低聚木糖生产可行性报告(7)

低聚木糖的生产方法主要包括酸水解法、高温降解法、生物降解法和微波降解法四种。酸水解法、高温降解法和微波降解法由于存在技术难度大、反应速度很难控制、设备投资大和反应副产物多不利于分离纯化等缺点而工业应用前景不大。生物酶法降解反应速度易于控制、专一性强且副产物少，因此酶法降解是低聚木糖最有工业应用前景的方法。

（一）低聚木糖生产原料———木聚糖的制备

制备低聚木糖的原料为木聚糖,它在玉米芯、甘蔗渣、棉子壳和燕麦、桦木等农林产品中含量相对较高,平均可达30 %左右。存在于植物细胞的细胞壁中,与其他的一些成分以一定的方式相互作用。在低聚木糖生产过程中,这些成分会防碍木聚糖与木聚糖酶之间的作用,从而降低形成速率和产率,因此在水解之前,必须对原料进行有效地处理,提取出木聚糖。木聚糖的制备方法通常有以下几种:

(1) 直接高温蒸煮提取木聚糖。Sasaka等在1995 年提出的直接高温蒸煮提取法是利用木聚糖含有的乙酰基侧链在高温蒸煮时脱乙酰,形成乙酸,从而使体系的pH 值下降,木聚糖分子发生自水解而溶解度增加。但高温蒸煮法的提取液中还原糖与总糖之比较低,不利于低聚木糖的生产,且其他副反应随温度变化而较明显。

(2) 碱法提取木聚糖。日本的Isao 在酶法制备木聚糖的研究中对原料预处理进行了研究,采用不同稀碱溶液提取木聚糖,取得了较好的结果。

(3) 酸法提取木聚糖。目前,酸法提取木聚糖已成功用于木糖生产。但提取木聚糖存在较大的缺点,比如提取液中木糖比例很高,不能满足低聚木糖的生产要求;在提取过程中会产生许多副反应并生成一些可能的致癌物质,从而影响到终产品的安全性。杨瑞金等在高温蒸煮法的基础上提出酸预处理后湿法蒸煮的方法,副反应大大降低,且工艺上较为可行。

（二）低聚木糖的生产方法

国内已有文献报道以玉米芯为原料,采用霉菌深层发酵直接生产低聚木糖 。他们筛选出1 株产低聚木糖的微生物,直接接种到含木聚糖的基质中进行发酵,木二糖对木聚糖转化率可达5212 %。该法生产低聚木糖虽然工艺和设备简单,但低聚木糖的提取相对困难,且产品色泽很深,产品安全性有待测试,因此不宜用于工业生产。1998 年,日本的Hiroharu 等人[17]研究了将固定化米曲霉菌丝置于装有木聚糖悬浮液的反应器中,水解得到低聚木糖,结果表明,该固定菌丝可以连续