專利名稱：制備植物半纖維素水解液及提取木糖和提取阿拉伯糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體地，涉及一種制備半纖維素水解液及提取木糖和提取 阿拉伯糖的方法。
背景技術(shù)：
木糖和阿拉伯糖是用途廣泛的五碳糖，它們主要以聚合物的形式存在于植物的半 纖維素中。高等植物的干物質(zhì)中一般含有約20 35%的半纖維素，因此，通過(guò)水解高等植 物中的半纖維素可以制備木糖和阿拉伯糖。其中阿拉伯糖還大量含于一些植物膠質(zhì)中，如 阿拉伯膠，但其提取方法也是先水解成水解液然后純化，其方法與水解半纖維素制備阿拉 伯糖是相似的。水解植物半纖維素的方法主要有酶法和酸水解法。酶法雖然條件溫和，但由于 酶的成本高，無(wú)法與酸水解法競(jìng)爭(zhēng)，一直沒(méi)有工業(yè)化。酸水解法一般的做法是把植物材料 浸泡于酸液中并加溫，使半纖維素水解為單糖，如中國(guó)專利200610048365，秸稈粉和稀硫 酸液重量比為1 4-4. 5 ；又如中國(guó)專利200310121806，秸稈植物稀酸溶液的重量比為 1 4. 5 8. 5。這種有流動(dòng)水的浸泡水解法，由于液比大，只能得到濃度較低的糖液，加 大了后續(xù)提取糖的成本，也增加了酸液回收的成本。為此，需要降低液比，才能提高水解所 得糖液的濃度，如中國(guó)專利01113751. 7在這方面做了改進(jìn)把8 20%硫酸按半纖維素基 質(zhì)100%硫酸為10 1 20 1的比例均勻噴灑在粉碎的半纖維素基質(zhì)(粉碎粒度為 0.5 2. 5厘米)上，在15 35°C下浸潤(rùn)10 18小時(shí)，然后通入蒸汽在常壓、90 100°C 下水解1. 5 5. 5小時(shí)，用水萃取得到還原糖濃度為14%左右的糖液。據(jù)此推算，其浸潤(rùn) 時(shí)半纖維素基質(zhì)8 20%硫酸的比例為1 0. 25 1. 25(即10 1/8%= 1 1.25， 10 1/20%= 1 0. 5,20 1/8%= 1 0. 62,20 1/20%= 1 0.25，取最高和最低 值則為1 0.25 1.25)，按原料原來(lái)含水量為10%計(jì)算，噴灑酸液后酸液(含原料攜帶的 水)占原料濕重的百分比為28 60%。該專利方法的缺點(diǎn)是①由于固液比只有1 0.25 1.25，通過(guò)噴灑的方式難以達(dá)到使物料完全接觸到酸液，那些無(wú)法接觸酸液的物料將無(wú)法 水解，從而降低糖的收率；②由于通入蒸汽進(jìn)行直接加熱，接觸蒸汽的物料將吸收冷凝水而 使硫酸濃度降低，導(dǎo)致水解的不均勻，會(huì)出現(xiàn)水解不完全的情況，同樣會(huì)降低糖的收率；③ 由于通入蒸汽進(jìn)行直接加熱使硫酸濃度降低，故硫酸的起始濃度要求較高，則回收的硫酸 還需要經(jīng)過(guò)提濃才能循環(huán)使用，從而增加成本。半纖維素水解液中含有多種單糖，以木糖為主，以及葡萄糖、阿拉伯糖等，如用秸 稈做材料，水解液中木糖葡萄糖阿拉伯糖的比例約為8 1 1。目前從半纖維素水 解液中提取木糖的工藝一般為中和、脫色、陰陽(yáng)離子交換處理、濃縮、結(jié)晶，得到木糖；余 下的木糖母液采用樹脂吸附并通過(guò)模擬移動(dòng)床技術(shù)分離純化阿拉伯糖。該工藝由于步驟 繁多，存在收率與純度的兩難問(wèn)題，為了得到符合產(chǎn)品要求的純度，只能降低收率，所以用 該工藝提取半纖維素水解液中的木糖及阿拉伯糖的收率很低，使成本居高不下，限制了這
4兩種具備良好保健功能的戊糖的普及使用。為此，需要開發(fā)在保證高純度的前提下能實(shí) 現(xiàn)高收率的提取方法。如中國(guó)專利02116353. 7用阿拉伯膠提取阿拉伯糖的工藝為稀酸 水解阿拉伯膠，水解液濃縮后用熱甲醇或乙醇溶解糖，除去不溶物；糖的醇溶液濃縮后，用 熱乙酸溶解糖，再除去不溶物，冷卻后沉淀，得到混合單糖粗品，其單糖純度達(dá)到12/12. 1 =99.2% ；混合單糖通過(guò)兩柱色譜法得到純度為96 99. 5%的阿拉伯糖。該專利方法 由于省去了脫色和陰陽(yáng)離子交換步驟，粗品的得率達(dá)到85. 1%，并且粗品的單糖純度達(dá)到 99. 2%，這是一個(gè)極大的進(jìn)步。該專利方法的缺點(diǎn)是仍然需要用繁瑣的柱層析色譜法分離 混合單糖粗品中的各種單糖，難以工業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種制備半纖維素水解液及從中提取木糖和阿 拉伯糖的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種制備半纖維素水解液的方法，包括以下具體步驟(1)將植物半纖維素原料置于5 15wt%的稀硫酸溶液中浸泡；(2)控制浸泡時(shí)間或?qū)⒔莶⑽樟讼×蛩崛芤旱闹参锇肜w維素原料脫除部分酸 液，使植物半纖維素原料中的稀硫酸溶液含量占植物半纖維素原料濕重的40 65% ；(3)將步驟(2)所得含稀硫酸溶液的原料通過(guò)直接水蒸氣加熱或間接加熱升溫到 75 100°C ；(4)將步驟(3)所得升溫到75 100°C的原料再通過(guò)間接加熱保持在75 100°C 下，蒸煮2 5小時(shí)；(5)將步驟(4)所得蒸煮好的原料用水進(jìn)行多級(jí)逆流洗滌，所得洗滌液即為含單 糖和硫酸的半纖維素水解液。所述植物半纖維素原料含水量5 15%，并切碎成0. 5 3厘米。所述浸泡是在室溫 50°C條件下進(jìn)行，。所述脫除部分酸液采用離心或壓榨方式。較佳地，在洗滌之前，將所述蒸煮好的原料磨漿成為單根纖維，可縮短水的滲透時(shí) 間，加快洗滌速度。本發(fā)明提供的制備半纖維素水解液的方法，由于采用沒(méi)有流動(dòng)水的濕料蒸煮方 法，并且保溫過(guò)程采用間接加熱方式，既避免了有流動(dòng)水蒸煮時(shí)由于液比大造成的糖液濃 度低以及酸液回收量大的問(wèn)題，也避免了水蒸汽直接加熱保溫過(guò)程中水蒸氣形成的冷凝水 導(dǎo)致的酸液濃度和糖液濃度雙雙降低的問(wèn)題，從而可以得到高濃度的糖液，同時(shí)減少了酸 液回收量，還避免了回收的酸液循環(huán)使用時(shí)需要提濃的問(wèn)題。而酸液的回收方法參見(jiàn)中國(guó) 發(fā)明專利200810028293. 9 “一種植物纖維原料硫酸水解液中硫酸的萃取液及萃取方法”。本發(fā)明提供的從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法，包括以下步驟(1)將植物半纖維素水解液進(jìn)行濃縮，濃縮至含水量達(dá)到適當(dāng)值直至完全不含水 分，所得濃縮物的含水量取決于后續(xù)步驟所加的第一有機(jī)溶劑的性質(zhì)和含水量；(2)將步驟(1)所得濃縮物與能溶解水的第一有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，必要時(shí)用水調(diào) 節(jié)含水量，使第一有機(jī)溶劑成為含適量水的第一有機(jī)溶劑溶液，其中的水分包含來(lái)自濃縮 物自身所攜帶并溶解在第一有機(jī)溶劑中的水分；
(3)加熱步驟(2)所得混合物，使單糖溶解于步驟(2)所得的第一有機(jī)溶劑溶液， 然后進(jìn)行固液分離除去不溶性雜質(zhì)，得到含糖的第一有機(jī)溶劑溶液；(4)通過(guò)物理和/或化學(xué)的方法除掉步驟⑶所得的含糖的第一有機(jī)溶劑溶液中 部分或全部的水以降低木糖在其中的溶解度；和/或通過(guò)加入更低含水量的第二有機(jī)溶劑 以使步驟(3)所得的含糖的第一有機(jī)溶劑溶液的含水量降低從而降低木糖在其中的溶解 度；和/或向步驟⑶所得的含糖的第一有機(jī)溶劑溶液中加入能降低木糖在含水的第一有 機(jī)溶劑中溶解度的第三有機(jī)溶劑；(5)將步驟(4)所得含糖的有機(jī)溶劑溶液放置結(jié)晶，得到粗木糖。所述植物半纖維素水解液為用酸水解所得的水解液時(shí)，需除去酸后再進(jìn)行濃縮。所述植物半纖維素水解液濃縮前，較佳地，用酶法或微生物發(fā)酵法選擇性地除去 所述半纖維素水解液中的葡萄糖等六碳糖，以利于木糖的純化。所述第一有機(jī)溶劑為水在其中的溶解度大于1克的有機(jī)溶劑。步驟(3)加熱混合物時(shí)，同時(shí)進(jìn)行攪拌，以加快單糖在有機(jī)溶劑溶液中的溶解。將步驟(5)所述粗木糖通過(guò)步驟(2) (5)進(jìn)行重結(jié)晶，得到純木糖。所述從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法中，經(jīng)過(guò)多次木糖結(jié)晶后的木糖母 液用于提取阿拉伯糖。眾所周知，除極少數(shù)單糖可溶于個(gè)別特殊的有機(jī)溶劑外，單糖一般不溶于有機(jī)溶 劑。但即使在加熱條件下，少數(shù)單糖在個(gè)別特殊的有機(jī)溶劑中的溶解度一般也只有幾克，如 在78°C下，木糖在無(wú)水乙醇中的溶解度約為3克，在80°C下，木糖在95%的乙醇中的溶解度 約為5克，這樣的溶解度基本沒(méi)有提純木糖的意義。但本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在有機(jī)溶劑中加 適量的水，單糖在其中的溶解度會(huì)大大增加，如在80°C下，木糖在80%的乙醇中的溶解度 達(dá)到約37克。因此，通過(guò)物理和/或化學(xué)的方法除掉含糖有機(jī)溶劑溶液中部分或全部的水 以降低木糖在其中的溶解度，和/或通過(guò)加入更低含水量的有機(jī)溶劑以使含糖有機(jī)溶劑溶 液的含水量降低從而降低木糖在其中的溶解度，和/或加入能降低木糖在含水有機(jī)溶劑中 溶解度的有機(jī)溶劑，由于木糖溶解度的降低，原來(lái)溶解在有機(jī)溶劑中的木糖將結(jié)晶析出，而 其他雜糖由于在半纖維素水解液中的含量比木糖低得多則仍然留在母液中，色素類物質(zhì)也 留在母液中。另外，通過(guò)選擇適合的有機(jī)溶劑，也可以使鹽類雜質(zhì)基本不溶于有機(jī)溶劑中， 成為殘?jiān)c木糖分離。本發(fā)明提供的從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去 了脫色、離子交換樹脂處理等導(dǎo)致木糖收率低下的步驟，僅通過(guò)簡(jiǎn)單的溶解度變化實(shí)現(xiàn)了 木糖高收率的提取和純化。本發(fā)明提供的一種從含阿拉伯糖的混合糖液中提取阿拉伯糖的方法，包括以下步 驟(1)含阿拉伯糖的混合糖液濃縮至干燥；(2)把干燥的含阿拉伯糖的混合糖加入到甘油中，在加熱的條件下進(jìn)行溶解，然后 固液分離，得到含阿拉伯糖的甘油溶液；(3)把含阿拉伯糖的甘油溶液加入到能溶解甘油但難溶解單糖的有機(jī)溶劑中，攪 拌均勻后放置結(jié)晶，得到粗阿拉伯糖和阿拉伯糖結(jié)晶后的母液。所述方法中，當(dāng)含阿拉伯糖的混合糖液中含有多量的葡萄糖時(shí)，需要用酶法或微
6生物發(fā)酵法選擇性除去葡萄糖。 所述方法中，加熱溶解時(shí)，進(jìn)行攪拌，以加速糖的溶解。所述方法中，有機(jī)溶劑為醇、酮、醚、三氯乙烯或它們的混合物。所述方法中，粗阿拉伯糖通過(guò)步驟⑵ (3)進(jìn)行重結(jié)晶，得到純阿拉伯糖。所述方法中，阿拉伯糖結(jié)晶后的母液通過(guò)精餾的方法分離甘油和有機(jī)溶劑，并循 環(huán)使用。目前從混合糖液中分離純化阿拉伯糖的方法多使用色譜法，而已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的方法 是利用樹脂進(jìn)行吸附然后洗脫的模擬移動(dòng)床技術(shù)。另外，阿拉伯糖能溶解于甘油是公知的 常識(shí)，但利用該特性提取和純化阿拉伯糖到目前為止還無(wú)人涉及。本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，阿拉 伯糖在熱的甘油中的溶解度數(shù)倍于木糖，而且溶解速度也比木糖快，尤其是，把阿拉伯糖甘 油溶液加入到能溶解甘油而難溶解單糖的有機(jī)溶劑中，阿拉伯糖能夠結(jié)晶析出，從而實(shí)現(xiàn) 了阿拉伯糖與木糖的分離。但也發(fā)現(xiàn)，葡萄糖在熱甘油中的溶解度也很大，因此，在提取阿 拉伯糖前，如果混合糖中葡萄糖含量較多，需要設(shè)法除去葡萄糖，以防止葡萄糖與阿拉伯糖 同時(shí)結(jié)晶，否則會(huì)降低阿拉伯糖的純度。本發(fā)明的一種從含阿拉伯糖的混合糖液中提取阿拉伯糖的方法，與現(xiàn)有工業(yè)化 的色譜法如模擬移動(dòng)床技術(shù)相比，設(shè)備投資省，操作簡(jiǎn)單，單位設(shè)備處理量大，從而實(shí)現(xiàn)了 阿拉伯糖的大規(guī)模生產(chǎn)，徹底解決了制約具有良好保健功能的阿拉伯糖普及應(yīng)用的產(chǎn)能問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將含水量約5%的稻草切成0. 5厘米長(zhǎng)，置于5wt%的50°C稀硫酸溶液中浸泡2分 鐘，撈起來(lái)讓其自然浙掉表面的酸液，稻草吸收的稀硫酸溶液量約占原料濕重的65%，然后 置于密閉容器中，通蒸汽間接加熱到100°C，并繼續(xù)間接加熱使之在該溫度下進(jìn)行保溫，保 溫時(shí)間為5小時(shí)；結(jié)束保溫后用水進(jìn)行18級(jí)逆流洗滌，得到含還原糖濃度11. 3%的半纖維 素水解液。實(shí)施例2將含水量約15%的麥稈切成3厘米長(zhǎng)，置于15襯％的25°C稀硫酸溶液中浸泡4 小時(shí)以完全浸透，用壓榨機(jī)壓榨脫酸液，壓榨后麥稈吸收的稀硫酸溶液量約占原料濕重的 40%，然后置于密閉容器中，通蒸汽直接加熱到75°C，并繼續(xù)間接加熱使之在該溫度下進(jìn)行 保溫，保溫時(shí)間為2小時(shí)；結(jié)束保溫后用磨漿機(jī)進(jìn)行磨漿，再用水進(jìn)行15級(jí)逆流洗滌，得到 含還原糖濃度15. 8%的半纖維素水解液。實(shí)施例3將含水量約10%的麥稈切成2厘米長(zhǎng)，置于10襯％的30°C稀硫酸溶液中浸泡10 分鐘，用離心機(jī)脫酸液，使麥稈吸收的稀硫酸溶液量約占原料濕重的50%，然后置于密閉 容器中，通蒸汽直接加熱到90°C，并繼續(xù)間接加熱使之在該溫度下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為 2. 5小時(shí)；結(jié)束保溫后用磨漿機(jī)進(jìn)行磨漿，再用水進(jìn)行15級(jí)逆流洗滌，得到含還原糖濃度為 13. 2%的半纖維素水解液。實(shí)施例4
將實(shí)施例1所得的稻草半纖維素水解液用三異辛胺溶液萃取、用水反萃以回收 硫酸，余下少量的硫酸用石灰中和到PH3. 0，在70°C下進(jìn)行減壓蒸餾，濃縮至含水量低于 35%，該濃縮物與95wt %乙醇進(jìn)行混合，用水調(diào)節(jié)含水量，使乙醇與水構(gòu)成的有機(jī)溶劑溶液 中乙醇的濃度為80wt%，其中的水分包含來(lái)自濃縮物自身所攜帶并溶解在乙醇中的水分； 然后在80°C下攪拌溶解還原糖，直至成為飽和溶液，然后趁熱進(jìn)行固液分離，得到還原糖飽 和溶液；將所得還原糖飽和溶液用苯進(jìn)行共沸蒸餾脫水，使乙醇與水構(gòu)成的有機(jī)溶劑溶液 中乙醇的濃度提高到95wt%，然后冷卻到室溫，放置結(jié)晶，得到粗木糖。實(shí)施例5 將實(shí)施例2所得的麥稈半纖維素水解液用三異辛胺溶液萃取、用水反萃以回收硫 酸，余下少量的硫酸用石灰中和到PH3. 0，在70°C下進(jìn)行減壓蒸餾，直至完全蒸干水分，該 濃縮物與80wt%乙醇(含水量20wt%)進(jìn)行混合，然后在80°C下攪拌溶解還原糖，直至成 為飽和溶液，然后趁熱進(jìn)行固液分離，得到還原糖飽和溶液；將所得還原糖飽和溶液用苯進(jìn) 行共沸蒸餾脫水，使乙醇與水構(gòu)成的有機(jī)溶劑溶液中乙醇的濃度提高到95wt%，然后冷卻 到室溫，放置結(jié)晶，得到粗木糖。實(shí)施例6將實(shí)施例2所得的麥稈半纖維素水解液用三異辛胺溶液萃取、用水反萃以回收硫 酸，余下少量的硫酸用石灰中和到PH3. 0，在70°C下進(jìn)行減壓蒸餾，直至完全蒸干水分，該 濃縮物與80wt%乙醇(含水量20wt%)進(jìn)行混合，然后在80°C下攪拌溶解還原糖，直至成 為飽和溶液，然后趁熱進(jìn)行固液分離，得到還原糖飽和溶液；冷卻后把無(wú)水乙醇加入所得還 原糖飽和溶液中，使乙醇與水構(gòu)成的有機(jī)溶劑溶液中乙醇的濃度提高到90wt%，放置結(jié)晶， 得到粗木糖。實(shí)施例7將實(shí)施例2所得的麥稈半纖維素水解液用三異辛胺溶液萃取、用水反萃以回收硫 酸，余下少量的硫酸用石灰中和到PH3. 0，在70°C下進(jìn)行減壓蒸餾，直至完全蒸干水分，該 濃縮物與80wt%乙醇(含水量20wt% )進(jìn)行混合，然后在80°C下攪拌溶解還原糖，直至成 為飽和溶液，然后趁熱進(jìn)行固液分離，得到還原糖飽和溶液；冷卻后加入2倍重量的乙二醇 二甲醚，攪拌均勻后放置結(jié)晶，得到粗木糖。實(shí)施例8將實(shí)施例2所得的麥稈半纖維素水解液用三異辛胺溶液萃取、用水反萃以回收硫 酸，余下少量的硫酸用石灰中和到PH3. 0，在70°C下進(jìn)行減壓蒸餾，直至完全蒸干水分，該 濃縮物與90襯％的1，2_丙二醇(含水量10wt% )進(jìn)行混合，然后在90°C下攪拌溶解還原 糖，直至成為飽和溶液，然后趁熱進(jìn)行固液分離，得到還原糖飽和溶液；冷卻后加入2倍重 量的乙二醇二甲醚，攪拌均勻后放置結(jié)晶，得到粗木糖。實(shí)施例9將實(shí)施例2所得的麥稈半纖維素水解液用三異辛胺溶液萃取、用水反萃以回收硫 酸，余下少量的硫酸用石灰中和到PH3. 0，在70°C下進(jìn)行減壓蒸餾，直至完全蒸干水分，該 濃縮物與90襯％的乙二醇單甲醚(含水量10wt%)進(jìn)行混合，然后在90°C下攪拌溶解還原 糖，直至成為飽和溶液，然后趁熱進(jìn)行固液分離，得到還原糖飽和溶液；冷卻后加入3倍重 量的乙二醇二甲醚，攪拌均勻后放置結(jié)晶，得到粗木糖，木糖的結(jié)晶率為75%。
實(shí)施例10
將實(shí)施例4所得粗木糖與SOwt %乙醇(含水量20wt% )進(jìn)行混合，然后在80°C 下攪拌溶解，直至成為飽和溶液，然后趁熱進(jìn)行固液分離，得到木糖飽和溶液；冷卻后把無(wú) 水乙醇加入到所得木糖飽和溶液中，使乙醇與水構(gòu)成的有機(jī)溶劑溶液中乙醇的濃度提高到 90wt%,然后冷卻到4°C，恒溫放置結(jié)晶，得到純木糖。實(shí)施例11把實(shí)施例6所得的木糖母液蒸餾除去有機(jī)溶劑后，加水溶解成糖液，用釀酒酵母 進(jìn)行發(fā)酵以選擇性地把葡萄糖等六碳糖除掉，離心分離出酵母菌體，然后在70°C條件下把 上清液減壓濃縮至完全干燥；把完全干燥的混合糖加入到甘油中，在70 80°C的條件下進(jìn) 行溶解，趁熱進(jìn)行固液分離，得到飽和的阿拉伯糖甘油溶液；把含阿拉伯糖的甘油溶液加入 到無(wú)水乙醇中，攪拌均勻后放置結(jié)晶，得到粗阿拉伯糖。實(shí)施例12市售的木糖母液(含固形物70%，木糖阿拉伯糖葡萄糖=2:1: 1，還含少 量其他雜糖)加水稀釋，用釀酒酵母進(jìn)行發(fā)酵以選擇性地把葡萄糖等六碳糖除掉，離心分 離出酵母菌體，然后在70°C條件下把上清液減壓濃縮至完全干燥；把完全干燥的混合糖加 入到甘油中，在70 80°C的條件下進(jìn)行溶解，趁熱進(jìn)行固液分離，得到飽和的阿拉伯糖甘 油溶液；把含阿拉伯糖的甘油溶液加入到丙酮中，攪拌均勻后放置結(jié)晶，得到粗阿拉伯糖。 把結(jié)晶后的母液進(jìn)行精餾，得到丙酮、甘油和含糖的甘油溶液，這些試劑全部循環(huán)使用。實(shí)施例13市售的木糖母液加水稀釋，用釀酒酵母進(jìn)行發(fā)酵以選擇性地把葡萄糖等六碳糖除 掉，離心分離出酵母菌體，然后在70°C條件下把上清液減壓濃縮至完全干燥；把完全干燥 的混合糖加入到甘油中，在70 80°C的條件下進(jìn)行溶解，趁熱進(jìn)行固液分離，得到飽和的 阿拉伯糖甘油溶液；把含阿拉伯糖的甘油溶液加入到乙二醇二甲醚中，攪拌均勻后放置結(jié) 晶，得到粗阿拉伯糖。實(shí)施例14市售的木糖母液加水稀釋，用釀酒酵母進(jìn)行發(fā)酵以選擇性地把葡萄糖等六碳糖除 掉，離心分離出酵母菌體，然后在70°C條件下把上清液減壓濃縮至完全干燥；把完全干燥 的混合糖加入到甘油中，在70 80°C的條件下進(jìn)行溶解，趁熱進(jìn)行固液分離，得到飽和的 阿拉伯糖甘油溶液；把含阿拉伯糖的甘油溶液加入到由無(wú)水乙醇與丁酮按2 1重量比構(gòu) 成的有機(jī)溶劑中，攪拌均勻后放置結(jié)晶，得到粗阿拉伯糖。實(shí)施例15市售的木糖母液加水稀釋，用釀酒酵母進(jìn)行發(fā)酵以選擇性地把葡萄糖等六碳糖除 掉，離心分離出酵母菌體，然后在70°C條件下把上清液減壓濃縮至完全干燥；把完全干燥 的混合糖加入到甘油中，在70 80°C的條件下進(jìn)行溶解，趁熱進(jìn)行固液分離，得到飽和的 阿拉伯糖甘油溶液；把含阿拉伯糖的甘油溶液加入到由無(wú)水乙醇與乙醚按4 1重量比構(gòu) 成的有機(jī)溶劑中，攪拌均勻后放置結(jié)晶，得到粗阿拉伯糖。實(shí)施例16把實(shí)施例12得到的粗阿拉伯糖完全干燥，加入到甘油中，在70 80°C的條件下進(jìn) 行溶解，趁熱進(jìn)行固液分離，得到飽和的阿拉伯糖甘油溶液；把含阿拉伯糖的甘油溶液加入到無(wú)水乙醇中，攪拌均勻后放置結(jié)晶，得到純阿拉伯糖。
上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本 發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種制備植物半纖維素水解液的方法，其特征在于，包括以下具體步驟(1)將植物半纖維素原料置于5～15wt％的稀硫酸溶液中浸泡；(2)控制浸泡時(shí)間或?qū)⒔莶⑽樟讼×蛩崛芤旱闹参锇肜w維素原料脫除部分酸液，使植物半纖維素原料中的稀硫酸溶液含量占植物半纖維素原料濕重的40～65％；(3)將步驟(2)所得含稀硫酸溶液的原料通過(guò)直接水蒸氣加熱或間接加熱升溫到75～100℃；(4)將步驟(3)所得升溫到75～100℃的原料再通過(guò)間接加熱保持在75～100℃下，蒸煮2～5小時(shí)；(5)將步驟(4)所得蒸煮好的原料用水進(jìn)行多級(jí)逆流洗滌，所得洗滌液即為合單糖和硫酸的半纖維素水解液。
2.如權(quán)利要求1所述的制備植物半纖維素水解液的方法，其特征在于，步驟(1)中所述 植物半纖維素原料含水量5 15%，并切碎成0. 5 3厘米。
3.如權(quán)利要求1所述的制備植物半纖維素水解液的方法，其特征在于，所述浸泡是在 室溫 50°C條件下進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的制備植物半纖維素水解液的方法，其特征在于，在步驟(5)所述 洗滌之前，將所述蒸煮好的原料磨漿成為單根纖維。
5.從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將植物半纖維素水解液進(jìn)行濃縮，濃縮至含水量達(dá)到適當(dāng)值直至完全不含水分，所 得濃縮物的含水量取決于后續(xù)步驟所加的第一有機(jī)溶劑的性質(zhì)和含水量；(2)將步驟(1)所得濃縮物與能溶解水的第一有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，必要時(shí)用水調(diào)節(jié)含 水量，使第一有機(jī)溶劑成為含適量水的第一有機(jī)溶劑溶液，其中的水分包含來(lái)自濃縮物自 身所攜帶并溶解在第一有機(jī)溶劑中的水分；(3)加熱步驟(2)所得混合物，使單糖溶解于步驟(2)所得的第一有機(jī)溶劑溶液，然后 進(jìn)行固液分離除去不溶性雜質(zhì)，得到含糖的第一有機(jī)溶劑溶液；(4)通過(guò)物理和/或化學(xué)的方法除掉步驟(3)所得的含糖的第一有機(jī)溶劑溶液中部分 或全部的水以降低木糖在其中的溶解度；和/或通過(guò)加入更低含水量的第二有機(jī)溶劑以使 步驟(3)所得的含糖的第一有機(jī)溶劑溶液的含水量降低從而降低木糖在其中的溶解度；和 /或向步驟⑶所得的含糖的第一有機(jī)溶劑溶液中加入能降低木糖在含水的第一有機(jī)溶劑 中溶解度的第三有機(jī)溶劑；(5)將步驟(4)所得含糖的有機(jī)溶劑溶液放置結(jié)晶，得到粗木糖。
6.如權(quán)利要求5所述的從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法，其特征在于，所述 半纖維素水解液為用酸水解所得的水解液時(shí)，需除去酸后再進(jìn)行濃縮。
7.如權(quán)利要求5所述的從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法，其特征在于，所述 植物半纖維素水解液濃縮前，用酶法或微生物發(fā)酵法選擇性地除去所述半纖維素水解液中 的葡萄糖等六碳糖。
8.如權(quán)利要求5所述的從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法，其特征在于，所述 第一有機(jī)溶劑為水在其中的溶解度大于1克的有機(jī)溶劑。
9.如權(quán)利要求5所述的從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法，其特征在于，步驟 (3)加熱混合物時(shí)，同時(shí)進(jìn)行攪拌。
10.如權(quán)利要求5所述的從植物半纖維素水解液中提取木糖的方法，其特征在于，將步 驟(5)所述粗木糖通過(guò)步驟(2) (5)進(jìn)行重結(jié)晶，得到純木糖。
11.一種從含阿拉伯糖的混合糖液中提取阿拉伯糖的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將含阿拉伯糖的混合糖液濃縮至干燥；(2)把干燥的含阿拉伯糖的混合糖加入到甘油中，在加熱的條件下進(jìn)行溶解，然后固液 分離，得到含阿拉伯糖的甘油溶液；(3)把含阿拉伯糖的甘油溶液加入到能溶解甘油但難溶解單糖的有機(jī)溶劑中，攪拌均 勻后放置結(jié)晶，得到粗阿拉伯糖和阿拉伯糖結(jié)晶后的母液。
12.如權(quán)利要求11所述的從含阿拉伯糖的混合糖液中提取阿拉伯糖的方法，其特征在 于，濃縮前，用酶法或微生物發(fā)酵法選擇性除去糖液中的葡萄糖。
13.如權(quán)利要求11所述的從含阿拉伯糖的混合糖液中提取阿拉伯糖的方法，其特征在 于，步驟(2)加熱溶解時(shí)，進(jìn)行攪拌。
14.如權(quán)利要求11所述的從含阿拉伯糖的混合糖液中提取阿拉伯糖的方法，其特征在 于，步驟(3)所述有機(jī)溶劑為醇、酮、醚、三氯乙烯或它們的混合物。
15.如權(quán)利要求11所述的從含阿拉伯糖的混合糖液中提取阿拉伯糖的方法，其特征在 于，將步驟(3)所述粗阿拉伯糖通過(guò)步驟(2) (3)進(jìn)行重結(jié)晶，得到純阿拉伯糖。全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備植物半纖維素水解液的方法及提取木糖或阿拉伯糖的方法。所述制備半纖維素水解液的方法包括浸泡，酸液預(yù)處理，加熱水解，洗滌等步驟。本發(fā)明采用無(wú)流動(dòng)水的濕料蒸煮方法，避免了流動(dòng)水蒸煮時(shí)由于液比大造成的糖液濃度低和酸液回收量大的問(wèn)題；另一方面，在保溫蒸煮過(guò)程中，采用間接加熱方式，也避免了直接水蒸氣加熱保溫過(guò)程中水蒸氣變成冷凝水所導(dǎo)致的糖液濃度的降低以及酸液的稀釋，從而得到高濃度的糖液和降低了初始浸泡時(shí)所用酸液的濃度。
文檔編號(hào)C08B15/02GK101880329SQ20091003918
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者陳培豪 申請(qǐng)人:陳培豪