CN100448979C - 一种酶法生产木糖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种酶法生产木糖的方法,其技术方案包括采用黑曲霉菌种CGMCC1476发酵制备一种适用的外切型木聚糖酶和使用该木聚糖酶酶解玉米芯及植物秸秆原料中的木聚糖生产单木糖。由黑曲霉菌种培养发酵制得的外切型木聚糖酶活性高,作用条件温和,对酶解的条件要求不高,能够专一的将木聚糖酶酶解为单木糖。使用该酶法生产单木糖的方法包括原料玉米芯及植物秸秆处理、木聚糖酶解、木糖精制等三步主要工序。采用酶法生产木糖提取工艺简单,对环境无污染,生产的木糖纯度高,含量达到99%以上,原料中木聚糖转化木糖的转化率达到80%以上。

Description

一种酶法生产木糖的方法
技术领域:
本发明属生物工程领域,具体地说是采用生物酶降解玉米芯及含半纤维素的植物秸秆(如玉米秸、麦草、甘蔗渣等)原料中的木聚糖生产单木糖的方法。
技术背景:
木糖是从农作物废弃物,如玉米芯、玉米秸、麦草、棉子壳、甘蔗渣、木屑中提取的一种白色至黄色的结晶或粉末。木糖属无热量甜味剂,有清爽甜味。木糖广泛应用于食品、医药、化工等行业,是肥胖者及糖尿病人理想的甜味剂;低热食品的添加剂;生物工程的培养剂;也用于染色和制革等。
食用木糖能改善人体的微生物环境,提高机体的免疫能力。木糖与食物的配伍性很好,食物中添加少量木糖,便能体现出很好的保健效果。木糖与钙同时摄入,可以提高人体对钙的吸收率和保留率,还能防止便秘。
目前国内外木糖货源紧缺,供求矛盾日益突出,特别是世界各国的“戒糖”运动和人们保健意识的不断提高,促进了木糖的市场需求,我国木糖的需求量是继日本、美国、法国、芬兰等国家之后的又一个需求大国,致使市场价格不断上涨,市场前景极为看好。
多年来世界各国生产木糖均采用酸法提取,酸法生产木糖多采用硫酸进行水解,硫酸浓度为0.5-2%,温度为120-125℃,水解时间为2-4小时,水解完成后采用石灰乳或碳酸钙为中和剂进行中和水解过程中剩余的硫酸,然后静置过滤去除硫酸钙沉淀,过滤液进行脱色浓缩、离子交换、浓缩等生产工艺,得到木糖浆。
酸法生产木糖有如下缺点:
1、生产过程中采用了大量的硫酸,硫酸能使原料中的纤维素和半纤维素及其它糖类物质水解,所得到的糖浆含有多种糖分,产品的纯度低;同时由于酸的存在,在水解加热过程中会使原料中含有的淀粉、糊精、葡萄糖等焦糖化而产生较深的色泽,影响后提取工艺和产品质量。
2、生产过程中采用石灰乳或碳酸钙为中和剂进行中和,由于所用中和剂不是化学纯,带入了不少的灰分元素,人为地增加了中和液的灰分。中和工序的中和终点不好掌握,中和液碱度高,会破坏糖,产生棕色,中和液酸度高,会腐蚀设备。
3、酸法提取的木糖由于生产过程中加入了大量的无机酸和无机碱液,使水解液中增加了大量无机离子和色素,水解液着色深,含盐量高,增加了脱色工艺和离子交换工艺生产成本。同时生产过程中添加了大量的化学强酸强碱,产生大量生产废液,对环境造成了巨大污染。
为了避免酸法生产木糖所存在的问题,各国正在开发研究采用生物酶法降解木聚糖生产木糖的方法,例如:
专利申请200410046123.5公开了一种使用橄榄绿链霉素菌种发酵制得的木聚糖酶降解玉米芯汽爆液生产低聚木糖的方法,该方法对环境污染小,生产工艺较简单,但其最终产品是低聚木糖,由于低聚木糖的性质和用途与单木糖差异较大,在大多数应用领域是不能代替单木糖的。现有文献报道,均为酶法生产低聚木糖的方法。由于采用生物酶降解玉米芯及含半纤维素的植物秸秆(如玉米秸、麦草、甘蔗渣等)原料生产单木糖,需要一种适用的外切型木聚糖酶,而该外切型木聚糖酶需要筛选特定的菌种发酵制备,目前,尚未发现与此相关的文献报道。
发明内容:
本发明的目的是提供一种可用于发酵生产外切型木聚糖酶的菌种,利用该菌种发酵生产外切型木聚糖酶和采用外切型木聚糖酶酶解玉米芯及含半纤维素的植物秸秆(如玉米秸、麦草、甘蔗渣等)原料中的木聚糖生产单木糖。
本发明技术方案包括三部分内容:一、提供一种黑曲霉菌种;二、采用微生物菌种发酵制备外切型木聚糖酶;三、酶解玉米芯和/或植物秸秆中的木聚糖生产单木糖。
本发明提供了一种黑曲霉菌种JF-12(Aspergillus nigerJF-12),该菌株已于2005年10月12日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)保藏,保藏中心地址为北京市海淀区中关村一条13号,保藏中心登记入册编号CGMCC No.1476。
本发明所提供的黑曲霉CGMCC1476菌丝有隔膜,为多细胞霉菌,部分气生菌丝可以分化生成孢子梗。分生孢子顶端膨大为顶囊,顶囊表面以辐射状生出一串串分生孢子,分生孢子呈黑色。
本发明所提供的黑曲霉CGMCC1476菌株是以如下方式获得的:
首先从济南西郊稻田取土样,于无菌室用无菌蒸馏水稀释,并进行梯度稀释,涂布到装有分离固体培养基的平皿中,培养基成分为NaNO30.2%、K2HPO40.1%、KCl0.05%、MgSO40.05%、FeSO40.001%、蔗糖3%、琼脂2%、半纤维素1%,自然PH,于32℃恒温培育三天,观察菌落透明圈大小,挑选菌株进行分离纯化,并进行多次紫外线诱变,获得该高活力菌株。
本发明所述的外切型木聚糖酶是由黑曲霉CGMCC1476菌种培养发酵制得。它包括种子培养、发酵过程等三步主要工序。
种子培养和发酵过程所用的培养基组分包括:
玉米浆2.0~3.0%(v/v)
液体半纤维素4.0~5.0%(v/v)
麸皮2.0~3.0%(w/v)
硫酸镁0.3~0.5%(w/v)
磷酸氢二钾0.3~0.5%(w/v)
PH 5.0~7.0
上述培养基中所使用的玉米浆为市售的含固型物50%的商品玉米浆;所使用的液体半纤维素是将玉米芯加入5倍重量的5%氢氧化钠溶液,在120℃温度下蒸煮40min制得的。
种子培养和发酵制备外切型木聚糖酶的方法为:
在上述培养基中接入黑曲霉菌种,在25~30℃条件下摇瓶培养24~36h,然后将其作为种子,按接种量2~5%(v/v)接种到发酵罐中进行发酵,发酵条件及培养基均与种子培养相同,发酵液去除固体杂质后,即可获得所需适用的外切型木聚糖酶。
上述发酵制备的木聚糖酶为外切型木聚糖酶,它能够从木聚糖非还原端专一性切断β-1,4-糖苷键,将木聚糖酶解为单木糖,酶解液中基本上全部为单木糖,而对纤维素等其它多糖则不起作用。
上述发酵制备的木聚糖酶酶活高,发酵液酶活可达2000UI/ml。该酶作用条件温和,对酶解的条件要求不高,酶解温度为35~55℃,酶解时液体的PH在4~6之间,能够专一的将木聚糖酶解为单木糖。
该木聚糖酶经毒理安全性检测,确认其安全无毒。
本发明技术方案所述的使用该外切型木聚糖酶降解玉米芯及含半纤维素的植物秸秆(如玉米秸、麦草、甘蔗渣等)原料中的木聚糖生产单木糖的方法包括原料处理、木聚糖酶解、木糖精制等三步主要工序。
其工艺流程为:
原料→粉碎→预处理→高压蒸煮或汽爆→酶解→酶解液→过滤→脱色→过滤→浓缩→脱色→离子交换→浓缩→离子交换→过滤→浓缩→木糖浆→结晶→干燥→木糖
具体操作步骤和条件如下:
1.原料处理:
(1)原料前处理:
将直接采购当年风干无发霉变质的干净原料。把其粉碎至颗粒直径2-5mm,用0.05-0.1%的H2SO4溶液在50-60℃温度下,浸泡1-3h,滤去浸泡液,再用自来水冲洗至PH5.0-7.0。经处理后的原料待用。
(2)高压蒸煮或汽爆:
将处理好的原料和其重量1-8倍的水,加入高压蒸煮罐,在130-160℃条件下蒸煮0.5-2h,放料待用。
2、木聚糖酶解工艺:
将高温蒸煮(或汽爆后)的提取液连同渣一起压入不锈钢酶解罐,调整PH为4.0-5.0,冷却至40-48℃,恒温,并进行搅拌,加入前述制备的外切型木聚糖酶,酶解3-8h。木聚糖酶要分2~4批加入,总加量为100-500UI/g原料。酶解结束后,升温到80℃维持15分钟进行灭酶。
3、木糖精制工艺
(1)脱色、浓缩:
将酶解后的糖液经过滤后,调PH5.0-5.5,按0.5-1%(w/v)的用量比例加入活性炭,在55-65℃温度下,搅拌吸附40-60分钟,板框压滤。一次脱色后的糖液在60-80℃温度下进行真空减压浓缩,使糖液中固形物含量达15-20%(w/v)。然后按前述操作条件,再进行二次脱色和浓缩,使糖液中固形物含量达35-40%(w/v)。
(2)离子交换:
将二次脱色和浓缩后的糖液送离子交换工序;离子交换树脂采用D301、D201阴离子交换树脂和D001阳离子交换树脂;离子交换采用阴-阳-阴方式进行;第一次离子交换后浓缩至固形物含量35-40%(w/v)按上述方法进行第二次离子交换,糖液最终PH为3.5-6.5;
(3)浓缩:
离子交换后的糖液在60-80℃温度下,采用真空减压方式进行浓缩,制成固形物含量达90%以上的木糖浆。
(4)结晶:
将浓缩木糖浆送入不锈钢结晶罐中,加入晶种(木糖晶体)降温,至料温为25~20℃时进行分离,将分离出的结晶木糖进行干燥、粉碎,经包装和检测合格后即为成品木糖。
在上述处理过程中,与酸法生产的最大不同之处在于,酶法是在高压蒸煮或汽爆后,加酶进行酶解含半纤维素原料中的木聚糖,制得木糖,而酸法生产木糖在蒸煮时需要加入大量的酸来制取木糖,增加了酸对设备的腐蚀,加大了对环境的污染。
我们采用黑曲霉发酵制备的外切型木聚糖酶,能够专一的将木聚糖酶解为单木糖。采用酶法生产木糖的后提取工艺简单,对环境无污染,生产的木糖纯度高,木糖含量达到99%以上,产品达到Q/XY-2002、BP98、FCC(IV)和USP质量标准,原料中木聚糖转化木糖的转化率达到80%以上。
产品规格及质量指标
  项目   单位   BP98   USP级   食品级   JP级
含量   98.0~102.0 98.0~102.0   99.0~102.0 98.0~101.0
  纯度   %   ≥98.5   ≥98.5   ≥99.0   ≥98.5
  干燥失重   %   ≤0.5   ≤0.5   ≤0.2   ≤1.0
  比旋光度   °   18.5-19.5   18.2-19.4   ---   ---
  灼烧残渣   %   ≤0.05   ≤0.05   ≤0.02   ≤0.05
  PH值   ---   4~7   4~7   4~6   4~7
  重金属   %   ≤0.0010   ≤0.0010   ≤0.0010   ≤0.0010
  砷盐   %   ≤0.0001   ≤0.0004   ≤0.0001   ≤0.0004
  硫酸盐   %   ---   ---   ---
  符合标准   ---   BP98   USP   Q/YX-2002   JP
本技术的优点:
1、产品纯度高。
本发明所提供的黑曲霉CGMCC1476菌种发酵生产的木聚糖酶酶为外切型木聚糖酶,它能专一的酶解木聚糖产生单木糖,酶解液中葡萄糖、***糖、乳糖等杂糖含量降低80%,木糖含量提高20-30%,产品木糖纯度高达98%以上。该外切型木聚糖酶不仅用于木糖酶解,还可应用于饲料、造纸、纺织等多种领域。
2、产品安全性高。
生物酶法生产木糖,采用黑曲霉CGMCC1476菌种发酵制备的外切型木聚糖酶酶解木聚糖,代替了传统的以酸法水解木聚糖的工艺,避免了有毒化学物质的加入,安全性高。
3、生产过程无污染。
本生产工艺避免了酸法提取木糖工艺中需排放大量酸、碱液及废水,生产过程中基本无污染废水排放,是一种环保型生产工艺。
4、生产工艺简单。
本生产工艺与酸法提取木糖工艺相比,木糖液着色浅,含盐量低,因此后处理工艺简单,生产成本低,减轻后处理工艺脱色的负担,活性炭用量减少40-60%,去离子过程由需要通过三次离子交换,改为通过两次离子交换即可完成,酸碱用量减少30-50%,产品收率提高10-20%。
5、生产原料来源广,生产成本低。
本工艺生产木糖的主要原料为玉米芯和农作物秸秆的等,经试验表明:上述原料中戊聚糖以木聚糖的形式存在,其含量在20-35%左右,非常适合于生产木糖。中国大量种植玉米、小麦、甘蔗等,而玉米芯、玉米秸、麦草等常常作为废物丢弃或烧掉,不仅浪费了大量宝贵资源,而且还污染了环境。利用上述原料生产木糖,生产成本低,实现了废物利用,有利于保护环境。
6、产品附加值高。
食用木糖能改善人体的微生物环境,提高机体的免疫能力。木糖广泛应用于食品、饮料中作为无热量甜味剂,适用于肥胖及糖尿病患者。目前国内外木糖货源紧缺,供求矛盾日益突出,致使市场价格不断上涨,市场前景极为看好,是一种高附加值产品。
酶法生产的木糖产品与酸法生产的木糖产品比较
Figure C20051004532500131
Figure C20051004532500141
具体实施方式:
实施例1.种子培养
按玉米浆2.5%(v/v),液体半纤维素4.5%(v/v),麸皮2.5%(w/v),硫酸镁0.5%(w/v),磷酸氢二钾0.5%(w/v),PH为4.6的配方,配制种子培养基,经120℃灭菌40min后,接种黑曲霉菌种,30℃摇瓶培养24h,离心后取液体即为生产木聚糖酶的菌种。
实施例2.发酵制备木聚糖酶
按玉米浆2.5%(v/v),液体半纤维素4.5%(v/v),麸皮2.5%(w/v),硫酸镁0.5%(w/v),磷酸氢二钾0.5%(w/v),PH为4.6的配方,在30T发酵罐中配制发酵培养基20T,经120℃灭菌40min后,接种木聚糖酶菌种,接种量为5%(v/v),在30℃下发酵48h,清液经超滤浓缩10倍后,制得2T浓缩木聚糖酶。酶活为20000UI/ml。
实施例3.木糖的生产
(1)取1kg玉米芯粉碎至颗粒直径2-5mm,用0.1%的H2SO4在温度60℃下浸泡1h,滤去浸泡液,再用自来水冲洗至PH7.0,经处理后的玉米芯待用。
(2)将处理好的玉米芯加8倍重量的水,放入高压容器中,在120℃条件下蒸煮3h,放料。
(3)将高温蒸煮后的提取液连同渣一起压入不锈钢酶解罐,调PH至4.0,冷却至40℃,恒温,并进行搅拌,加木聚糖酶酶解5h。木聚糖酶要分3批加入,加量为100UI/g玉米芯。酶解结束后,升温到80℃维持15分钟进行灭酶。
(4)脱色、浓缩:
将酶解后的糖液经过滤后,调PH5.5,按1%(w/v)的用量比例加入活性炭,在60℃温度下,搅拌吸附40分钟,板框压滤。一次脱色后的糖液在60℃温度下进行真空减压浓缩,使糖液中固形物含量达20%(w/v)。然后按前述操作条件,再进行二次脱色和浓缩,使糖液中固形物含量达40%(w/v)。
(5)离子交换:
离子交换树脂采用D001阳离子交换树脂和D301、D201阴离子交换树脂。离子交换方式:离子交换采用阴-阳-阴,糖液最终PH为6.0。
(6)浓缩:离子交换后的糖液经板框过滤后,在60℃温度下,采用真空减压方式进行浓缩,制成固形物含量达90%的木糖浆。
(7)结晶:将浓缩木糖浆送入不锈钢结晶罐中,加入晶种(木糖晶体)降温,至料温为20℃时进行分离,将分离出的结晶木糖进行干燥、粉碎,得到成品干燥木糖203g。经包装并检测合格后即为成品木糖。木糖纯度为99.2%,木糖转化率为81%。
实施例4.木糖的生产
(1)取1kg麦草粉,用0.1%的H2SO4在温度60℃下浸泡1h,滤去浸泡液,再用自来水冲洗至PH7.0,经处理后的麦草待用。
(2)将处理好的麦草加1倍重量的水,放入高压容器中,在150℃条件下蒸0.5h,快速汽爆。
(3)将高温蒸煮后的提取液连同渣一起移入不锈钢酶解罐,加入8倍重量的水,调PH至4.0,冷却至40℃,恒温,并进行搅拌,加木聚糖酶酶解4h。木聚糖酶要分3批加入,加量为100UI/g麦草。酶解结束后,升温到80℃维持15分钟进行灭酶。
(4)脱色、浓缩:
将酶解后的糖液经过滤后,调PH5.5,按1%(w/v)的用量比例加入活性炭,在60℃温度下,搅拌吸附50分钟,板框压滤。一次脱色后的糖液在60℃温度下进行真空减压浓缩,使糖液中固形物含量达20%(w/v)。然后按前述操作条件,再进行二次脱色和浓缩,使糖液中固形物含量达40%(w/v)。
(5)离子交换:
离子交换树脂采用D001阳离子交换树脂和D301、D201阴离子交换树脂。离子交换方式:离子交换采用阴-阳-阴,糖液最终PH为6.0。
(6)浓缩:离子交换后的糖液经板框过滤后,在60℃温度下,采用真空减压方式进行浓缩,制成固形物含量达90%的木糖浆。
(7)结晶:将浓缩木糖浆送入不锈钢结晶罐中,加入晶种(木糖晶体)降温,至料温为20℃时进行分离,将分离出的结晶木糖进行干燥、粉碎,得到成品干燥木糖185g。经包装并检测合格后即为成品木糖。木糖纯度为99.1%,木糖转化率为80.5%。
实施例5.木糖的生产
(1)取1kg玉米秸粉碎至颗粒直径2-5mm,用0.1%的H2SO4在温度60℃下浸泡1h,滤去浸泡液,再用自来水冲洗至PH7.0,经处理后的玉米秸待用。
(2)将处理好的玉米秸加1倍重量的水,放入高压容器中,在160℃条件下蒸煮0.5h,快速汽爆。
(3)将高温蒸煮后的提取液连同渣一起移入不锈钢酶解罐,调PH至4.0,冷却至40℃,恒温,并进行搅拌,加木聚糖酶酶解5h。木聚糖酶要分3批加入,加量为100UI/g玉米秸。酶解结束后,升温到80℃维持15分钟进行灭酶。
(4)脱色、浓缩:
将酶解后的糖液经过滤后,调PH5.5,按1%(w/v)的用量比例加入活性炭,在60℃温度下,搅拌吸附50分钟,板框压滤。一次脱色后的糖液在60℃温度下进行真空减压浓缩,使糖液中固形物含量达20%(w/v)。然后按前述操作条件,再进行二次脱色和浓缩,使糖液中固形物含量达40%(w/v)。
(5)离子交换:
离子交换树脂采用D001阳离子交换树脂和D301、D201阴离子交换树脂。离子交换方式:离子交换采用阴-阳-阴,糖液最终PH为6.0。
(6)浓缩:离子交换后的糖液经板框过滤后,在60℃温度下,采用真空减压方式进行浓缩,制成固形物含量达90%的木糖浆。
(7)结晶:将浓缩木糖浆送入不锈钢结晶罐中,加入晶种(木糖晶体)降温,至料温为20℃时进行分离,将分离出的结晶木糖进行干燥、粉碎,得到成品干燥木糖158g。经包装并检测合格后即为成品木糖。木糖纯度为99.O%,木糖转化率为80.1%。
实施例6.木糖的生产
(1)取1kg甘蔗渣粉碎至颗粒直径2-5mm,用0.1%的H2SO4在温度60℃下浸泡1h,滤去浸泡液,再用自来水冲洗至PH7.0,经处理后的甘蔗渣待用。
(2)将处理好的甘蔗渣加1倍重量的水,放入高压容器中,在150℃条件下蒸煮20min,快速汽爆。
(3)将高温蒸煮后的提取液连同渣一起移入不锈钢酶解罐,调PH至4.0,冷却至40℃,恒温,并进行搅拌,加木聚糖酶酶解5h。木聚糖酶要分3批加入,加量为100UI/g甘蔗渣。酶解结束后,升温到80℃维持15分钟进行灭酶。
(4)脱色、浓缩:
将酶解后的糖液经过滤后,调PH5.5,按1%(w/v)的用量比例加入活性炭,在60℃温度下,搅拌吸附50分钟,板框压滤。一次脱色后的糖液在60℃温度下进行真空减压浓缩,使糖液中固形物含量达20%(w/v)。然后按前述操作条件,再进行二次脱色和浓缩,使糖液中固形物含量达40%(w/v)。
(5)离子交换:
离子交换树脂采用D001阳离子交换树脂和D301、D201阴离子交换树脂。离子交换方式:离子交换采用阴-阳-阴,糖液最终PH为6.0。
(6)浓缩:离子交换后的糖液经板框过滤后,在60℃温度下,采用真空减压方式进行浓缩,制成固形物含量达90%的木糖浆。
(7)结晶:将浓缩木糖浆送入不锈钢结晶罐中,加入晶种(木糖晶体)降温,至料温为20℃时进行分离,将分离出的结晶木糖进行干燥、粉碎,得到成品干燥木糖。经包装并检测合格后即为成品木糖。木糖纯度为99.3%,木糖转化率为81.1%。

Claims (2)

1.一种黑曲霉菌种JF-12(Aspergillus niger JF-12),保藏编号为CGMCC No.1476。
2.一种酶法生产木糖的方法,其特征在于它包括采用黑曲霉菌种CGMCC No.1476发酵制备外切型木聚糖酶;使用该外切型木聚糖酶酶解玉米芯及含半纤维素的植物秸秆原料中的木聚糖生产单木糖;
所说的外切型木聚糖酶是由黑曲霉菌种CGMCC No.1476培养发酵制得,培养基组分包括:
玉米浆2.0~3.0%(v/v)
液体半纤维素4.0~5.0%(v/v)
麸皮2.0~3.0%(w/v)
硫酸镁0.3~0.5%(w/v)
磷酸氢二钾0.3~0.5%(w/v)
PH 5.0~7.0;
种子培养和发酵制备外切型木聚糖酶的方法为:
在上述培养基中接入黑曲霉菌种,在25~30℃条件下摇瓶培养24~36h,然后将其作为种子,按接种量2~5%(v/v)接种到发酵罐中进行发酵,发酵条件与种子培养相同,发酵液去除固体杂质后,即获得所需外切型木聚糖酶;
所说的使用外切型木聚糖酶酶解玉米芯及含半纤维素的植物秸秆原料中的木聚糖生产单木糖的方法包括原料处理、木聚糖酶解、木糖精制三步主要工序,
原料处理的方法为:
原料前处理:
将直接采购当年风干无发霉变质的干净原料;进行粉碎至颗粒直径2-5mm,用0.05-0.1%的H2SO4溶液在50-60℃温度下,浸泡1-3h,滤去浸泡液,再用自来水冲洗至PH5.0-7.0;经处理后的原料待用;
高压蒸煮或汽爆:
将处理好的原料和其重量1-8倍的水,加入高压蒸煮罐,在130-160℃条件下蒸煮0.5-2h,放料待用;
木聚糖酶解工艺方法为:
将高温蒸煮后的提取液连同渣一起压入不锈钢酶解罐,调整PH为4.0-5.0,冷却至40-48℃,恒温,并进行搅拌,加入前述制备的外切型木聚糖酶,酶解3-8h;木聚糖酶要分2~4批加入,总加量为100-500UI/g原料;酶解结束后,升温到80℃维持15分钟进行灭酶;
木糖精制工艺方法为:
脱色、浓缩:
将酶解后的糖液经过滤后,调PH5.0-5.5,按0.5-1%(w/v)的用量比例加入活性炭,在60℃温度下,搅拌吸附40-60分钟,板框压滤;一次脱色后的糖液在60℃温度下进行真空减压浓缩,使糖液中固形物含量达15-20%(w/v);然后按前述操作条件,再进行二次脱色和浓缩,使糖液中固形物含量达35-40%(w/v);
离子交换:
将二次脱色和浓缩后的糖液送离子交换工序;离子交换树脂采用D301、D201阴离子交换树脂和D001阳离子交换树脂;离子交换采用依次通过阴离子交换树脂-阳离子交换树脂-阴离子交换树脂方式进行;第一次离子交换后浓缩至固形物含量35-40%(w/v),按上述方法进行第二次离子交换,糖液最终PH为5.5-6.0;
浓缩:
离子交换后的糖液在60℃温度下,采用真空减压方式进行浓缩,制成固形物含量达90%的木糖浆;
结晶:
将浓缩木糖浆送入不锈钢结晶罐中,加入晶种,降温,至料温为25~20℃时进行分离,将分离出的结晶木糖进行干燥、粉碎,经包装和检测合格后即为成品木糖。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100413957C (zh) * 2006-09-21 2008-08-27 江苏省农业科学院 一种黑曲霉菌株及其应用
CN102061323B (zh) * 2010-11-10 2013-09-25 山东龙力生物科技股份有限公司 一种植物木质纤维素的综合利用工艺
CN102206691B (zh) * 2011-03-26 2012-05-23 北海田野食品有限公司 一种用甘蔗渣生产低聚木糖的方法
CN103215159B (zh) * 2012-11-22 2014-10-08 袁建国 一种芝麻香白酒的生产工艺
CN103215158B (zh) * 2012-11-22 2015-02-18 袁建国 一种用于酿酒的黑曲霉麸曲的制备方法
CN103255062B (zh) * 2012-12-06 2014-11-05 河南省农业科学院植物保护研究所 黑曲霉菌xl-1、其微生物制剂及其在秸秆降解中的应用
CN103710268A (zh) * 2013-12-11 2014-04-09 上海交通大学 雷公根叶斑病菌的应用
CN105625073A (zh) * 2014-11-07 2016-06-01 中国农业机械化科学研究院 秸秆基育苗钵的原料预处理方法、制品及育苗钵的制法
CN105037669B (zh) * 2015-07-08 2017-05-31 王金明 一种用于糖液精制的吸附剂的制备方法
CN105648120A (zh) * 2015-12-31 2016-06-08 常州市长宇实用气体有限公司 一种水解农业废弃物中半纤维素多糖制备木糖功能糖的方法
CN106636480A (zh) * 2016-11-09 2017-05-10 河南坤之元生物科技有限公司 一种用玉米芯制作低聚木糖的方法
CN110042177A (zh) * 2019-05-08 2019-07-23 河北曌玉科技有限公司 一种半纤维素水解制备木糖的方法及***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1337998A (zh) * 1999-01-25 2002-02-27 吉埃阿格罗工业公司 具有葡糖淀粉酶、蛋白水解酶和木聚糖酶活性的多酶产物及其制备方法
CN1341372A (zh) * 2001-09-26 2002-03-27 山东大学 富含木寡糖的复合微生态饲料添加剂的制备方法
CN1374402A (zh) * 2002-02-26 2002-10-16 东莞市豪发生物工程开发有限公司 黑曲霉一次发酵生产获得多酶种高酶活复合酶
CN1651569A (zh) * 2004-02-05 2005-08-10 中国农业大学 一种黑曲霉菌株及其用途

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1337998A (zh) * 1999-01-25 2002-02-27 吉埃阿格罗工业公司 具有葡糖淀粉酶、蛋白水解酶和木聚糖酶活性的多酶产物及其制备方法
CN1341372A (zh) * 2001-09-26 2002-03-27 山东大学 富含木寡糖的复合微生态饲料添加剂的制备方法
CN1374402A (zh) * 2002-02-26 2002-10-16 东莞市豪发生物工程开发有限公司 黑曲霉一次发酵生产获得多酶种高酶活复合酶
CN1651569A (zh) * 2004-02-05 2005-08-10 中国农业大学 一种黑曲霉菌株及其用途

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
低聚木糖生产用木聚糖酶的制备和测定. 关宏等.齐齐哈尔大学学报,第17卷第2期. 2001
低聚木糖生产用木聚糖酶的制备和测定. 关宏等.齐齐哈尔大学学报,第17卷第2期. 2001 *
木聚糖酶高产菌株选育. 禹慧明等.工业微生物,第32卷第1期. 2002
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黑曲霉产木聚糖酶的特性. 张年凤等.无锡轻工大学学报,第22卷第5期. 2003
黑曲霉产木聚糖酶的特性. 张年凤等.无锡轻工大学学报,第22卷第5期. 2003 *

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