CN1763211A - 以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其步骤包括：进行备料，用以将农产废弃物，诸如稻壳、稻梗、大豆壳、甘蔗渣、玉米轴以及花生壳等，含有大量半纤维素的原料，以物理方法处理为粉状原料；进行半纤维素精制，用以将前述制程得到的粉状原料，通过化学处理方法，得到高纯度的半纤维素粉末；以及进行内切型木聚醣酵素水解，其借助高比活性木聚醣水解酵素，将前述步骤得到的半纤维素粉末进行分解，以得到木聚寡醣。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过高比活性木聚醣水解酵素，用以将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法。
背景技术
木聚寡醣(xylo-oligosaccharides)是指由2～7个木糖，以醣苷键连接而成的木聚寡醣的总称。然而，主要组成为木聚醣的半纤维素不会被人体所分解或吸收，不过可通过某些微生物所分泌的酵素分解，将半纤维素分解为木聚寡醣。木聚寡醣可以促进肠道双歧杆菌的增殖，进而改善肠道，以及润肠通便的功能。再者，木聚寡醣甜味性质与砂糖相近，甜度约为砂糖的40％，但不像蔗糖会被口腔中的细菌利用，产生酸性物质侵蚀牙齿，因而不会导致齵齿。此外，木聚寡糖在人体几乎不产生热量，也不会对血糖值与胰岛素的分泌有任何的影响，因此也被当成低热量或糖尿病人的甜味剂使用。
现有的木聚寡醣备制方法主要有四种，其一为热水蒸煮法，通过蒸气爆破，而使得半纤维产生木聚寡醣，但由于温度提高，使得平均聚合度下降，并且加工过程繁复，而收得率低、成本高，不适合工业化生产；其二为酸水解法，以盐酸或硫酸等进行，其酸液容易造成设备的腐蚀，且酸液会产生环境污染，或是需要额外的处理成本，因而也不适合工业化生产；其三为微波降解法，将木聚醣悬浮于水或有机溶剂中作为糖化原料，用微波进行加热处理，使木聚醣低分子化，从而产生木聚寡醣，但此方法与热水蒸煮法会有类似的缺失；其四为利用木聚醣水解酵素的专一性，将植物半纤维素分解，使之产生木聚寡醣。其中以木聚醣水解酵素进行的制程较为业界所常用。
另外，木聚醣水解酵素是通过真菌及细菌等微生物所产生，且其通常产生endo-β-1，4-xylanase与β-xylo-sidase的复合酵素，然而endo-β-1，4-xylanase会将大分子木聚醣或是较长链的木聚醣分解为木聚寡醣，而β-xylo-sidase则会将木聚寡醣进一步分解为单一分子的木糖，而导致木聚寡醣的收得率降低。使得必须提高endo-β-1，4-xylanase含量，而降低β-xylo-sidase，以利于水解酵素的控制与酶解产物的精制。
因此，本发明基于木聚寡醣的需求，以及现有制造方法而进行改良。
发明内容
本发明的目的在于，以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换木聚寡醣，以实际解决一个甚至是数个前述相关技术中的限制及缺失。
本发明以高比活性木醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的一目的，是利用提高比活性的木聚醣水解酵素，将半纤维素分解为木聚寡醣。
本发明以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的另一目的，是利用提高基质专一性的木聚醣水解酵素，只针对半纤维素进行分解，而不会分解纤维素。
本发明以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的再一目的，是利用稻壳、稻梗、大豆壳、甘蔗渣、玉米轴以及花生壳等农产废弃物，通过半纤维素精制，以及高比活性的木聚寡醣水解酵素，而获得木聚寡醣。
为达上述目的，本发明提供一种以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其步骤包括：进行备料，将含有大量半纤维素的农产废弃物，以物理方法处理为粉状原料；进行半纤维素精制，用以将前述制程得到的粉状原料，通过化学处理方法，得到高纯度的半纤维素粉末；以及进行木聚醣酵素水解，其借助高比活性木聚醣水解酵素，将前述步骤得到的半纤维素粉末进行分解，以得到木聚寡醣。
为使熟悉该项技术人士了解本发明的目的、特征及功效，兹借助下述具体实施例，并配合附图，对本发明详加说明如后。
附图说明
图1为本发明以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法的实施流程示意图。
图中符号说明
101备料
102半纤维素精制
103木聚寡醣酵素水解
104木聚寡醣纯化
具体实施方式
图1为本发明以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法的实施流程示意图。
请参考图1所示，本发明以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法的制程，第101步骤，是进行备料，而将农产废弃物，诸如稻壳、稻梗、大豆壳、甘蔗渣、玉米轴以及花生壳等，含有大量半纤维素(hemi-cellulose)的原料，以物理方法处理为粉状原料，以利后续制程；第102步骤，是进行半纤维素精制，而将前述制程得到的粉状原料，通过化学处理方法，得到高纯度的半纤维素粉末；第103步骤，是进行内切型木聚醣酵素(endo-β-1，4-xylanase)水解，其借助高比活性木聚醣水解酵素，将前述步骤得到的半纤维素粉末进行分解，因而可得到木聚寡醣(xylo-oligosaccharides)；第104步骤，则是通过纯化、浓缩以及干燥等方法，而获得高纯度的木聚寡醣。
前述第101步骤中，将半纤维素原料处理为粉状原料，所采用的物理方法，是将农产废弃物剪碎、清洗并烘干后，再利用粉碎机磨碎，且通过40号(mesh)筛子的收集半纤维原料粉末，以利后续制程的进行。
前述步骤中，通过一般的碱化处理或者是氨化处理等化学处理方法，以将半纤维素原料粉末分解得到高纯度的半纤维素粉末。举例而言，可将前述步骤所获得的半纤维素原料粉末，使用特定浓度的氢氧化钠(NaOH)进行碱化处理，在特定的温度下，经过一段时间后，以离心法萃取出半纤维素，再以氯化氢(HCl)将酸碱值(pH值)调整至4～9，并加入乙醇，经过静置一段时间后，最后再以离心法取出沉淀物，并以酒精清洗两次，以去除木质素与可溶性杂质，而剩余的沉淀物烘干后即可得到半纤维素；前述的最后产物，使用透析膜对蒸馏水进行透析，以达到半纤维素的脱盐。
前述碱化处理的最适温度是摄氏50度至摄氏70度左右，甚至是略低于摄氏50度或略高于摄氏70度。
前述碱化处理的最适酸碱值是6左右。
所使用的木聚醣水解酵素源自厌气真菌，例如Neocallimastixfrontali和N.patriciarum，是耐热、耐碱性、对木聚醣具有高活性及高度专一性的酵素。
以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上的限制，所以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明权利要求书的范畴内。
Claims (7)
1.一种以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其特征在于，包括步骤：
进行备料，用以将农产废弃物，诸如稻壳、稻梗、大豆壳、甘蔗渣、玉米轴以及花生壳等，含有大量半纤维素的原料，以物理方法处理为粉状原料；
进行半纤维素精制，用以将前述制程得到的粉状原料，通过化学处理方法，得到高纯度的半纤维素粉末；
进行内切型木聚醣酵素水解，其借助高比活性木聚寡醣水解酵素，将前述步骤得到的半纤维素粉末进行分解，以得到木聚寡醣。
2.如权利要求1所述的以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其中，进行半纤维素精制的程序中，通过一般的碱化处理的化学处理方法，以将纤维素粉末分解得到高纯度的半纤维素粉末。
3.如权利要求2所述的以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其中，进行半纤维素精制的程序中，碱化处理的最适温度是摄氏50度至摄氏70度左右，甚至是略低于摄氏50度或略高于摄氏70度。
4.如权利要求2所述的以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其中，碱化处理的最适酸碱值是6左右。
5.如权利要求1所述的以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其中，进行半纤维素精制的程序中，通过一般的碱化处理的化学处理方法，以将半纤维素原料粉末分解得到高纯度的半纤维素粉末。
6.如权利要求1所述的以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其中，木聚醣酵素水解程序中，所使用的木聚醣水解酵素源自厌气真菌，例如Neocallimastix frontali和N.patriciarum。
7.如权利要求1所述的以高比活性木聚醣水解酵素将农产废弃物转换为木聚寡醣的方法，其中，木聚醣酵素水解程序中，进一步包括一步骤，通过纯化、浓缩以及干燥等方法，而获得高纯度的木聚寡醣。
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2004
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20060317 Address after: Taipei city of Taiwan Province Applicant after: Luo Junjiang Address before: Taipei County of Taiwan Province Applicant before: FarSee Technology Inc. |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |