一种木糖母液的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物化工技术领域，尤其涉及一种木糖母液的处理方法。
【背景技术】
[0002]木糖母液是以玉米芯为原料生产晶体木糖后得到的副产品，主要成份为木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖等，总糖浓为65?70%左右。其中木糖和L-阿拉伯糖为不发酵糖，占总糖的70%，这两种糖的价值很高；葡萄糖、半乳糖等为可发酵糖，占总糖的26%，这两种糖价值较低；其它糖组分还有甘露糖、鼠李糖等杂糖，占总糖的4%。木糖母液因为杂糖含量高，木糖纯度低，难以将母液中的木糖结晶提纯。目前木糖母液的大规模应用主要集中在所含单糖的综合应用上，例如制备焦糖色素，生产饲料酵母等，这些并不能使母液中各种单糖的价值得到充分的发挥。
[0003]公开号为CN 102964393 A的中国专利中通过向难以结晶的木糖母液中加入一定量的木糖离交液(木糖母液与离交液的重量比为1: (I?10))，将木糖液中的木糖纯度提高，然后用滤膜将混合糖液中的色素及多糖一起经膜分离后除去，进行离交后结晶得到木糖。
[0004]上述方法可从木糖母液中结晶得到木糖，但是该方法存在工艺复杂，成本较高等问题，难以工业化应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种木糖母液的处理方法，本发明提供的处理方法的工艺简单，直接结晶即可得到木糖，并且得率较高，为40?50%。
[0006]本发明提供一种木糖母液的处理方法，包括以下步骤:
[0007]A)将木糖母液浓缩至总糖浓为80?92%，得到浓缩的木糖母液；
[0008]B)将所述浓缩的木糖母液升温至70?80°C，然后开始降温，降至60?70°C加入晶种，温度降至20?25°C时，进行结晶，得到结晶产物和第一杂糖液；
[0009]C)将所述步骤B)得到的结晶产物进行重结晶，得到木糖和第二杂糖液。
[0010]优选的，所述步骤B)后还包括:
[0011]将所述步骤B)中的第一杂糖液提取杂糖，所述杂糖包括阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖和鼠李糖中的一种或几种。
[0012]优选的，所述步骤A)之前还包括:
[0013]将木糖母液稀释至总糖浓为5?30%后，依次进行超滤和纳滤，得到纳滤后的木糖母液。
[0014]优选的，所述超滤的温度为10?50°C ;
[0015]所述超滤的压力为I?7bar。
[0016]优选的，所述纳滤的温度为10?50°C ;
[0017]所述纳滤的压力为3.5?30bar。
[0018]优选的，所述步骤B)中，当温度降至20?25°C时，加入溶剂，进行结晶；
[0019]所述溶剂包括甲醇、乙醇和冷冻水中的一种或几种；
[0020]所述溶剂的质量为所述浓缩的木糖母液质量的0.1?20%。
[0021 ] 优选的，所述步骤B)中的降温的速率为0.3?1°C /小时。
[0022]优选的，所述步骤B)中的晶种的质量为所述浓缩的木糖母液质量的0.1?I %。
[0023]优选的，所述步骤B)中进行结晶后，还包括，将结晶后的混合物进行压榨，得到结晶产物和第一杂糖液。
[0024]优选的，所述步骤C)中的重结晶具体包括:
[0025]将所述结晶产物溶于水，得到结晶溶液，将所述结晶溶液升温至75?80°C，然后开始降温，降至70?75°C加入晶种，温度降至25?30°C时进行结晶，得到木糖和第二杂糖液。
[0026]本发明提供了一种木糖母液的处理方法，包括以下步骤:A)将木糖母液浓缩至总糖浓为80?92%，得到浓缩的木糖母液；B)将所述浓缩的木糖母液升温至70?80°C，然后开始降温，降至60?70°C加入晶种，温度降至20?25°C时加入溶剂，进行结晶，得到结晶产物和第一杂糖液；C)将所述步骤B)得到的结晶产物进行重结晶，得到木糖和第二杂糖液。本发明通过控制第一次结晶的工艺，使得木糖母液可以直接结晶，工艺流程简洁，可操作性强，并且木糖的得率较高，实验结果表明，采用本发明的处理方法的木糖纯度为99%，得率为40?50%。
[0027]进一步的，本发明还可将木糖母液先进行超滤和纳滤后再进行结晶，该步骤可将木糖母液中的色素和多糖去除，进一步提高木糖的得率至65?80%，纯度为99 %。
[0028]另外，本发明提供的处理方法绿色环保，污染物的排放较少。
【具体实施方式】
[0029]本发明提供了一种木糖母液的处理方法，包括以下步骤:
[0030]A)将木糖母液浓缩至总糖浓为80?92%，得到浓缩的木糖母液；
[0031]B)将所述浓缩的木糖母液升温至70?80°C，然后开始降温，降至60?70°C加入晶种，温度降至20?25°C时加入溶剂，进行结晶，得到结晶产物和第一杂糖液；
[0032]C)将所述步骤B)得到的结晶产物进行重结晶，得到木糖和第二杂糖液。
[0033]本发明提供的处理方法工艺简单，可操作性强，木糖得率为40?50%，纯度为99%。
[0034]为了进一步提高木糖的得率，本发明优选在浓缩木糖母液之前，将木糖母液先稀释至固含量为5?30%，然后依次进行超滤和纳滤，得到纳滤后的木糖母液。本发明优选将木糖母液与水混合，稀释至固含量为5?30%，更优选稀释至10?20%，然后依次进行超滤和纳滤，得到纳滤后的木糖母液。本发明对所述的木糖母液的来源没有特殊的限制，优选采用玉米芯加工过程中产生的木糖母液，一般来说，木糖母液的质量浓度为65?70%。
[0035]在本发明中，所述超滤的温度优选为10?50°C，更优选为20?45°C，最优选为30?40°C ;所述超滤的压力优选为I?7bar，更优选为2?6bar，最优选为3?5bar ;本发明优选采用超滤膜进行超滤，所述超滤膜的孔径优选为5000?100000道尔顿，更优选为10000?90000道尔顿，最优选为20000?80000道尔顿；所述超滤膜优选为中空纤维膜、管式膜、陶瓷膜和聚醚砜膜中的一种或几种。
[0036]在本发明中，所述纳滤的温度优选为10?50°C，更优选为20?45°C，最优选为30?40 °C ;所述超滤的压力优选为3.5?30bar，更优选为10?25bar，最优选为15?20bar ;本发明优选采用纳滤膜进行纳滤，所述纳滤膜的孔径优选为100?2500道尔顿，更优选为500?2000道尔顿，最优选为800?1500道尔顿；所述纳滤膜优选为聚醚砜膜、磺化聚醚砜膜、聚酯膜、聚砜膜、芳族聚酰胺膜、聚乙烯醇膜和聚哌嗪膜中的一种或几种。。
[0037]本发明优选将纳滤后的木糖母液浓缩至总糖浓为80?92%，S卩，所述木糖母液中所含的所有种类的糖的总的质量浓度。得到浓缩的木糖母液，本发明优选采用三效和单效蒸发器浓缩所述纳滤后的木糖母液。
[0038]得到浓缩的木糖母液后，本发明将浓缩的木糖母液升温至70?80°C，然后开始降温，降至60?70°C加入晶种，温度降至20?25°C时，进行结晶，得到结晶产物和第一杂糖液；本发明优选将浓缩的木糖升温至70?80°C，然后开始降温，降至60?70°C加入晶种，温度降至20?25°C时加入溶剂，进行结晶，结晶结束后，将结晶后的混合物进行压榨，得到结晶产物和第一杂糖液；本发明更优选将浓缩的木糖升温至73?78°C，然后开始降温，降至63?68°C加入晶种，温度降至22?24°C时加入溶剂，进行结晶，结晶结束后，将结晶后的混合物进行压榨，得到结晶产物和第一杂糖液。
[0039]本发明优选以相同的降温速度将所述浓缩的木糖母液从70?80°C降至20?250C，所述降温速率优选为0.3?1°C /小时，更优选为0.5?0.8°C /小时；所述晶种优选为粉碎后的木糖，所述晶种的质量优选为糖膏质量的0.1?I %，更优选为0.2?0.8%，最优选为0.4?0.6% ;所述溶剂优选包括甲醇、乙醇和冷冻水中的一种或几种，所述溶剂的质量优选为所述浓缩后的木糖母液质量的0.1?20%，更优选为I?15%，最优选为5?10%。
[0040]完成所述结晶后，本发明优选将结晶得到的混合物进行压榨或离心，以提取出结晶产物，去除剩余的第一杂糖液，本发明对所述压榨的方法和所用的压榨设备没有特殊的限制，如，可采用板框式压榨机；所述离心的方法为本领域技术人员常用的离心方法。
[0041]在本发明中，所述第一杂糖液可用于提取杂糖，所述杂糖优选包括阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖和鼠李糖中的一种或几种，所述杂糖的提取方法为常规的方法。
[0042]得到结晶产物后，本发明将所述结晶产物进行重结晶，得到木糖和第二杂糖液，本发明优选将所述结晶产物溶于水，得到结