一种利用玉米秸秆制取结晶果糖和结晶葡萄糖的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农作物处理的技术领域，具体的涉及一种利用玉米秸杆制取结晶果糖和结晶葡萄糖的方法。
【背景技术】
[0002]玉米秸杆是玉米成熟后的废弃物，然后玉米秸杆中含有丰富的营养成分，其中含总糖12%，果糖占6%，匍糖糖占6% ;同时还含有大量粗纤维、粗脂肪、粗蛋白和矿物质等。通常情况下采用以下方式进行处理:(I)作为垃圾；(2)焚烧；(3)粉粹。对于方式(I)作为垃圾进行处理是对玉米秸杆资源的浪费，无法发挥其价值；方式(2)焚烧不仅增加了二氧化碳排放，造成环境问题，而且浪费了资源；方式(3)粉粹处理效果不明显，因粉碎日晒后秸杆干硬，不适合在其耕地再进行播种，故而会再进行焚烧处理。对环境造成破坏，利用价值微乎其微。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对目前玉米秸杆处理方式无法发挥其营养和经济价值的问题而提供一种利用玉米秸杆制取结晶果糖和结晶葡萄糖的方法，该方法不仅解决了玉米秸杆处理所造成的环境问题，而且最大限度的发挥其营养价值，获得结晶果糖和结晶葡萄糖，同时秸杆渣又可以作为饲料实现对牛羊等大规模饲养，产生极大的经济效益，通过循环利用，可以广泛用于食品、饲料等领域。
[0004]本发明的技术方案为:一种利用玉米秸杆制取结晶果糖和结晶葡萄糖的方法，包括以下步骤:
(1)压榨:取新鲜的青玉米秸杆放入压榨机中进行压榨得到秸杆原汁和秸杆渣；其中先横向压榨，青玉米秸杆以7?12°进入压榨机，再纵向压榨，青玉米秸杆以83?96°进入压榨机；
(2)过滤:将步骤(I)所得秸杆原汁输送至过滤机进行过滤，得到纯净的秸杆汁和滤渣；
(3)澄清脱色:在纯净的秸杆汁中加入氢氧化钙和碳酸铵常温下反应15?20分钟；然后加热至70?75°C下除去氨气并加入磷酸进行中和；再进行加热至100?105°C下加入絮凝剂T115。、重硫氧和聚二甲基二烯丙基氯化铵，进行脱色并沉淀过滤分离出澄清汁；其中氢氧化钙与碳酸铵的重量份比为1.2?1.4:1 ;絮凝剂T1150:重硫氧:聚二甲基二烯丙基氯化铵按重量份比为2:3:1.5 ;
(4)浓缩:将步骤(3)所得澄清汁置于四效降膜蒸发器中进行浓缩得到55?64%的浓缩糖浆；
(5)色谱分离:将步骤(4)所得的浓缩糖浆通过色谱柱进行分离，分别得到果糖糖浆和葡萄糖糖浆；
(6)二次浓缩:分别将步骤(5)所得的果糖糖浆和葡萄糖糖浆置于五效降膜蒸发器进行浓缩，分别得到浓度均为90?93%的浓缩果糖糖浆和浓缩葡萄糖糖浆；
(7)结晶、分离和干燥:分别对步骤(6)所得浓缩果糖糖浆和浓缩葡萄糖糖浆进行结晶、分离和干燥，分别得到结晶果糖和结晶葡萄糖；其中浓缩果糖糖浆的结晶条件为:结晶时间20?28小时，pH值为3.7?4.5，结晶温度为46?64°C，终点温度为24?36°C ;浓缩葡萄糖糖浆的结晶条件为:结晶时间8?12小时，pH值为3.2?4.5，结晶温度为44?460C，终点温度为22?30°C。
[0005]将所述步骤(I)压榨所得秸杆渣与所述步骤(2 )过滤所得滤渣进行混合得到混合渣，然后将该混合渣经过压制成型，制成块状饲料。块状饲料营养成分价值高，牛羊吃了易于消化，体积只有散草的1/20，适合长途运输和储存。
[0006]将所述步骤(I)压榨所得秸杆渣与所述步骤(2)过滤所得滤渣混合得到混合渣，将该混合渣置于质量分数为1.5%的氢氧化钠中在75?79°C下反应0.5?1.5小时，然后升温至170?175°C，在1.3?1.8MPa下进行汽爆10分钟，汽爆后对混合渣进行离心，将离心后所得固相经水洗后进行酶解。经过碱预处理然后汽爆再酶解，使得整个方法总糖得率提尚了 11?19%。
[0007]所述酶解具体为:酶解底物浓度为24?29g/L，酶用量为纤维素酶33IU/g干物，纤维
二糖酶18 IU/g干物；温度为47?53°C，pH值为4.7?5.1，水解44?50小时。
[0008]所述步骤(7)结晶、分离和干燥中所得结晶果糖和结晶葡萄糖含水量均小于
0.08%ο
[0009]所述步骤(7)结晶、分离和干燥中结晶的饱和度为1.5?1.7ο
[0010]所述步骤(5)色谱分离的进料流量为10?37mL/min，冲洗液流量为75?118 mL/min ;冲洗过程中液相流速为3.2?4.7 mL/min，出液流速控制在2.7?3.5 mL/min ;分离温度为67?74°C。
[0011]本发明的有益效果为:本发明所述利用玉米秸杆制取结晶果糖和结晶葡萄糖的方法，采用物理法结合生化法，使得玉米秸杆转化为生物营养糖和植物固体饲料。采用该方法所得结晶果糖和结晶葡萄糖纯度达到99.6?99.8% ;结晶收率达到78?85% ;脱色率达到93?95.2%，无回色现象发生。
[0012]所带来的经济效益具体为:假设一亩地玉米可产600公斤玉米，玉米秸杆4000公斤，按秸杆中含总糖12%，其中果糖占6%，葡萄糖占6%计算，则可生产果糖200公斤，葡萄糖200公斤。按结晶果糖市场价每吨1.3?1.4万元，可收入2600元；结晶葡萄糖市场价5千左右，可收入1000元，合计每亩玉米秸杆产值3600元。提取后的玉米秸杆渣约2000公斤，可做成牛、羊牲畜饲料。以羊为例，每只羊可用饲料每天1.5公斤，可用1300天，按每只羊出栏300天计算，一亩地玉米秸杆可养4只羊，每只40公斤，4只可收入4800元，在每亩地600公斤玉米基础上，可给农民再增加8400元收入。
[0013]综上所述，所述利用玉米秸杆制取结晶果糖和结晶葡萄糖的方法不仅解决了玉米秸杆处理所造成的环境问题，改善生态环境，而且最大限度的发挥其营养价值和，并产生经济效益，使农民增收，通过循环利用，提高附加值，可以广泛用于食品、饲料等。
【具体实施方式】
[0014]下面通过实施例对本发明进行详细的说明。
[0015]实施例1
一种利用玉米秸杆制取结晶果糖和结晶葡萄糖的方法，包括以下步骤:
(1)压榨:取新鲜的青玉米秸杆放入压榨机中进行压榨得到秸杆原汁和秸杆渣；其中先横向压榨，青玉米秸杆以7?12°进入压榨机，再纵向压榨，青玉米秸杆以83?96°进入压榨机；
(2)过滤:将步骤(I)所得秸杆原汁输送至过滤机进行过滤，得到纯净的秸杆汁和滤渣；
(3)澄清脱色:在纯净的秸杆汁中加入氢氧化钙和碳酸铵常温下反应15?20分钟；然后加热至70?75°C下除去氨气并加入磷酸进行中和；再进行加热至100?105°C下加入絮凝剂T115。、重硫氧和聚二甲基二烯丙基氯化铵，进行脱色并沉淀过滤分离出澄清汁；其中氢氧化钙与碳酸铵的重量份比为1.2?1.4:1 ;絮凝剂T1150:重硫氧:聚二甲基二烯丙基氯化铵按重量份比为2:3:1.5 ;
(4)浓缩:将步骤(3)所得澄清汁置于四效降膜蒸发器中进行浓缩得到55?64%的浓缩糖浆；
(5)色谱分离:将步骤(4)所得的浓缩糖浆通过色谱柱进行分离，分别得到果糖糖浆和葡萄糖糖浆；其中进料流量为10?37mL/min，冲洗液流量为75?118 mL/min ;冲洗过程中液相流速为3.2?4.7 mL/min,出液流速控制在2.7?3.5 mL/min ;分离温度为67?74 0C ；
(6)二次浓缩:分别将步骤(5)所得的果糖糖浆和葡萄糖糖浆置于五效降膜蒸发器进行浓缩，分别得到浓度均为90?93%的浓缩果糖糖浆和浓缩葡萄糖糖浆；
(7)结晶、分离和干燥:分别对步骤(6)所得浓缩果糖糖浆和浓缩葡萄糖糖浆进行结晶、
分离和干燥，分别得到结晶果糖和结晶葡萄糖；其中浓缩果糖糖浆的结晶条件为:结晶时间
20?28小时，pH值为3.7?4.5，结晶温度为46?64°C，终点温度为24?36°C ;浓缩葡萄糖