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低聚木糖的生产

2020-01-02 11:17:41

目前,国外在低聚木糖的研究与生产方面日趋深入,其中关于低聚木糖的研究报道以日本较多。低聚木糖一般以富含木聚糖的农业废料如玉米芯、蔗渣、棉籽壳、麸皮及农作物秸秆等为原料,这些原料中含有丰富的木聚糖半纤维,来源广泛,价格低廉,通过合理开发,充分利用,可以减少污染,变废为宝。在这些原料中,以玉米芯中的木聚糖含量高,所以在实验和工业化生产中,以玉米芯作为原料的居多。

  低聚木糖的生产技术包括从玉米芯、棉子壳以及蔗渣等原料中提取木聚糖和木聚糖酶法水解,和Z 后低聚木糖产品的纯化等三个方面。低聚木糖的制备主要采用多糖降解的方法,在生产中,按照提取木聚糖的方法不同,一般可分为以下四种:①酸水解法:②热水抽提(包括蒸汽爆破)法;③酶水解法;④微波降解法I9l。酸法提取木聚糖时木糖含量太高,不利于低聚木糖的生产;碱法提取木聚糖时得到的木聚糖浆粘度太高,不便与操作,且产物中还原糖含量高,不利于生产;因此在工业化生产中,一般采用的是蒸煮法提取木聚糖,再加酶水解的生产工艺路线:原料(玉米芯、蔗渣等)一木聚糖一加酶水解一低聚木糖粗产品分离、纯化一产品。

  木聚糖的提取和精制:

  碱法提取:乙醇、氯化钠预浸洗除去可溶性糖和粗蛋白,氢氧rtn1化钠抽提,乙酸中和,Z 后用乙醇将木聚糖沉淀出来…。蒸煮法提取:在高温下作用,木聚糖自身含有的乙酰基脱落形成乙酸,使体系pH值降低,从而使木聚糖B—l,4糖苷键在较高温度下发生断裂,发生自水解,木聚糖分子量降低,溶解度增大。下图中对碱法提取木聚糖酶解后产物和蒸煮法提取木聚糖酶解后产物的含量进行了比较,供参考:


低聚木糖的生产


  对玉米芯加酸预处理以后干法蒸煮效果比不经预处理的湿法蒸煮效果好。

  木聚糖的酶法水解:

  目前,产木聚糖的微生物有细菌、链霉菌、曲霉菌、青霉、木霉rII1和毛壳霉等。但是自然界微生物产生的木聚糖降解酶系均存在木糖苷酶活性,往往影响低聚木糖的产率,同时还伴随产生大量淀粉酶、纤维素酶,这些酶性质相近,增加了分离纯化木聚糖降解酶系的困难。低聚木糖是通过内切木聚糖酶水解木聚糖得到的,许多丝状真菌都产木聚糖酶,但往往不止产一种酶,如还产B—l,4一木糖酶苷。B—l,4一木糖酶苷会水解木二糖为木糖,增加产品分离的困难,影响Z终产品的纯度,因此筛选产木聚糖酶酶活高而B—l,4一木糖rI'1苷酶酶活低的菌株对于酶法生产低聚木糖是极其重要的…。不同来源的木聚糖酶的酶系有所不同,要生产出高纯度的低聚木糖产品,使其含有的木二糖和木三糖的质量分数远远大于木糖的质量分数,就必须选用内切木聚糖酶酶活高而木糖苷酶活力低的木聚糖酶。一般生产中都以里氏木霉RutC30为菌种,木聚糖为碳源,采用改进的Mandels配方产木聚糖酶。

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