JP2021531789A

JP2021531789A - ポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法、並びにそれによって調整されたポプラキシロオリゴ糖の精製液、キシロオリゴ糖の固体及びその用途

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Publication number: JP2021531789A
Application number: JP2021503865A
Authority: JP
Inventors: 桂花楊; 嘉川陳; 豊徐; 興香吉; 吉冉董
Original assignee: Qilu University of Technology
Current assignee: Qilu University of Technology
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: CN110042133A; WO2020215897A1; JP7141774B2; CN110042133B

Abstract

生物学的精製の技術分野に関し、詳しくは、生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法、並びにそれによって調整されたポプラキシロオリゴ糖の精製液、キシロオリゴ糖の固体及びその適用に関する。ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後の上澄み液に順次に水酸化カルシウム処理、ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理、及び活性化炭素吸着処理をかけて、キシロオリゴ糖の精製液を得るステップが含まれる生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の調製方法を提供した。本発明によって提供される調製方法は、ポリキシロースの収率及び純度を改善でき、操作が簡単であり、工業生産に有益である。【選択図】なし

Description

本出願は、２０１９年４月２２日に中国特許庁に提出され、出願番号が２０１９１０３２４７１６．Ｘであり、発明の名称が「生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製と調製の方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その内容のすべてが参照により本出願に組み込まれる。

本発明は、生物学的精製の技術分野に関し、詳しくは、生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法、並びにそれによって調整されたポプラキシロオリゴ糖の精製液、キシロオリゴ糖の固体及びその用途に関する。

近年、市場において溶解パルプに対する需要は年々増加している。溶解パルプ製造プロセス中の産物として、前水分解液の生産量は日々増加している。生産では、人々は通常、前水分解液と黒液を一緒に濃縮し、燃焼して熱を発生させる。ただし、前加水分解液の中の水分含有量が高いため、各種ヘミセルロース糖の含有量も高いが、各種ヘミセルロース糖のカロリー値が低く、したがって、燃焼はヘミセルロース資源浪費を引き起こした。バイオリファイナの概念の導入にともない、前加水分解液の中のヘミセルロース糖を使用して高付加価値製品を製造することが、ますます注目を集め、今日の科学技術労働者の研究のホットスポットになっている。

ポプラの高温熱湯前処理プロセス中に、ヘミセルロースの大部分とリグニンの一部は、リグノセルロース原料から解重合及び溶解して、前加水分解液を形成する。前加水分解液の中の有機成分は複雑で、主にキシロオリゴ糖、キシロース及びリグニンであるが、少量の酢酸、フルフラールなども含まれている。なかでも、キシロオリゴ糖は、ビフィドバクテリアの選択的増殖、腸機能の改善、血糖値、血中脂質、コレステロール値を下げるなど、物理的及び化学的性質が良く、糖尿病や肥満患者の補助療法にも利用できる。そのため、キシロオリゴ糖は、さまざまなヘルスケア機能性オリゴ糖製品の製造に使用されて、食品並び医薬品業界で広く注目されている。ただし、前加水分解液にリグニンとフルフラールが存在すると、キシロオリゴ糖の生成が妨げられ、製品のキシロオリゴ糖の純度を低下させる。したがって、キシロオリゴ糖の調製には、前加水分解液の精製が必要である。

現在、前加水分解液を使用してキシロオリゴ糖を調製する従来の方法は、前加水分解液の精製とキシロオリゴ糖の調製を段階的に実施することであり、即ち、まず前加水分解液を精製し、次に精製された前加水分解液を使用してキシロオリゴ糖を調製する。この方法は、操作が面倒で、製造時間が長く、製造コストが高いという問題があり、工業生産には役立たない。さらに、多段階及び段階に分けた処理も、より高い糖の損失を引き起こす。

本発明は、キシロオリゴ糖の収率と純度を改善し、且つ産業化に役立てる生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製と調製の方法を提供することを目的とし、本発明によって提供される調製方法は、キシロオリゴ糖の収率及び純度を改善でき、操作が簡単であり、産業化に有益である。

上記目的を実現するために、本発明は以下の技術的解決策を提供する：
本発明は、ポプラの熱湯前加水分解液に、順次に水酸化カルシウム処理、ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理、及び活性化炭素吸着処理をかけて、キシロオリゴ糖の精製液を得るステップを含む、生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製と調製の方法を提供した。

好ましくは、前記水酸化カルシウム処理の前には、ポプラの熱湯前加水分解液を遠心分離処理し、上澄み液を取って水酸化カルシウム処理することが含まれ、前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、遠心分離の時間が４〜６分である。

好ましくは、前記ポプラの熱湯前加水分解液には、クラフト溶解パルプの製造工程中に熱湯前処理によって生成される前加水分解液が含まれる。

好ましくは、前記水酸化カルシウムの添加量が０．４〜０．８ｗｔ％、水酸化カルシウムの処理時間が１０〜３０分である。

好ましくは、水酸化カルシウム処理の後には、遠心分離後に上澄み液を取ることが含まれ、前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、前記遠心分離時間が５〜８分である。

好ましくは、前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理の具体的な条件は、ラッカーゼの量が１〜２Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの量が２〜５Ｕ／ｇ加水分解液、加水分解液のｐＨ値が４．５〜６．５、処理時間が１〜３時間、処理温度が４５〜５５℃である。

好ましくは、前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理の後には、酵素処理材料液を沸騰水浴処理し、沸騰水浴処理時間は5〜15分である。

好ましくは、前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理の後には、遠心分離処理後、上澄み液を取って、酵素加水分解溶液とし、前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、遠心分離の時間が５〜８分である。

好ましくは、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の量が０．４〜０．８ｗｔ％、前記吸着処理時間が５〜１０分である。

好ましくは、前記吸着処理の後には、遠心分離処理後に上澄み液を取ること、即ちキシロオリゴ糖の精製液を得ることが含まれ、前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、前記遠心分離の時間が５〜８分である。

本発明は、上記の技術的解決策によって調整して得られたキシロオリゴ糖の精製液を提供する。

本発明は、上記キシロオリゴ糖の精製液の分離及び精製によって得られたキシロオリゴ糖の固体を提供する。

好ましくは、前記精製には、脱色、脱塩、アルコール沈殿、及び乾燥を行うことが含まれる。

本発明は、さらに上記キシロオリゴ糖の固体のヘルスケア機能性オリゴ糖製品の調製における用途を提供する。

本発明は、ポプラの熱湯前加水分解液に、順次に水酸化カルシウム処理、ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理、及び活性化炭素吸着処理をかけて、キシロオリゴ糖の精製液を得るステップが含まれる、生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製と調製の方法を提供する。本発明は物理的、化学的、生物酵素の相乗的な方法を使用し、キシロオリゴ糖の調整に水酸化カルシウム処理、ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理、及び活性化炭素吸着処理などの技術を使用して、前加水分解液の精製プロセスとキシロオリゴ糖の調製プロセスを同時に行うため、操作が簡単で、工業生産に有益であり、且つ前加水分解液中のリグニン、フルフラールなどの可溶性有機物及び不純物を最大限に分離し、除去すると同時に、高収率及び高純度のキシロオリゴ糖溶液を調製して得られる。実施例の結果は、本発明によって提供される生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法は、キシロオリゴ糖の収率及び純度を改善できることを示している。

本発明は、ポプラの熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後の上澄み液液に、順次に水酸化カルシウム処理、ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理、及び活性化炭素吸着処理をかけて、キシロオリゴ糖の精製液を得るステップが含まれる、生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法を提供した。

本発明は、ポプラの熱湯前加水分解液を水酸化カルシウム処理した後、遠心分離処理して上澄み液が得られる。本発明において、前記水酸化カルシウム処理の前には、前加水分解液の中の不純物を除去するために、ポプラの熱湯前加水分解液を遠心分離処理して、上澄み液を取って水酸化カルシウム処理をすることが含まれ、前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、前記遠心分離の時間が４〜６分である。前記ポプラ熱湯前加水分解液体は、好ましくは、クラフト溶解パルプの製造プロセスにおける、熱湯前処理によって生成される前加水分解液体である。より好ましくは、ポプラクラフト溶解パルプの製造プロセスにおける熱水前処理によって生成される前加水分解液である。本発明において、前記水酸化カルシウムの使用量は、０．４〜０．８ｗｔ％が好ましく、具体的には、前記水酸化カルシウムと水酸化カルシウム処理しようとする液体との質量比が、０．４〜０．８：１００であり、水酸化カルシウム処理の前に、ポプラの熱湯前加水分解液を遠心分離する、即ち水酸化カルシウムと上澄み液の質量比は、好ましく０．４〜０．８：１００であって、水酸化カルシウムの処理時間は好ましく１０〜３０分である。北半球で急成長しているポプラ種であるポプラは、成長サイクルが短く、材木になりやすく、保有量も豊富であり、原料成分を分析すれば、ポプラの中のヘミセルロース（ポリペントース）の含有量が比較的多いため、熱湯前加水分解プロセスでのヘミセルロースの分解及び溶解を促進し、前加水分解液中のキシロース成分の含有量を増加させる。ポプラの前加水分解液は水酸化カルシウム処理されると、前加水分解液中のリグニン、フルフラールなどの不純物が効果的に除去されると同時に、前加水分解液中のポリキシロースメインチェーンがより規則的になり、後続のキシラナーゼ処理プロセスのアクセシビリティが改善され、さらに、本発明は、水酸化カルシウムの使用量を使用及び制御することによって、水酸化ナトリウム処理の効果をさらに発揮し、加水分解物中の一部のリグニンとフルフラールなどを完全且つ効果的に除去し、同時に、前加水分解液中のポリキシロースメインチェーンをより規則的にして、後続のキシラナーゼ処理プロセスのアアクセシビリティが改善される。

水酸化カルシウム処理後、遠心分離により上澄み液を得て、本発明では、得られた上澄み液に対して、ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理を行い、前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理には、上澄み液、ラッカーゼ及びキシラナーゼを混合して酵素処理し、酵素処理液を得ることが含まれる。本発明において、前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理の具体的な条件は、ラッカーゼの使用量は１〜２Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量は２〜５Ｕ／ｇ加水分解液、加水分解液のｐＨ値は４．５〜６．５、処理時間は１〜３時間、処理温度は４５〜５５℃である。ラッカーゼの使用量は１〜２Ｕ／ｇ加水分解液即ち、加水分解液１ｇあたりに１〜２Ｕのラッカーゼを添加することであり、前記加水分解液は上澄み液であり、キシラナーゼの使用量は２〜５Ｕ／ｇ加水分解液、即ち、加水分解液１ｇあたりに２〜５Ｕのキシラナーゼを添加することであり、前記加水分解液は上澄み液である。

前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理後には、本発明は、好ましくは、さらに酵素処理材料溶液に対する沸騰水浴処理も含まれ、前記沸騰水浴処理時間は、好ましく５〜１５分であり、最も好ましくは１０分である。沸騰水浴処理の機能は、ラッカーゼ及びキシラナーゼを不活性化し、次に不活性化された酵素処理液を次のステップに使用することである。ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理は、前加水分解液中の水酸化カルシウムによっても除去されにくい小分子リグニンを高分子リグニンに縮合することができ、同時に前加水分解液中のキシロースの分子量を減少させて、より小さな分子量のキシロオリゴ糖を形成することができる。ラッカーゼは、前加水分解液中の小分子のリグニンの重合と沈殿を効果的に誘発し、よって、リグニン濃度を下げ、エンドキシラナーゼとポリキシロースのメインチェーンとの接触及び結合を促進し、ポリキシロースをキシロオリゴ糖に効率的且つ標的に分解にすることができ、ポリキシロースに対するエンドキシラナーゼの切断効果は、ポリキシロースの分子量を効果的に減少させるので、後続の、キシロオリゴ糖に対する活性化炭素の吸着が弱まり、リグニンの吸着が促進される。ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理は、リグニン除去を効果的に促進すると同時に、キシロオリゴ糖の含有量を大幅に増加させ、生産効率を大幅に改善し、生産コストを削減することができる。

前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理後は、本発明では、好ましく前記上澄み液が酵素分解液として後続処理されるように、酵素処理材料溶液を遠心分離処理して上澄み液を取って、前記遠心分離の速度は好ましく４０００〜４５００ｒｐｍであって、前記遠心分離時間は好ましく５〜８分である。

酵素分解液を得た後、本発明は、前記酵素分解液を活性化炭素吸着処理した後に、遠心分離処理して、キシロオリゴ糖の精製液が得られる。本発明において、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量は０．４〜０．８ｗｔ％であり、具体的に、前記活性化炭素と酵素分解液の質量比が０．４〜０．８：１００であることを意味して、前記活性化炭素吸着処理の時間は好ましく５〜１０分である。活性化炭素処理は、酵素分解液中の残留リグニンをさらに除去でき、キシロオリゴ糖をさらに精製して、キシロオリゴ糖の精製液を得ることができ、また、本発明は活性化炭素吸着によって不純物を除去するので、キシロオリゴ糖の純度を改善するのに有益である。

前記活性化炭素吸着処理後は、本発明では、好ましくは、得られた材料溶液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、上澄み液をキシロオリゴ糖の精製液として、前記遠心の速度は、好ましく４０００〜４５００ｒｐｍであって、前記遠心の時間は、好ましく５〜８分である。

本発明は、上記の技術的解決策によって調製されたキシロオリゴ糖の精製液を提供する。なかでも、重合度ＤＰが２〜６のキシロオリゴ糖の含有量は２０．４ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、重合度ＤＰが２〜６のキシロオリゴ糖の含有量は４０．６％増加して、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６６．５％を占める。キシロオリゴ糖の精製液は、広葉樹熱湯前加水分解液の精製液に限定される。

本発明は、上記のキシロオリゴ糖の精製液の分離及び精製によって得られたキシロオリゴ糖の固体を提供する。本発明において、前記精製ステップは、好ましくは、脱色、脱塩、アルコール沈殿及び乾燥が含まれ、本発明は、前記脱色、脱塩、アルコール沈殿及び乾燥について具体的な実施形態に、特別な要件がなく、当業者によく知られているものを使用すればよい。

本発明はまた、上記技術的解決策に記載のキシロオリゴ糖の精製液又は上記技術的解決策に記載のキシロオリゴ糖個体のヘルスケア機能性オリゴ糖製品の調製への適用を提供した。

以下に実施例と併せて本発明によって提供される、生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法、並びにそれによって調整されたポプラキシロオリゴ糖の精製液、キシロオリゴ糖の固体の適用は詳細に説明されるが、それらは、本発明の保護の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。
実施例１

ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、以下のステップに従ってキシロオリゴ糖を調製する。
（１）上澄み液を室温の条件下で水酸化カルシウム処理した。ここで、水酸化カルシウムの量が０．６ｗｔ％であり、具体的に、水酸化カルシウムと水酸化カルシウム処理しようとする処理液との質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が３０分である。

（２）水酸化カルシウム処理後の上澄み液を遠心分離処理し、上澄み液を取る。ここで、遠心の速度が４５００ｒｐｍ、遠心の時間が５分である。

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、５５℃の温度及び５．５のｐＨの条件下でラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が１Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が２Ｕ／ｇ加水分解液、処理時間が２時間である。

（４）ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理後の酵素処理液を沸騰水浴に入れて１０分間処理した。

（５）沸騰水浴処理後の酵素処理液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、よって、酵素分解液を得て、室温の条件下で活性化炭素処理した。ここで、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量が０．６ｗｔ％であり、処理時間が５分である。

（６）活性化炭素処理後の酵素分解物を遠心分離処理して、上澄み液を取り、ポプラキシロオリゴ糖の精製液を得る。ここで、遠心の速度が４５００ｒｐｍ、遠心の時間が５分である。

上記の上澄み液を以下のようにテストする。上記の上澄み液を適切な倍数に希釈し、紫外線分光光度計によって上澄み液中のリグニン含有量を測定し、高性能液体クロマトグラフを使用して、上澄み液中のフルフラールの含有量を測定し、ＩＣＳ−５０００イオンクロマトグラフを使用して、上澄み液中のキシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量及び総キシロースの含有量を測定する。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が８３．２％、フルフラール除去率が９４．５％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が２０．４ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量は４０．６％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６６．５％を占めた。
比較例１

実施例１との違いは、ステップ（２）で得られた上澄み液を、５５℃の温度、５．５のｐＨ、２時間の処理時間、及び上澄み液１ｇあたり１Ｕのラッカーゼを添加する条件下で単一のラッカーゼ処理を実行する。その他のステップは実施例１と同じである。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が８２．４％、フルフラール除去率が９４．３％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が１４．１ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、重合度ＤＰが２〜６のキシロオリゴ糖の含有量は増加せず、元の前加水分解液の総キシロース含有量の４５．６％を占めていた。
比較例２

実施例１との違いは、ステップ（２）で得られた上澄み液を、５５℃の温度、５．５のｐＨ、２時間の処理時間、及び上澄み液１ｇあたり２Ｕのキシラナーゼを添加する条件下で単一のキシラナーゼ処理を実行する。その他のステップは実施例１と同じである。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、前加水分解液中のリグニン除去率が６７．８％、フルフラール除去率が９４．６％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が２０．１ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量は３８．６％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６５．６％を占めた。
実施例２

ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、以下のステップに従ってキシロオリゴ糖を調製する。
（１）上澄み液を室温の条件下で水酸化カルシウム処理した。ここで、水酸化カルシウムの量が０．６ｗｔ％であり、具体的に、水酸化カルシウムと水酸化カルシウム処理しようとする処理液との質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が２０分である。

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、５０℃の温度及び４．５のｐＨの条件下でラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が２Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が３Ｕ／ｇ加水分解液、処理時間が３時間である。

（５）沸騰水浴処理後の酵素処理液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、よって酵素分解液を得て、室温の条件下で活性化炭素処理した。ここで、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量が０．６ｗｔ％であり、具体的に前記活性化炭素と酵素分解液の質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が１０分である。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が８７．６％、フルフラール除去率が９４．７％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が１９．１ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６含有量は３１．４％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６２．２％を占めた。
実施例３

ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、以下のステップに従ってキシロオリゴ糖を調製する。
（１）上澄み液を室温の条件下で水酸化カルシウム処理した。ここで、水酸化カルシウムの使用量が０．８ｗｔ％であり、具体的に、水酸化カルシウムと上澄み液との質量比が０．８：１００であることを意味して、処理時間が１０分である。

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、５０℃の温度及び５．０のｐＨの条件下でラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が２Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が２Ｕ／ｇ加水分解液、処理時間が３時間である。

（５）沸騰水浴処理後の酵素処理液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、よって酵素分解液を得て、室温の条件下で活性化炭素処理した。ここで、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量が０．８ｗｔ％であり、具体的に前記活性化炭素と酵素分解液の質量比が０．８：１００であることを意味して、処理時間が１０分である。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が９０．３％、フルフラール除去率が１００％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が１９．５ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６含有量は３４．１％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６３．５％を占めた。
実施例４

ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、以下のステップに従ってキシロオリゴ糖を調製する。
（１）上澄み液を室温の条件下で水酸化カルシウム処理した。ここで、水酸化カルシウムの量が０．８ｗｔ％であり、具体的に、水酸化カルシウムと水酸化カルシウム処理しようとする処理液との質量比が０．８：１００であることを意味して、処理時間が１０分である。

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、６５℃の温度及び５．５のｐＨの条件下でラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が２Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が１Ｕ／ｇ加水分解液、処理時間が３時間である。

（５）沸騰水浴処理後の酵素処理液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、酵素分解液を得て、室温の条件下で活性化炭素処理した。ここで、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量が０．６ｗｔ％であり、具体的に前記活性化炭素と酵素分解液の質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が５分である。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が８２．６％、フルフラール除去率が１００％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が１８．８ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６含有量は２９．３％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６１．３％を占めた。
実施例５

ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、以下のステップに従ってキシロオリゴ糖を調製する。
（１）上澄み液を室温の条件下で水酸化カルシウム処理した。ここで、水酸化カルシウムの使用量が０．６ｗｔ％であり、具体的に、水酸化カルシウムと水酸化カルシウム処理しようとする処理液との質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が３０分である。

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、５５℃の温度及び５．５のｐＨの条件下でラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が１Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が４Ｕ／ｇ加水分解液、処理時間が２時間である。

（５）沸騰水浴処理後の酵素処理液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、よって酵素分解液を得て、室温の条件下で活性化炭素処理した。ここで、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量が０．６ｗｔ％であり、具体的に、前記活性化炭素と酵素分解液の質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が５分である。

（６）活性化炭素処理後の酵素分解物を遠心分離処理して、上澄み液を取り、よってポプラキシロオリゴ糖の精製液を得る。ここで、遠心の速度が４５００ｒｐｍ、遠心の時間が５分である。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が８２％、フルフラール除去率が９３％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が１９．３ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６含有量は３２．７％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６２．９％を占めた。
実施例６

ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、以下のステップに従ってキシロオリゴ糖を調製する。
（１）上澄み液を室温の条件下で水酸化カルシウム処理した。ここで、水酸化カルシウムの使用量が０．８ｗｔ％であり、具体的に、水酸化カルシウムと水酸化カルシウム処理しようとする処理液との質量比が０．８：１００であり、処理時間が３０分である。

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、５５℃の温度及び５．５のｐＨの条件下でラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が１Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が５Ｕ／ｇ加水分解液、処理時間が２時間である。

（５）沸騰水浴処理後の酵素処理液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、よって酵素分解液を得て、室温の条件下で活性化炭素処理した。ここで、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量が０．８ｗｔ％であり、具体的に、前記活性化炭素と酵素分解液の質量比が０．８：１００であることを意味して、処理時間が５分である。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が８４．５％、フルフラール除去率が１００％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が２０．１ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６含有量は３８．２％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６５．２％を占めた。
実施例７

ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、以下のステップに従ってキシロオリゴ糖を調製する。
（１）上澄み液を室温の条件下で水酸化カルシウム処理した。ここで、水酸化カルシウムの使用量が０．８ｗｔ％であり、具体的に、水酸化カルシウムと水酸化カルシウム処理しようとする処理液との質量比が０．８：１００であることを意味して、処理時間が３０分である。

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、５５℃の温度及び５．５のｐＨの条件下でラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が２Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が５Ｕ／ｇ加水分解液、処理時間が３時間である。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が８８．７％、フルフラール除去率が１００％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が２１．１ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６含有量は４５．１％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６８．８％を占めた。
実施例８

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、ラッカーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が１Ｕ／ｇ加水分解液、処理温度５５℃、処理時間が３時間、処理液ｐＨ値が５．５である。

（４）ラッカーゼ処理後のラッカーゼ処理液を沸騰水浴に入れて１０分間処理した。

（５）沸騰水浴処理後のラッカーゼ処理液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、よってラッカーゼ分解液を得て、室温の条件下で活性化炭素処理した。ここで、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量が０．６ｗｔ％であり、具体的に、前記活性化炭素とラッカーゼ分解液の質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が５分である。

（６）活性化炭素処理後のラッカーゼ分解液を遠心分離処理して、上澄み液を取る。ここで、遠心の速度が４５００ｒｐｍ、遠心の時間が５分である。

（７）ステップ（６）で得られた上澄み液をキシラナーゼ処理し、ここでキシラナーゼの使用量が２Ｕ／ｇの上清であり、キシラナーゼの使用量が２Ｕ／ｇの加水分解液とは、加水分解液１グラムあたり２Ｕのキシラナーゼが添加されるということであり、前記加水分解液は上澄み液である。処理温度は５５℃、処理時間は３時間、上澄み液のｐＨ値は５．５だった。

（８）キシラナーゼ処理後の加水分解液を沸騰水浴に入れ、１０分間処理した。

（９）ステップ（８）の水浴処理後の酵素加水分解液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、よってポプラキシロオリゴ糖の精製液を得る。ここで、遠心速度が４５００ｒｐｍ、遠心時間が５分である。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（９）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が８２．２％、フルフラール除去率が９４．２％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が２０．３ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６含有量は３９．６％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の６６．１％を占めた。
実施例９

ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理した後、上澄み液を取り、以下のステップに従ってキシロオリゴ糖を調製する。
（１）上澄み液を室温の条件下で水酸化カルシウム処理した。ここで、水酸化カルシウムの使用量が０．６ｗｔ％であり、具体的に、水酸化カルシウムと水酸化カルシウム処理しようとする処理液との質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が１０分である。

（３）ステップ（２）によって得られた上澄み液を、５５℃の温度及び５．５のｐＨの条件下でラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理する。ここで、ラッカーゼの使用量が０．５Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が１Ｕ／ｇ加水分解液、処理時間が２時間である。

（５）沸騰水浴処理後のラッカーゼ処理液を遠心分離処理し、上澄み液を取り、酵素分解液を得て、室温の条件下で活性化炭素処理した。ここで、前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の量が０．６ｗｔ％であり、具体的に、前記活性化炭素と酵素分解液の質量比が０．６：１００であることを意味して、処理時間が５分である。

（６）活性化炭素処理後の酵素分解物を遠心分離処理して、上澄み液を取り、ポプラのキシロオリゴ糖の精製液を得る。ここで、遠心の速度が４５００ｒｐｍ、遠心の時間が５分である。

結果は、テストによれば、上記ステップ（１）〜（６）によって処理された後、元の前加水分解液中のリグニン除去率が７６．５％、フルフラール除去率が９３．６％、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６の含有量が１８．３ｇ／Ｌであり、元の前加水分解液と比較して、キシロオリゴ糖ＤＰ_２〜６含有量は２５．９％増加し、元の前加水分解液の総キシロース含有量の５９．６％を占めた。

本発明は、生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の精製と調製の方法、並びにそれによって調整されたポプラキシロオリゴ糖の精製液、キシロオリゴ糖の固体及びその適用を提供し、本発明は、物理、化学、及び生物の統括的な方法によって、ポプラ前加水分解液の精製プロセスとキシロオリゴ糖の調製プロセスを同時に完了し、従来の方法によって前加水分解液のキシロオリゴ糖を調製するプロセスに存在する複雑な製造工程、複雑な操作、高い製造コストなどの問題を克服し、キシロオリゴ糖の収率と純度を低下させない条件下で、製造サイクルを大幅に短縮し、製造プロセスでのエネルギー消費を削減し、ポプラ熱湯前加水分解液の高価値利用を実現した。本発明によって提供される調製方法は、キシロースの収率及び純度を改善でき、且つ操作が簡単であり、工業生産に有益であり、良好な実用的適用価値を有する。

本発明は前加水分解液でキシロオリゴ糖の精製液を精製・調製するプロセスを提供し、この方法は、環境に優しくて、プロセスに必要な水酸化カルシウム、活性化炭素、ラッカーゼ、キシラナーゼなどの医薬品試薬は環境に汚染することが少なく、機器に特別な要件がない。

上記の実施例は、本発明を詳細に説明しているが、それらは、すべての実施形態ではなく、本発明の実施形態の一部にすぎない。本実施例に基づいて、創造性なしに他の実施形態を得ることができるが、このような実施例のすべても本発明の保護範囲に属する。

Claims

ポプラ熱湯前加水分解液に、順次に水酸化カルシウム処理、ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理、及び活性化炭素吸着処理をかけて、キシロオリゴ糖の精製液を得るステップを含む
ことを特徴とする生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
前記ポプラ熱湯前加水分解液には、クラフト溶解パルプの製造中に熱湯前処理によって生成される前加水分解液が含まれる
請求項１に記載の生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
前記水酸化カルシウム処理の前には、ポプラ熱湯前加水分解液を遠心分離処理して、上澄み液を取って水酸化カルシウム処理することが含まれ、
前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、遠心分離の時間が４〜６分である
請求項１に記載の生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
前記水酸化カルシウムの使用量が０．４〜０．８ｗｔ％、
前記水酸化カルシウムの処理時間が１０〜３０分であり、
前記水酸化カルシウム処理の後には、遠心分離後に上澄み液を取ることが含まれ、前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、前記遠心分離時間が５〜８分である
請求項１又は３に記載の生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理の具体的な条件は、ラッカーゼの使用量が１〜２Ｕ／ｇ加水分解液、キシラナーゼの使用量が２〜５Ｕ／ｇ加水分解液、加水分解液のｐＨ値が４．５〜６．５、処理時間が１〜３時間、処理温度が４５〜５５℃である
請求項４に記載の生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理の後には、酵素処理材料溶液を遠心分離処理して上澄み液を取って、よって酵素加水分解液を得ることが含まれ、前記酵素加水分解液を活性化炭素吸着処理し、
前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、
遠心分離時間が５〜８分である
請求項１に記載の生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
前記活性化炭素吸着処理に使用される活性化炭素の使用量が０．４〜０．８ｗｔ％であり、
前記活性化炭素吸着処理の時間は５〜１０分である
請求項６に記載の生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
前記ラッカーゼ相乗的なキシラナーゼ処理の後には、酵素処理材料溶液に対する沸騰水浴処理を含み、
前記沸騰水浴処理の時間が５〜１５分である
請求項１に記載の生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
前記吸着処理の後には、活性化炭素処理後の酵素加水分解液を遠心分離処理して上澄み液を取り、よってキシロオリゴ糖の精製液を得ることが含まれ、
前記遠心分離の速度が４０００〜４５００ｒｐｍ、
前記遠心分離の時間が５〜８分である
請求項１に記載の生物酵素の相乗的な物理的及び化学的方法によるポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法。
請求項１ないし９のいずれかに記載の方法によって調整して得られた
ことを特徴とするキシロオリゴ糖の精製液。
請求項１０に記載のキシロオリゴ糖の精製液の分離及び精製によって得られた
ことを特徴とするキシロオリゴ糖の固体。
前記精製には、順次に脱色、脱塩、アルコール沈殿、及び乾燥を行うことが含まれる
請求項１１に記載のキシロオリゴ糖の固体。
請求項１０に記載のキシロオリゴ糖の精製液、又は請求項１１又１２に記載のキシロオリゴ糖の固体のヘルスケア機能性オリゴ糖製品の調製における用途。