CN116732113A - 一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了生物发酵技术领域的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，本发明采用农业废物蔗渣作为原料，通过微生物转化的方式制备木糖醇，有利于植物资源利用、环境保护和可持续发展，同时生产过程不涉及高温、高压，条件温和，操作简单，过程容易控制，生产成本低，此法克服了化学加氢合成法过程中对水解液进行分离纯化等复杂工序及较高生产成本的缺陷，可以获得更高的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于生物发酵技术领域，具体是指一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法。
背景技术
木糖醇又称戊五醇，是人体内糖类代谢的中间体，在多种水果、蔬菜中也有少量存在，其甜度泪滴蔗糖。木糖醇不能被口腔中细菌发酵利用，具有优良的防龋齿功能，广泛应用于口香糖、防龋齿牙膏和化妆品中。木糖醇无需胰岛素参与直接进入人体细胞进行代谢补充能量，不会引起血糖增高，并具有显著改善肝功能和抗脂肪肝的作用，是糖尿病人和肝病患者理想的辅助治疗剂和代糖品，用于生产无糖糕点、糖果和饮料等特殊疗效的保健食品，也可制成木糖醇注射液等医用品。另外，木糖醇还在蓄电池、表面活性剂及有机合成等方面也有重要的应用。总之，木糖醇在食品、医药、化工和国防等领域都具有极其重要的应用价值。
生产木糖醇使用最多的原料是植物半纤维素的水解液，如玉米芯、硬木、秸秆、棉籽壳、甘蔗渣等的半纤维素水解物，利用农业废弃物生产木糖醇对于植物资源利用、环境保护和可持续发展都具有重要意义。在目前的木糖醇的工业生产中，主要以化学酸化催化加氢为主，该工艺使用硫酸为催化剂在直接蒸汽加热的条件下，将半纤维素水解成木糖然后经净化处理和加氢反应生成木糖醇最后通过蒸发、结晶和分离得到结晶木糖醇成品。但现有技术主要存在生产工艺复杂、成本高、污染较严重等问题，致使其生产受到限制。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，为了解决传统化学酸化催化加氢制备木糖醇存在生产工艺复杂、成本高、污染较严重等问题，采用农业废物蔗渣作为原料，通过微生物转化的方式制备木糖醇，有利于植物资源利用、环境保护和可持续发展，同时生产过程不涉及高温、高压，条件温和，操作简单，过程容易控制，生产成本低，此法克服了化学加氢合成法过程中对水解液进行分离纯化等复杂工序及较高生产成本的缺陷，可以获得更高的经济效益。
为了实现上述目的，采用了如下技术方案：所述农业废物水解液制备木糖醇的加工方法包括以下步骤：将蔗渣干燥后机械粉碎，过80目筛，加入到的H2SO4溶液中水解，超声处理，超声结束后用石灰乳调节pH，然后过滤除杂，将处理后的半纤维素水解液浓缩后灭菌，再与发酵培养基和发酵菌株混匀后进行发酵，发酵液经活性炭脱色，过滤，得到无色清液，将清液50℃减压蒸干，用乙醇提取固体，冷却，过滤，干燥得到木糖醇晶体。
进一步地，所述H2SO4溶液浓度为1％-5％，所述蔗渣与H2SO4溶液质量比为1:4-1：5，所述超声温度为40-45℃，处理时间为30-40min，所述石灰乳调节pH为5.5-7.5，所述灭菌前将半纤维素水解液浓缩至木糖浓度为500-600g/L，所述灭菌温度90-115℃，时间25-40min，所述发酵培养基的成分为：葡萄糖10g/L，玉米浆干粉24g/L，NaCl0.5g/L，KH2PO43g/L，Na2HPO4·12H2O9g/L，NH4Cl1g/L，所述发酵菌株为热带假丝酵母(Candidatropicalis)31949。
本发明取得的有益效果如下：本发明采用农业废物蔗渣作为原料，通过微生物转化的方式制备木糖醇，有利于植物资源利用、环境保护和可持续发展，同时生产过程不涉及高温、高压，条件温和，操作简单，过程容易控制，生产成本低，此法克服了化学加氢合成法过程中对水解液进行分离纯化等复杂工序及较高生产成本的缺陷，可以获得更高的经济效益。
附图说明
图1本发明的主要工艺路线图。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用，但不能限制本申请的内容。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试验材料及试验菌株，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
实施例1
一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法
所述农业废物水解液制备木糖醇的加工方法包括以下步骤：将蔗渣干燥后机械粉碎，过80目筛，按照蔗渣与H2SO4溶液质量比为1:4加入到的2％的H2SO4溶液中水解，40℃超声处理30min，用石灰乳调节pH为5.5，然后过滤除杂，将处理后的半纤维素水解液浓缩至木糖浓度为500g/L后灭菌，灭菌温度100℃，时间30min，再与发酵培养基和发酵菌株混匀后进行发酵，发酵液经活性炭脱色，过滤，得到无色清液，将清液50℃减压蒸干，用乙醇提取固体，冷却，过滤，干燥得到木糖醇晶体。
实施例2
一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法
所述农业废物水解液制备木糖醇的加工方法包括以下步骤：将蔗渣干燥后机械粉碎，过80目筛，按照蔗渣与H2SO4溶液质量比为1:4加入到的5％的H2SO4溶液中水解，45℃超声处理30min，用石灰乳调节pH为6.0，然后过滤除杂，将处理后的半纤维素水解液浓缩至木糖浓度为550g/L后灭菌，灭菌温度100℃，时间35min，再与发酵培养基和发酵菌株混匀后进行发酵，发酵液经活性炭脱色，过滤，得到无色清液，将清液50℃减压蒸干，用乙醇提取固体，冷却，过滤，干燥得到木糖醇晶体。
实施例3
一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法
所述农业废物水解液制备木糖醇的加工方法包括以下步骤：将蔗渣干燥后机械粉碎，过80目筛，按照蔗渣与H2SO4溶液质量比为1:5加入到的5％的H2SO4溶液中水解，40℃超声处理30min，用石灰乳调节pH为6.5，然后过滤除杂，将处理后的半纤维素水解液浓缩至木糖浓度为600g/L后灭菌，灭菌温度105℃，时间40min，再与发酵培养基和发酵菌株混匀后进行发酵，发酵液经活性炭脱色，过滤，得到无色清液，将清液50℃减压蒸干，用乙醇提取固体，冷却，过滤，干燥得到木糖醇晶体。
实施例4
一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法
所述农业废物水解液制备木糖醇的加工方法包括以下步骤：将蔗渣干燥后机械粉碎，过80目筛，按照蔗渣与H2SO4溶液质量比为1:5加入到的5％的H2SO4溶液中水解，40℃超声处理30min，用石灰乳调节pH为7.5，然后过滤除杂，将处理后的半纤维素水解液浓缩至木糖浓度为550g/L后灭菌，灭菌温度105℃，时间30min，再与发酵培养基和发酵菌株混匀后进行发酵，发酵液经活性炭脱色，过滤，得到无色清液，将清液50℃减压蒸干，用乙醇提取固体，冷却，过滤，干燥得到木糖醇晶体。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的应用并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述农业废物水解液制备木糖醇的加工方法采用农业废物蔗渣作为原料，通过微生物转化的方式制备木糖醇，有利于植物资源利用、环境保护和可持续发展，同时生产过程不涉及高温、高压，条件温和，操作简单，过程容易控制，生产成本低，克服了化学加氢合成法过程中对水解液进行分离纯化等复杂工序及较高生产成本的缺陷，可以获得更高的经济效益。
2.根据权利要求1所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述农业废物水解液制备木糖醇的加工方法包括以下步骤：所述农业废物水解液制备木糖醇的加工方法包括以下步骤：将蔗渣干燥后机械粉碎，过80目筛，加入到的H2SO4溶液中水解，超声处理，超声结束后用石灰乳调节pH，然后过滤除杂，将处理后的半纤维素水解液浓缩后灭菌，再与发酵培养基和发酵菌株混匀后进行发酵，发酵液经活性炭脱色，过滤，得到无色清液，将清液50℃减压蒸干，用乙醇提取固体，冷却，过滤，干燥得到木糖醇晶体。
3.根据权利要求2所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述H2SO4溶液浓度为1％-5％。
4.根据权利要求3所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述蔗渣与H2SO4溶液质量比为1:4-1：5。
5.根据权利要求4所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述超声温度为40-45℃，处理时间为30-40min。
6.根据权利要求5所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述石灰乳调节pH为5.5-7.5。
7.根据权利要求6所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述灭菌前将半纤维素水解液浓缩至木糖浓度为500-600g/L。
8.根据权利要求7所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述灭菌温度90-115℃，时间25-40min。
9.根据权利要求8所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述发酵培养基的成分为：葡萄糖10g/L，玉米浆干粉24g/L，NaCl0.5g/L，KH2PO43g/L，Na2HPO4·12H2O9g/L，NH4Cl1g/L。
10.根据权利要求9所述的一种农业废物水解液制备木糖醇的加工方法，其特征在于：所述发酵菌株为热带假丝酵母(Candidatropicalis)31949。
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