本發(fā)明涉及l(fā)-阿拉伯糖生產(chǎn)，特別是涉及一種l-阿拉伯糖和木糖制備工藝。

背景技術(shù)：

1、木糖生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的木糖母液，常規(guī)木糖母液處理工藝是用色譜提取木糖，提取木糖后剩余的低品質(zhì)木糖母液中存在大量的膠體、陰陽(yáng)離子，如果用常規(guī)離子交換凈化會(huì)堵塞離子交換柱，且木糖因多次回套提取，木糖醇、l-阿拉伯糖、果糖、低聚木糖、二聚糖、三聚糖已經(jīng)很難分離開，利用價(jià)值較低，在常規(guī)處理方法中，只能作為液體副產(chǎn)品外賣或當(dāng)作動(dòng)物飼料處理，利用價(jià)值較低。然而，低品質(zhì)的木糖母液內(nèi)還含有木糖、l-阿拉伯糖，一般木糖純度在30%左右，l-阿拉伯糖純度在25%左右，若直接將木糖母液當(dāng)作副產(chǎn)品售賣產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低且難以得到合理有效利用。

2、l-阿拉伯糖具有獨(dú)特的生理功能，經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，其對(duì)蔗糖的新陳代謝轉(zhuǎn)化有顯著的阻斷作用，在減肥、控制糖尿病方面具有良好的應(yīng)用前景；其還能促進(jìn)體內(nèi)雙歧桿菌的生長(zhǎng)和繁殖，對(duì)防治便秘具有很好的效果；同時(shí)還具有梳理人體骨骼肌的作用，緩解人體疲勞的作用；而且其不易被口腔內(nèi)的細(xì)菌分解，能夠抑制口腔細(xì)菌，預(yù)防齲齒等等；可見相比于將低品質(zhì)木糖母液當(dāng)作副產(chǎn)品售賣而言，從低品木糖母液中提取l-阿拉伯糖明顯有著更好的應(yīng)用前景，更有利于經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3、然而由于木糖母液中存在的幾種單糖，包括d-木糖、l-l-阿拉伯糖、d-葡萄糖、d-半乳糖，這些單糖性質(zhì)極為相似，分離難度較大，目前常用的方法是采用色譜法分離。然而目前常用的色譜方法都存在相應(yīng)的弊端，其中離子色譜法的堿性流動(dòng)相易使糖類分解或異構(gòu)化；氣相色譜法需要一些復(fù)雜的衍生化操作且副產(chǎn)物較多；高效液相色譜法直接測(cè)定單糖常用的示差折光檢測(cè)器靈敏度較低，且無法進(jìn)行梯度洗脫，定量誤差較大；全程使用色譜不僅操作繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，設(shè)備成本高，而且得到的產(chǎn)品純度也受影響，同時(shí)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)而言需要使用大量的試劑，試劑成本較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)使用，因此提供一種更適用于工業(yè)生產(chǎn)的工藝使木糖母液利用更大化是目前亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，用于解決現(xiàn)有使用色譜方法操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)，不利于工業(yè)化生產(chǎn)的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，包括以下步驟：

3、s1、木糖母液預(yù)處理：取木糖母液，將木糖母液折光調(diào)配至45-65%，向其中加入3-5‰碳爆劑（氫氧化鈣：碳酸鈣為1:1），然后通入二氧化碳對(duì)木糖母液進(jìn)行碳爆，使木糖粘度降低；然后加入3-5‰的活性炭對(duì)木糖母液進(jìn)行脫色、過濾得到濾清液；其中氫氧化鈣和活性炭的添加量均以母液質(zhì)量計(jì)；

4、s2、凈化：將濾清液進(jìn)行凈化，得到電導(dǎo)小于10-100μs/cm凈化液；

5、s3、蒸發(fā)濃縮：將凈化液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮得到折光40-60%的凈化液；

6、s4、分離：將折光40-60%的凈化液進(jìn)色譜，進(jìn)行三組分分離，分離得到ad液、bd液和cd液；

7、從ad液收l(shuí)-阿拉伯糖，得到折光15-17、純度65-75%的l-阿拉伯糖液；

8、將bd液進(jìn)行濃縮，濃縮后利用色譜提取木糖，得到木糖成品；

9、s5、純化：向s4制得的l-阿拉伯糖液中添加3-5‰活性炭脫色，脫色后經(jīng)阿瑪過濾機(jī)過濾、蒸發(fā)得到折光60-75%的l-阿拉伯糖預(yù)蒸液，進(jìn)一步煮糖處理后得到折光80-88%的晶漿液；將晶漿液離心、干燥、篩分后得到成品l-阿拉伯糖。

10、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，步驟s1中對(duì)木糖母液進(jìn)行脫色時(shí)將溫度升高至50-70℃。

11、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，步驟s1中使用阿瑪過濾機(jī)對(duì)脫色后的木糖母液進(jìn)行過濾。

12、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，步驟s2中將濾清液分別過炭柱、陽(yáng)離子交換柱、陰離子交換柱和混床交換柱進(jìn)行凈化。

13、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，所述炭柱為高徑比3-8的顆粒炭柱，炭柱液體停留時(shí)間為35-50min。

14、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，所述陽(yáng)離子交換柱為能夠去除鈣鈉鎂的離子交換柱。

15、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，所述陰離子交換柱為能夠去除銨離子、硫酸根離子的離子交換柱。

16、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，步驟s3中蒸發(fā)濃縮可采用三效板式蒸發(fā)器和tvr蒸發(fā)器聯(lián)合進(jìn)行蒸發(fā)濃縮或使用tvr多效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。

17、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，在步驟s4中將獲得的ad液再次進(jìn)入色譜分離，得到cd液和含有足夠純度l-阿拉伯糖的a1d液，從a1d液中收l(shuí)-阿拉伯糖。

18、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，步驟s5中將l-阿拉伯糖晶漿液用離心機(jī)在轉(zhuǎn)速1200-2200r/min條件下離心5min后，再用振動(dòng)流化床干燥機(jī)干燥，搖擺篩篩分得到成品l-阿拉伯糖。

19、上述的l-阿拉伯糖和木糖制備工藝，步驟s4中將bd液進(jìn)行濃縮，保證折光在30%-50%；濃縮后利用二組分色譜提取木糖，分別得到木糖色譜液和木糖前組分；將木糖色譜液進(jìn)行二次濃縮，出料折光控制在65%-88%，溫度60℃-75℃；蒸發(fā)濃縮后的木糖液進(jìn)入結(jié)晶罐降溫結(jié)晶以獲取糖膏，按每小時(shí)0.2℃-3℃降溫，終點(diǎn)溫度控制在15℃-45℃；將結(jié)晶好的糖膏進(jìn)行離心，得到結(jié)晶木糖，即為木糖成品。

20、有益效果：

21、1、本發(fā)明l-阿拉伯糖和木糖制備工藝不需要完全借助色譜進(jìn)行提取，整體設(shè)備和工藝更適合工業(yè)化，而且相比于色譜提取，耗時(shí)更短，且不需要使用大量色譜試劑，節(jié)約成本。

22、2、本發(fā)明通過對(duì)木糖母液進(jìn)行預(yù)處理，在去除原料膠質(zhì)的同時(shí)降低物料粘度，若物料未經(jīng)過碳爆處理，物料直接進(jìn)入脫色離交工序，脫色工序物料無法脫色達(dá)到預(yù)定工序，離交工序在物料：樹脂比例為3:1時(shí)（正常工作比例為20:1），離交需進(jìn)行再生，且會(huì)對(duì)樹脂造成不可逆損壞。

23、3、本發(fā)明方法將脫色處理后的木糖母液經(jīng)過阿瑪過濾機(jī)過濾之后，再經(jīng)炭柱吸附膠質(zhì)和脫色，隨后使用陽(yáng)離子交換柱去除鈣鎂鈉離子、陰離子交換柱去除銨離子和硫酸根離子，混床交換柱進(jìn)行凈化二次去除陰陽(yáng)離子。單獨(dú)調(diào)節(jié)凈化液ph至4.5-5.5，若ph高于這個(gè)范圍會(huì)導(dǎo)致后續(xù)色譜分離樹脂活性快速降低，ph低于這個(gè)范圍會(huì)影響色譜分離效率，導(dǎo)致l-阿拉伯糖收率降低。

24、4、因物料中含有木二糖、多種木多糖、果糖和半乳糖，在普通蒸發(fā)器中濃縮黏度大且容易結(jié)晶，本發(fā)明方法使用多效蒸發(fā)器，具體使用的是三效和tvr一體的蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，一效溫度80-84℃，二效溫度70-75℃，三效溫度62-66℃，在濃縮工段停留時(shí)間為25-35min，將凈化液濃縮到折光40-60%。

25、5、本發(fā)明方法通過色譜進(jìn)行三組分分離，可以從ad液中獲到l-阿拉伯糖，bd液獲得提純木糖，正常操作工序三組分只能得到l-阿拉伯糖一種產(chǎn)品，本次色譜三組分分離在操作上將木糖作為前雜（bd）處理，l-阿拉伯糖作為后雜(ad)獲得，同時(shí)需保證木糖中l(wèi)-阿拉伯糖（重量比）≤2％，l-阿拉伯糖中木糖含量（重量比）≤1.7％；然后將含l-阿拉伯糖的ad液再次經(jīng)過色譜，得到cd液（主要為木二塘、木糖多糖、半乳糖、果糖等）和含有足夠純度l-阿拉伯糖的a1d液作為下步工序原料進(jìn)一步獲取l-阿拉伯糖；而得到的bd液經(jīng)過濃縮和色譜處理后能夠得到純度較高的木糖；本發(fā)明經(jīng)過三組分分離，能夠得到純度足夠的木糖和l-阿拉伯糖兩種產(chǎn)品。

26、6、本發(fā)明采用二次脫色操作，在進(jìn)入離子交換進(jìn)行首次脫色，本次脫色的目的主要是去除原料中大部分色素和木質(zhì)素，保護(hù)離交和色譜樹脂的活性；第二次脫色在色譜分離后濃縮前，經(jīng)色譜分離后，阿拉伯液中含有部分未被完全處理的色素和木質(zhì)素，若不進(jìn)行脫色，l-阿拉伯糖成品會(huì)發(fā)黃，經(jīng)過色譜分離將粘度較大后雜木二塘、木糖多糖、半乳糖、果糖等去除，l-阿拉伯糖醇具備二次脫色條件，若將二次脫色放在濃縮后，物料濃度大，在實(shí)際操作中無法實(shí)現(xiàn)脫色的操作。

27、7、本發(fā)明的方法著重l-阿拉伯糖醇生產(chǎn)工藝，兼顧木糖提純，l-阿拉伯糖一次收率為45％，綜合收率在60%左右，最高收率達(dá)65％，l-阿拉伯糖產(chǎn)品純度≥98％；木糖一次收率50％，最高收率達(dá)95％，木糖純度≥99％。