目前,國外在低聚木糖的研究與生產(chǎn)方面日趨深入,其中關(guān)于低聚木糖的研究報道以日本較多。低聚木糖一般以富含木聚糖的農(nóng)業(yè)廢料如玉米芯、蔗渣、棉籽殼、麩皮及農(nóng)作物秸稈等為原料,這些原料中含有豐富的木聚糖半纖維,來源廣泛,價格低廉,通過合理開發(fā),充分利用,可以減少污染,變廢為寶。在這些原料中,以玉米芯中的木聚糖含量高,所以在實驗和工業(yè)化生產(chǎn)中,以玉米芯作為原料的居多。
低聚木糖的生產(chǎn)技術(shù)包括從玉米芯、棉子殼以及蔗渣等原料中提取木聚糖和木聚糖酶法水解,和最 后低聚木糖產(chǎn)品的純化等三個方面。低聚木糖的制備主要采用多糖降解的方法,在生產(chǎn)中,按照提取木聚糖的方法不同,一般可分為以下四種:①酸水解法:②熱水抽提(包括蒸汽爆破)法;③酶水解法;④微波降解法I9l。酸法提取木聚糖時木糖含量太高,不利于低聚木糖的生產(chǎn);堿法提取木聚糖時得到的木聚糖漿粘度太高,不便與操作,且產(chǎn)物中還原糖含量高,不利于生產(chǎn);因此在工業(yè)化生產(chǎn)中,一般采用的是蒸煮法提取木聚糖,再加酶水解的生產(chǎn)工藝路線:原料(玉米芯、蔗渣等)一木聚糖一加酶水解一低聚木糖粗產(chǎn)品分離、純化一產(chǎn)品。
木聚糖的提取和精制:
堿法提?。阂掖?、氯化鈉預(yù)浸洗除去可溶性糖和粗蛋白,氫氧rtn1化鈉抽提,乙酸中和,最 后用乙醇將木聚糖沉淀出來…。蒸煮法提取:在高溫下作用,木聚糖自身含有的乙?;撀湫纬梢宜?,使體系pH值降低,從而使木聚糖B—l,4糖苷鍵在較高溫度下發(fā)生斷裂,發(fā)生自水解,木聚糖分子量降低,溶解度增大。下圖中對堿法提取木聚糖酶解后產(chǎn)物和蒸煮法提取木聚糖酶解后產(chǎn)物的含量進行了比較,供參考:
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對玉米芯加酸預(yù)處理以后干法蒸煮效果比不經(jīng)預(yù)處理的濕法蒸煮效果好。
木聚糖的酶法水解:
目前,產(chǎn)木聚糖的微生物有細菌、鏈霉菌、曲霉菌、青霉、木霉rII1和毛殼霉等。但是自然界微生物產(chǎn)生的木聚糖降解酶系均存在木糖苷酶活性,往往影響低聚木糖的產(chǎn)率,同時還伴隨產(chǎn)生大量淀粉酶、纖維素酶,這些酶性質(zhì)相近,增加了分離純化木聚糖降解酶系的困難。低聚木糖是通過內(nèi)切木聚糖酶水解木聚糖得到的,許多絲狀真菌都產(chǎn)木聚糖酶,但往往不止產(chǎn)一種酶,如還產(chǎn)B—l,4一木糖酶苷。B—l,4一木糖酶苷會水解木二糖為木糖,增加產(chǎn)品分離的困難,影響最終產(chǎn)品的純度,因此篩選產(chǎn)木聚糖酶酶活高而B—l,4一木糖rI’1苷酶酶活低的菌株對于酶法生產(chǎn)低聚木糖是極其重要的…。不同來源的木聚糖酶的酶系有所不同,要生產(chǎn)出高純度的低聚木糖產(chǎn)品,使其含有的木二糖和木三糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠遠大于木糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù),就必須選用內(nèi)切木聚糖酶酶活高而木糖苷酶活力低的木聚糖酶。一般生產(chǎn)中都以里氏木霉RutC30為菌種,木聚糖為碳源,采用改進的Mandels配方產(chǎn)木聚糖酶。