申请日2015.03.19
公开(公告)日2015.07.08
IPC分类号C12P19/04; C12P19/14
摘要
本发明公开了一种酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，该方法主要包括如下步骤，以小麦淀粉生产过程中的副产物废水为原料，利用淀粉酶对高粘度副产物-戊聚糖浆中的淀粉进行酶解，降低戊聚糖浆的粘度，利用酵母对液化糖化后的戊聚糖浆进行微生物发酵，控制发酵菌体的生长状态，使菌体把水解的葡萄糖等六碳糖利用完，停止发酵，进行菌体分离，得到富含戊聚糖的液体相和富含蛋白纤维的固体相，液体利用戊聚糖酶水解，再经醇提、分离、干燥得到收率大于80%、纯度≥75%的阿拉伯木聚糖。
权利要求书
1.一种酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，其特征在于包括以下步骤：
1)液化糖化：取小麦淀粉废水液，加入液化酶和糖化酶进行酶解，得到糖化浆液;
2)发酵脱糖：调节步骤1)中获得浆液的pH至4.5-5.0，温度为30-31℃，加入酵母菌发酵15-18h，酵母菌液的加入量与浆液的体积比为1：(5-10)，酵母菌液中菌种数量为109cfu/mL;
3)一次离心：发酵结束后浆液进行离心，去除酵母菌;
4)木聚糖酶酶解：调节步骤3)中去除酵母菌后的浆液温度为50-55℃，pH4-5，加入木聚糖酶酶解1-2h，每吨浆液中木聚糖酶加入量为0.05-0.1Kg;
5)将步骤4)中的酶解液灭酶、纯化、干燥以后，获得阿拉伯木聚糖。
2.如权利要求1所述的酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，其特征在于步骤3)中离心条件为3000-5000rpm/min，时间为10-20min。
3.如权利要求1所述的酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，其特征在于步骤5)中灭酶温度为70-90℃，时间为15-20min。
4.如权利要求1所述的酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，其特征在于步骤5)中纯化步骤为：首先将灭酶后酶解液离心1-2次，离心液中加入乙醇醇沉，离心获得阿拉伯木聚糖的沉淀物。
5.如权利要求4所述的酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，其特征在于醇沉步骤中加入乙醇使其体积分数达到70%以上。
6.如权利要求1所述的酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，其特征在于步骤5)中干燥条件为：40-50℃真空干燥。
7.如权利要求1所述的酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，其特征在于获得的阿拉伯木聚糖成品含水量≤5%，纯度≥75%。
说明书
一种酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术
技术领域
本发明属于食品加工的副产品加工与利用领域，具体涉及一种酶法从小麦淀粉加工的废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术。
背景技术
高压分离(HPD)法小麦深加工过程中，除主产品小麦淀粉、谷朊粉外，还产生大量副产物-戊聚糖。主产品小麦淀粉、谷朊粉有着广泛的用途，市场应用技术成熟，产品供不应求，但其生产受到副产物高粘度戊聚糖处理限制，现高粘度戊聚糖大多作为廉价的饲料和肥料使用。目前在中国小麦淀粉深加工时，大约有6%的戊聚糖以副产品作为动物饲料或在不能及时销售情况下进入污水处理系统，以100万吨小麦加工规模为例，约排放了6万吨戊聚糖，直接影响了企业的经济效益，制约着企业的竞争力。
戊聚糖的存在造成小麦加工废水粘度大、难治理，目前所有小麦精深加工行业普遍存在这样的问题，由于戊聚糖浆持水性强，粘度高，难以分离提纯转化为活性阿拉伯木聚糖，是目前行业存在的技术难题。其不仅造成很大的环境污染，资源浪费，而且使得企业效益下降。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术的不足提供一种工艺简单、提取效果较好的酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术。
本发明的目的是以下述技术方案实现的：
一种酶法从小麦淀粉废水中提取阿拉伯木聚糖的工艺技术，包括以下步骤：
1) 液化糖化：取小麦淀粉废水液，加入液化酶和糖化酶进行酶解，得到糖化浆液;
2) 发酵脱糖：调节步骤1)中获得浆液的pH至4.5-5.0，温度为30-31℃，加入酵母菌发酵15-18h，酵母菌液的加入量与浆液的体积比为1：(5-10)，酵母菌液中菌种数量为109cfu/mL;
3) 一次离心：发酵结束后浆液进行离心，去除酵母菌;
4) 木聚糖酶酶解：调节步骤3)中去除酵母菌后的浆液温度为50-55℃，pH4-5，加入木聚糖酶酶解1-2h，每吨浆液中木聚糖酶加入量为0.05-0.1Kg;
5) 将步骤4)中的酶解液灭酶、纯化、干燥以后，获得阿拉伯木聚糖。
所述步骤1)中液化糖化，液化酶和糖化酶的加入量均为淀粉废水液的0.3-0.8%，液化温度95-105℃，液化时间1-2h，糖化温度55-60℃，糖化时间24-30h。
所述步骤3)中离心条件为3000-5000rpm/min，时间为10-20min。
所述步骤5)中灭酶温度为70-90℃，时间为15-20min。
所述步骤5)中纯化步骤为：首先将灭酶后酶解液离心1-2次，离心液中加入乙醇醇沉，离心获得阿拉伯木聚糖的沉淀物。
所述醇沉步骤中加入乙醇使其体积分数达到70%以上。
所述步骤5)中干燥条件为：40-50℃真空干燥。
所述获得的阿拉伯木聚糖成品含水量≤5%，纯度≥75%。
戊聚糖中的阿拉伯木聚糖对人体具有特定的营养功能，如降低血糖，促进体内双歧杆菌的生长和繁殖，防治便秘，缓解人体疲劳，能够抑制口腔细菌，预防龋齿。阿拉伯木聚糖还具有抗癌作用，抗HIV病毒，抗各种肝炎病毒，抗感染，降低血糖含量和消除体内由自基的功能。因此，阿拉伯木聚糖在食品行业和医疗保健产品行业均具有广泛应用，其市场前景十分广阔。
本发明以HPD法生产小麦谷朊粉和淀粉的副产物为原料，以小麦淀粉生产过程中的副产物废水为原料，利用淀粉酶对高粘度的副产物戊聚糖浆中的淀粉进行酶解，降低戊聚糖浆的粘度，利用酵母对糖化液化后的戊聚糖浆进行微生物发酵，控制发酵菌体的生长状态，使菌体把水解的葡萄糖等六碳糖利用完，停止发酵，进行菌体分离，得到富含戊聚糖的液体相和富含蛋白纤维的固体相，液体利用戊聚糖酶水解，再经醇提、分离、干燥得到收率大于80%、纯度≥75%的阿拉伯木聚糖，合理有效的解决了戊聚糖废水难治理的问题。该技术通过用酶处理、发酵脱糖等新工艺分离出阿拉伯木聚糖，显著地降低了戊聚糖浆的粘度，使得小麦淀粉充分利用，同时减少环境污染，开发了一个集成化生产工艺, 充分利用戊聚糖，增加产品附加值。此技术对提高小麦综合利用效率，提高附加值，减少环境污染，提高我国小麦深加工技术水平意义重大，对突破小麦深加工技术瓶颈促进行业健康发展，推动国家粮食生产核心区国家战略实施有着重要的战略意义。
