專利名稱：利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法。
背景技術(shù)：
木糖醇屬于多元醇，是一種極具營養(yǎng)價值的甜味物質(zhì)，分子式為C5H12O5,白色晶體，易溶于水和乙醇中，其甜度高于蔗糖，也是木糖代謝的正常中間體，尤其還具有特殊的生化性能，其食用后不需要消耗胰島素，就可通過細胞壁直接被人體吸收，且具有降血脂、抗酮體，及特殊的防齲功能，可作為糖尿病人的營養(yǎng)劑、治療劑及兒童防齲食品。在自然界中，木糖醇廣泛存在于果品、蔬菜、谷類、蘑菇之類食物和木材、稻草、玉米芯等植物中，由于其具有多種優(yōu)異性能，可用作甜味劑、營養(yǎng)劑和藥劑在化工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低、生產(chǎn)效率低等問題，提供了一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，所述方法工藝條件溫和、成本低廉、節(jié)能環(huán)保、純度高、收率高，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟效益。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，包括以下步驟
(1)將農(nóng)作物廢料粉碎，加入7-8重量倍的水，沸水蒸煮3小時后，洗滌過濾；
(2)在步驟(I)所述洗滌后的碎廢料中加入稀酸溶液，煮沸溶液，催化水解3-5小時，得木糖溶液；
(3)過濾、洗滌后，采用離子交換樹脂除去水解液中的酸，再用活性炭除去水解液中的色素及其它雜質(zhì)；
(4)在高溫低壓下進行蒸發(fā)濃縮處理后，再在催化劑的作用下升溫加壓氫化，得木糖醇溶液；
(5)再次將木糖醇溶液高溫減壓濃縮至粘稠后，冷卻至48-50°C，加入結(jié)晶促進劑，保溫30-60分鐘，攪拌均勻后，室溫冷卻結(jié)晶12-24小時；
(6)冷凍結(jié)晶將步驟(5)所述木糖醇溶液轉(zhuǎn)移至冰箱中4-6°C繼續(xù)結(jié)晶12-24小時，然后離心或真空抽濾，即得木糖醇純品。根據(jù)上述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，所述農(nóng)作物廢料為玉米芯、玉米稻桿或小麥稻桿。。根據(jù)上述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，步驟(2)所述稀酸是質(zhì)量濃度為1.0-1. 2%的無機酸。根據(jù)上述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，步驟(2)所述稀酸是質(zhì)量濃度為I. 0-1. 2%的鹽酸或硫酸。根據(jù)上述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，步驟(4)所述催化劑為鎳催化劑。根據(jù)上述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，步驟(5)所述結(jié)晶促進劑包括木糖醇濃縮液O. 02-0. 03%重量的食用級山梨酸鈉或葡萄糖酸鈉。根據(jù)上述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，步驟(5)所述結(jié)晶促進劑還包括木糖醇濃縮液1-3%重量的無水乙醇或甘油或木糖醇微晶。本發(fā)明積極有益效果
(I)本發(fā)明以農(nóng)作物廢料為原料，成本低廉，且不需要大型設(shè)備和大的投資，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟效益。
(2)本發(fā)明采用高溫水煮和高溫水洗，可將農(nóng)作物廢料中含有的化肥、農(nóng)藥以及其它有不利影響的淀粉等物質(zhì)清除，避免了淀粉的水解成葡萄糖，也有利于后序的稀酸水解等順利進行。(3)本發(fā)明采用高溫和稀酸水解，大大提高了多縮戊糖水解率，也提高了木糖的提取率，進而提聞了木糖醇的廣率。(4)傳統(tǒng)的中和工序，易使水解液中灰分增加、膠體增加，降低了質(zhì)量，為后續(xù)工作帶來難度，另外中和過堿后，還會加深水解液色澤，并增加糖分分解和損失；本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的中和工藝，利用離子交換樹脂除酸，簡化了工藝，降低了成本，工藝條件溫和，減少了污染，可連續(xù)多次使用。(5)本發(fā)明所述結(jié)晶促進劑能加速木糖醇晶體的結(jié)晶速度，及促進晶體在形成的晶種表面的生長，有效地提高了結(jié)晶效率，增大了產(chǎn)品收率，縮短了生產(chǎn)周期。(6)本發(fā)明工藝科學(xué)、設(shè)計合理，使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，純度高達98%以上，且其中不含葡萄糖，達到國際標準，也提高了收率，使原料得到充分利用。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例進一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實施例I
一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，包括以下步驟
(1)以玉米秸桿為原料，將其粉碎，加入7重量倍的水，沸水蒸煮3小時后，洗滌過濾；
(2)在步驟(I)所述洗滌后的碎廢料中加入質(zhì)量分數(shù)為I.2%的鹽酸溶液，煮沸溶液，催化水解3小時，得木糖溶液；
(3)過濾、洗滌后，采用離子交換樹脂除去水解液中的酸，再用活性炭除去水解液中的色素及其它雜質(zhì)；
(4)在高溫低壓下進行蒸發(fā)濃縮處理后，再在蘭尼鎳的催化作用下升溫加壓氫化，得木糖醇溶液；
(5)再次將木糖醇溶液高溫減壓濃縮至粘稠后，冷卻至48°C，加入木糖醇濃縮液O.02%重量的食用級山梨酸鈉，保溫30分鐘，攪拌均勻后，室溫冷卻結(jié)晶12小時；
(6)冷凍結(jié)晶將步驟(5)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至冰箱中4°C繼續(xù)結(jié)晶12小時，然后離心或真空抽濾，即得木糖醇純品。實施例2
一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，包括以下步驟(1)以玉米芯為原料，將其粉碎，加入8倍的水，沸水蒸煮3小時后，洗滌過濾；
(2)在步驟(I)所述洗滌后的碎廢料中加入質(zhì)量分數(shù)為I.0%的硫酸溶液，煮沸溶液，催化水解5小時，得木糖溶液；
(3)過濾、洗滌后，采用離子交換樹脂除去水解液中的酸，再用活性炭除去水解液中的色素及其它雜質(zhì)；
(4)在高溫低壓下進行蒸發(fā)濃縮處理后，再在蘭尼鎳的催化作用下升溫加壓氫化，得木糖醇溶液；
(5)再次將木糖醇溶液高溫減壓濃縮至粘稠后，冷卻至50°C，加入木糖醇濃縮液O.03%重量的葡萄糖酸鈉，保溫60分鐘，攪拌均勻后，室溫冷卻結(jié)晶24小時；· (6)冷凍結(jié)晶將步驟(5)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至冰箱中6°C繼續(xù)結(jié)晶24小時，然后離心或真空抽濾，即得木糖醇純品。實施例3
一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，包括以下步驟
(1)以高粱秸桿為原料，將其粉碎，加入7.5倍的水，沸水蒸煮3小時后，洗滌過濾；
(2)在步驟(I)所述洗滌后的碎廢料中加入質(zhì)量分數(shù)為I.1%的鹽酸溶液，煮沸溶液，催化水解4小時，得木糖溶液；
(3)過濾、洗滌后，采用離子交換樹脂除去水解液中的酸，再用活性炭除去水解液中的色素及其它雜質(zhì)；
(4)在高溫低壓下進行蒸發(fā)濃縮處理后，再在蘭尼鎳的催化作用下升溫加壓氫化，得木糖醇溶液；
(5)再次將木糖醇溶液高溫減壓濃縮至粘稠后，冷卻至49°C，加入木糖醇濃縮液O.02%重量的食用級山梨酸鈉，同時，加入木糖醇濃縮液2%重量的無水乙醇，保溫45分鐘，攪拌均勾后，室溫冷卻結(jié)晶18小時；
(6)冷凍結(jié)晶將步驟(5)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至冰箱中5°C繼續(xù)結(jié)晶18小時，然后離心或真空抽濾，即得木糖醇純品。實施例4
一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，包括以下步驟
(1)以玉米秸桿為原料，將其粉碎，加入8倍的水，沸水蒸煮3小時后，洗滌過濾；
(2)在步驟(I)所述洗滌后的碎廢料中加入質(zhì)量分數(shù)為I.0%的鹽酸溶液，煮沸溶液，催化水解5小時，得木糖溶液；
(3)過濾、洗滌后，采用離子交換樹脂除去水解液中的酸，再用活性炭除去水解液中的色素及其它雜質(zhì)；
(4)在高溫低壓下進行蒸發(fā)濃縮處理后，再在蘭尼鎳的催化作用下升溫加壓氫化，得木糖醇溶液；
(5)再次將木糖醇溶液高溫減壓濃縮至粘稠后，冷卻至50°C，加入木糖醇濃縮液O.03%重量的食用級山梨酸鈉，同時，加入木糖醇濃縮液1%重量的木糖醇微晶，保溫30分鐘，攪拌均勾后，室溫冷卻結(jié)晶20小時；
(6)冷凍結(jié)晶將步驟(5)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至冰箱中4°C繼續(xù)結(jié)晶18小時，然后離心或真空抽濾，即得木糖醇純品。
實施例5
一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，包括以下步驟
(1)以玉米芯為原料，將其粉碎，加入7倍的水，沸水蒸煮3小時后，洗滌過濾；
(2)在步驟(I)所述洗滌后的碎廢料中加入質(zhì)量分數(shù)為I.0%的硫酸溶液，煮沸溶液，催化水解5小時，得木糖溶液；
(3)過濾、洗滌后，采用離子交換樹脂除去水解液中的酸，再用活性炭除去水解液中的色素及其它雜質(zhì)；
(4)在高溫低壓下進行蒸發(fā)濃縮處理后，再在蘭尼鎳的催化作用下升溫加壓氫化，得木糖醇溶液；
(5)再次將木糖醇溶液高溫減壓濃縮至粘稠后，冷卻至49°C，加入木糖醇濃縮液O.03%重量的葡萄糖酸鈉，同時加入木糖醇濃縮液2%重量的甘油，保溫50分鐘，攪拌均勻后，室溫冷卻結(jié)晶12小時；
(6)冷凍結(jié)晶將步驟(5)所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至冰箱中5°C繼續(xù)結(jié)晶12小時，然后離心或真空抽濾，即得木糖醇純品。本發(fā)明并不局限于上述具體實施方式
，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可據(jù)此做出多種變化，但任何與本發(fā)明等同或者類似的變化都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將農(nóng)作物廢料粉碎，加入7-8重量倍的水，沸水蒸煮3小時后，洗滌過濾； (2)在步驟(I)所述洗滌后的碎廢料中加入稀酸溶液，煮沸溶液，催化水解3-5小時，得木糖溶液； (3)過濾、洗滌后，采用離子交換樹脂除去水解液中的酸，再用活性炭除去水解液中的色素及其它雜質(zhì)； (4)將所得水解液在高溫低壓下進行蒸發(fā)濃縮處理后，再在催化劑的作用下升溫加壓氫化，得木糖醇溶液； (5)再次將木糖醇溶液高溫減壓濃縮至粘稠后，冷卻至48-50°C，加入結(jié)晶促進劑，保溫30-60分鐘，攪拌均勻后，室溫冷卻結(jié)晶12-24小時； (6)冷凍結(jié)晶將步驟(5)所述木糖醇溶液轉(zhuǎn)移至冰箱中4-6°C繼續(xù)結(jié)晶12-24小時，然后離心或真空抽濾，即得木糖醇純品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，其特征在于所述農(nóng)作物廢料為玉米芯、玉米秸桿或小麥秸桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，其特征在于步驟(2)所述稀酸是質(zhì)量濃度為I. 0-1. 2%的無機酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，其特征在于步驟(2)所述稀酸是質(zhì)量濃度為I. 0-1. 2%的鹽酸或硫酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，其特征在于步驟(4)所述催化劑為鎳催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，其特征在于步驟(5)所述結(jié)晶促進劑包括木糖醇濃縮液0. 02-0. 03%重量的食用級山梨酸鈉或葡萄糖酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法，其特征在于步驟(5)所述結(jié)晶促進劑還包括木糖醇濃縮液1-3%重量的無水乙醇或甘油或木糖醇微晶。
全文摘要
本發(fā)明屬于功能糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法。本發(fā)明利用農(nóng)作物廢料制作木糖醇的方法針對現(xiàn)有技術(shù)存在的生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低、生產(chǎn)效率低等問題，依次進行粉碎、沸水蒸煮、稀酸水解、離子交換樹脂去酸、活性炭除色素、蒸發(fā)濃縮、催化加氫，及再次濃縮、結(jié)晶等步驟，工藝條件溫和、成本低廉、節(jié)能環(huán)保、純度高、收率高，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟效益。
文檔編號C07C29/14GK102976895SQ201210532239
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者吳得治, 武華, 武偉, 李魯豫, 李保謙, 李強, 丁亞照, 吳奇澤 申請人:鄭州金土地能源科技有限公司