45℃；
H、对步骤G得到的糖化液进行挤压脱水，挤压脱水后的玉米芯渣的含水率为50％；
I、将步骤H得到的玉米芯渣进行喷爆处理；喷爆处理的过程可以使玉米芯中的木质纤维素和低聚糖中7糖以上的多糖进行断链，使低聚木糖多以2糖到7糖的形式出现。
J、将步骤I得到的物料中加入低聚木糖专用酶，使物料发酵；
K、对步骤J得到的物料进行干燥；
L、对步骤K得到的物料进行粉碎和包装。
所述步骤J物料发酵的温度为60摄氏度，发酵时间为8小时。该工序使物料继续糖化。
所述步骤K处理后的物料含水量为6％。
所述步骤L处理后的物料目数控制在55目。
所述步骤L还包括对粉碎后的物料进行除尘处理。
实施例2
一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，包括如下步骤：
A、选取合格的玉米芯，对玉米芯进行粉碎处理得到物料，粉碎后的玉米芯颗粒的粒径为0.3mm；
B、将步骤A得到的玉米芯置入水中浸泡并加入醋酸，其中玉米芯与水的体积比为1:9，醋酸与所述玉米芯的重量比为5:200,浸泡时间为25min；醋酸可作为催化剂将玉米芯中的木质纤维素链断开，该工序是木糖生产的重要工段之一，是关系到木糖质量和后序加工工序难易的关键。
C、将步骤B得到的混合物进行高压蒸煮得到水解液，蒸煮温度为135℃，蒸煮压力为0.8～1兆帕，蒸煮的时间为3.5h；
D、将步骤C得到的水解液冷却，使温度降至75℃；
E、在步骤D处理过的水解液中加入木聚糖酶进行保温糖化，其中木聚糖酶与步骤A中所述玉米芯的重量比为5:1000，糖化温度控制在55℃，糖化时间为21h；
F、对步骤E得到的糖化液升温灭菌，灭菌温度为90℃，灭菌时间为50min；
G、对步骤F得到的糖化液进行降温，使温度控制在55℃；
H、对步骤G得到的糖化液进行挤压脱水，挤压脱水后的玉米芯渣的含水率为70％；
I、将步骤H得到的玉米芯渣进行喷爆处理；喷爆处理的过程可以使玉米芯中的木质纤维素和低聚糖中7糖以上的多糖进行断链，使低聚木糖多以2糖到7糖的形式出现。
J、将步骤I得到的物料中加入低聚木糖专用酶，使物料发酵；
K、对步骤J得到的物料进行干燥；
L、对步骤K得到的物料进行粉碎和包装。
所述步骤J物料发酵的温度为90摄氏度，发酵时间为12小时。该工序使物料继续糖化。
所述步骤K处理后的物料含水量为9％。
所述步骤L处理后的物料目数控制在65目。
所述步骤L还包括对粉碎后的物料进行除尘处理。
实施例3
一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，包括如下步骤：
A、选取合格的玉米芯，对玉米芯进行粉碎处理得到物料，粉碎后的玉米芯颗粒的粒径为0.2mm；
B、将步骤A得到的玉米芯置入水中浸泡并加入醋酸，其中玉米芯与水的体积比为1:8，醋酸与所述玉米芯的重量比为1:50,浸泡时间为20min；醋酸可作为催化剂将玉米芯中的木质纤维素链断开，该工序是木糖生产的重要工段之一，是关系到木糖质量和后序加工工序难易的关键。
C、将步骤B得到的混合物进行高压蒸煮得到水解液，蒸煮温度为125℃，蒸煮压力为0.8～1兆帕，蒸煮的时间为3h；
D、将步骤C得到的水解液冷却，使温度降至60℃；
E、在步骤D处理过的水解液中加入木聚糖酶进行保温糖化，其中木聚糖酶与步骤A中所述玉米芯的重量比为1:250，糖化温度控制在50℃，糖化时间为20h；
F、对步骤E得到的糖化液升温灭菌，灭菌温度为80℃，灭菌时间为40min；
G、对步骤F得到的糖化液进行降温，使温度控制在50℃；
H、对步骤G得到的糖化液进行挤压脱水，挤压脱水后的玉米芯渣的含水率为65％；
I、将步骤H得到的玉米芯渣进行喷爆处理；喷爆处理的过程可以使玉米芯中的木质纤维素和低聚糖中7糖以上的多糖进行断链，使低聚木糖多以2糖到7糖的形式出现。
J、将步骤I得到的物料中加入低聚木糖专用酶，使物料发酵；
K、对步骤J得到的物料进行干燥；
L、对步骤K得到的物料进行粉碎和包装。
所述步骤J物料发酵的温度为80摄氏度，发酵时间为10小时。该工序使物料继续糖化。
所述步骤K处理后的物料含水量为8％。
所述步骤L处理后的物料目数控制在60目。
所述步骤L还包括对粉碎后的物料进行除尘处理。
本技术方案所述的用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法中，步骤A中玉米芯由传送皮带送至玉米芯破碎系统进行破碎。
步骤B中的醋酸可作为催化剂将玉米芯中的木质纤维素链断开。步骤B即为调浆，调浆的目的是为了将催化剂(醋酸)、水与玉米芯搅拌均匀，无结块现象，以便于提高下一步蒸煮的效率。调浆中所用的水主要为后续蒸发与浓缩工段的二次蒸汽冷凝水，以达到调浆所需的温度及水的重复利用。
步骤C为水解工序，水解工序是木糖生产的重要工段之一，是关系到木糖质量和后序加工工序难易的关键。该工段是将调浆过的浆液置于高压蒸煮罐中进行高压蒸煮。
水解完成后的水解液通过循环冷却水池冷却，冷却后送入糖化罐。
木聚糖酶通过糖化发酵对7糖以上的多糖进行断链，使低聚木糖多以2糖到7糖的形式出现。
本发明的技术方案包括步骤B、步骤E、步骤I和步骤J四个糖化步骤，使玉米芯得到充分糖化，充分利用玉米芯得到更大量的低聚木糖。

Claims (11)

1.一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，其特征在于包括如下步骤：
A、选取合格的玉米芯，对玉米芯进行粉碎处理得到物料，粉碎后的玉米芯颗粒的粒径为0.1～0.3mm；
B、将步骤A得到的玉米芯置入水中浸泡并加入醋酸，其中玉米芯与水的体积比为1:7～1:9，醋酸与所述玉米芯的重量比为3：200～5:200,浸泡时间为15～25min；
C、将步骤B得到的混合物进行高压蒸煮得到水解液，蒸煮温度为110～135℃，蒸煮压力为0.8～1兆帕，蒸煮的时间为2.5～3.5h；
D、将步骤C得到的水解液冷却，使温度降至45～75℃；
E、在步骤D处理过的水解液中加入木聚糖酶进行保温糖化，其中木聚糖酶与步骤A中所述玉米芯的重量比为3：1000～5:1000，糖化温度控制在40～55℃，糖化时间为17～21h；
F、对步骤E得到的糖化液升温灭菌，灭菌温度为75～90℃，灭菌时间为20～50min；
G、对步骤F得到的糖化液进行降温，使温度控制在45～55℃；
H、对步骤G得到的糖化液进行挤压脱水，挤压脱水后的玉米芯渣的含水率为50％～70％；
I、将步骤H得到的玉米芯渣进行喷爆处理；
J、将步骤I得到的物料中加入低聚木糖专用酶，使物料发酵；
K、对步骤J得到的物料进行干燥；
L、对步骤K得到的物料进行粉碎和包装。
2.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，所述步骤B中玉米芯与水的体积比为1:8，醋酸与所述玉米芯的重量比为1:50,浸泡时间为20min。
3.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，所述步骤C为将步骤B得到的混合物进行高压蒸煮得到水解液，蒸煮温度为125℃，蒸煮压力为0.8～1兆帕，蒸煮的时间为3h。
4.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，所述步骤D为：将步骤C得到的水解液冷却，使温度降至60℃。
5.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，所述步骤E为在步骤D处理过的水解液中加入木聚糖酶进行保温糖化，其中木聚糖酶与步骤A中所述玉米芯的重量比为1:250，糖化温度控制在45～55℃，糖化时间为20h。
6.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，所述F为：对步骤E得到的糖化液升温灭菌，灭菌温度为80℃，灭菌时间为40min。
7.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，所述步骤H为：对步骤G得到的糖化液进行挤压脱水，挤压脱水后的玉米芯渣的含水率为65％。
8.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，其特征在于：所述步骤J物料发酵的温度为60-90摄氏度，发酵时间为8-12小时。
9.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，其特征在于：所述步骤K处理后的物料含水量为6％-9％。
10.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，其特征在于：所述步骤L处理后的物料目数控制在55～65目。
11.根据权利要求1所述的一种用玉米芯制作饲料级低聚木糖的方法，其特征在于：所述步骤L还包括对粉碎后的物料进行除尘处理。
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