一種酶法從小麥淀粉廢水中提取阿拉伯木聚糖的工藝技術的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于食品加工的副產(chǎn)品加工與利用領域，具體涉及一種酶法從小麥淀粉加工的廢水中提取阿拉伯木聚糖的工藝技術。
【背景技術】
[0002]高壓分離(HPD)法小麥深加工過程中，除主產(chǎn)品小麥淀粉、谷朊粉外，還產(chǎn)生大量副產(chǎn)物-戊聚糖。主產(chǎn)品小麥淀粉、谷朊粉有著廣泛的用途，市場應用技術成熟，產(chǎn)品供不應求，但其生產(chǎn)受到副產(chǎn)物高粘度戊聚糖處理限制，現(xiàn)高粘度戊聚糖大多作為廉價的飼料和肥料使用。目前在中國小麥淀粉深加工時，大約有6%的戊聚糖以副產(chǎn)品作為動物飼料或在不能及時銷售情況下進入污水處理系統(tǒng)，以100萬噸小麥加工規(guī)模為例，約排放了 6萬噸戊聚糖，直接影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益，制約著企業(yè)的競爭力。
[0003]戊聚糖的存在造成小麥加工廢水粘度大、難治理，目前所有小麥精深加工行業(yè)普遍存在這樣的問題，由于戊聚糖漿持水性強，粘度高，難以分離提純轉化為活性阿拉伯木聚糖，是目前行業(yè)存在的技術難題。其不僅造成很大的環(huán)境污染，資源浪費，而且使得企業(yè)效益下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術的不足提供一種工藝簡單、提取效果較好的酶法從小麥淀粉廢水中提取阿拉伯木聚糖的工藝技術。
[0005]本發(fā)明的目的是以下述技術方案實現(xiàn)的:
一種酶法從小麥淀粉廢水中提取阿拉伯木聚糖的工藝技術，包括以下步驟:
1)液化糖化:取小麥淀粉廢水液，加入液化酶和糖化酶進行酶解，得到糖化漿液；
2)發(fā)酵脫糖:調(diào)節(jié)步驟I)中獲得漿液的pH至4.5-5.0，溫度為30-31°C，加入酵母菌發(fā)酵15-18h，酵母菌液的加入量與漿液的體積比為1: (5-10)，酵母菌液中菌種數(shù)量為109cfu/mL ；
3)—次離心:發(fā)酵結束后漿液進行離心，去除酵母菌；
4)木聚糖酶酶解:調(diào)節(jié)步驟3)中去除酵母菌后的漿液溫度為50-55°C，pH4-5，加入木聚糖酶酶解l_2h，每噸漿液中木聚糖酶加入量為0.05-0.1Kg ；
5)將步驟4)中的酶解液滅酶、純化、干燥以后，獲得阿拉伯木聚糖。
[0006]所述步驟I)中液化糖化，液化酶和糖化酶的加入量均為淀粉廢水液的0.3-0.8%，液化溫度95-105°C，液化時間l_2h，糖化溫度55-60°C，糖化時間24_30h。
[0007]所述步驟3)中離心條件為3000-5000rpm/min，時間為10_20min。
[0008]所述步驟5)中滅酶溫度為70-90°C，時間為15_20min。
[0009]所述步驟5)中純化步驟為:首先將滅酶后酶解液離心1-2次，離心液中加入乙醇醇沉，離心獲得阿拉伯木聚糖的沉淀物。
[0010]所述醇沉步驟中加入乙醇使其體積分數(shù)達到70%以上。
[0011]所述步驟5)中干燥條件為:40-50°C真空干燥。
[0012]所述獲得的阿拉伯木聚糖成品含水量< 5%，純度多75%。
[0013]戊聚糖中的阿拉伯木聚糖對人體具有特定的營養(yǎng)功能，如降低血糖，促進體內(nèi)雙歧桿菌的生長和繁殖，防治便秘，緩解人體疲勞，能夠抑制口腔細菌，預防齲齒。阿拉伯木聚糖還具有抗癌作用，抗HIV病毒，抗各種肝炎病毒，抗感染，降低血糖含量和消除體內(nèi)由自基的功能。因此，阿拉伯木聚糖在食品行業(yè)和醫(yī)療保健產(chǎn)品行業(yè)均具有廣泛應用，其市場前景十分廣闊。
[0014]本發(fā)明以HPD法生產(chǎn)小麥谷朊粉和淀粉的副產(chǎn)物為原料，以小麥淀粉生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物廢水為原料，利用淀粉酶對高粘度的副產(chǎn)物戊聚糖漿中的淀粉進行酶解，降低戊聚糖漿的粘度，利用酵母對糖化液化后的戊聚糖漿進行微生物發(fā)酵，控制發(fā)酵菌體的生長狀態(tài)，使菌體把水解的葡萄糖等六碳糖利用完，停止發(fā)酵，進行菌體分離，得到富含戊聚糖的液體相和富含蛋白纖維的固體相，液體利用戊聚糖酶水解，再經(jīng)醇提、分離、干燥得到收率大于80%、純度多75%的阿拉伯木聚糖，合理有效的解決了戊聚糖廢水難治理的問題。該技術通過用酶處理、發(fā)酵脫糖等新工藝分離出阿拉伯木聚糖，顯著地降低了戊聚糖漿的粘度，使得小麥淀粉充分利用，同時減少環(huán)境污染，開發(fā)了一個集成化生產(chǎn)工藝，充分利用戊聚糖，增加產(chǎn)品附加值。此技術對提高小麥綜合利用效率，提高附加值，減少環(huán)境污染，提高我國小麥深加工技術水平意義重大，對突破小麥深加工技術瓶頸促進行業(yè)健康發(fā)展，推動國家糧食生產(chǎn)核心區(qū)國家戰(zhàn)略實施有著重要的戰(zhàn)略意義。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
本發(fā)明公開的一種酶法從小麥淀粉廢水中提取阿拉伯木聚糖的工藝技術，包括以下步驟:
1)液化糖化:取小麥淀粉廢水液，加入液化酶和糖化酶進行酶解，液化酶和糖化酶的加入量均為淀粉廢水液的0.3-0.8%，液化溫度95-105 °C，液化時間l_2h，糖化溫度55-60 °C，糖化時間 24-30h ；
2)發(fā)酵脫糖:調(diào)節(jié)步驟I)中獲得漿液的pH至4.5-5.0，溫度為30-31°C，加入酵母菌發(fā)酵15-18h，酵母菌液的加入量與漿液的體積比為1: (5-10)，酵母菌液中菌種數(shù)量為109cfu/mL，酵母菌采用對數(shù)期后期，穩(wěn)定期之前的菌種；
3)一次離心:發(fā)酵結束后楽液進行離心，去除酵母菌，離心條件為3000-5000rpm/min，時間為10-20min ；
4)木聚糖酶酶解:調(diào)節(jié)步驟3)中去除酵母菌后的漿液溫度為50-55°C，pH4-5，加入木聚糖酶酶解l_2h，每噸漿液中木聚糖酶加入量為0.05-0.1Kg ；
5)滅酶:升溫步驟(4)中的水解液至70°C-90°C，時間15-20min ；
6)二次離心:步驟(4)中的酶解液滅酶后，3000-5000rpm/min,離心30min，得到液相和固相；若液相較為混濁，可再次離心，離心結束后，將兩次離心所得液相合并，其中富含可溶性阿拉伯木聚糖；
7)醇沉純化:添加無水乙醇至步驟(6)中離心液，使其體積分數(shù)達到70%以上，從而使阿拉伯木聚糖沉淀，沉淀物為阿拉伯木聚糖，其含量可達到75%甚至超過75% ;
8)離心:4000rpm/min，離心15min，得阿拉伯木聚糖產(chǎn)品的沉淀物；
9)真空干燥:烘箱中40-50°C低溫真空干燥步驟(8)中的沉淀物，干燥至含水量<5%。
[0017]獲得的阿拉伯木聚糖成品含水量< 5%，純度多75%。
[0018]實施例2
本發(fā)明公開的一種酶法從小麥淀粉廢水中提取阿拉伯木聚糖的工藝技術，包括以下步驟:
1)液化糖化:取小麥淀粉廢水液，加入液化酶和糖化酶進行酶解，液化酶和糖化酶的加入量均為淀粉廢水液的0.5%，液化溫度95°C，液化時間1.5h，糖化溫度56°C，糖化時間29h ；
2)發(fā)酵脫糖:調(diào)節(jié)步驟I)中獲得漿液的pH至4.5，溫度為31°C，加入酵母菌發(fā)酵15h，酵母菌液的加入量與漿液的體積比為1:10，酵母菌液中菌種數(shù)量為109cfu/mL，酵母菌采用對數(shù)期后期，穩(wěn)定期之前的菌種；
3)—次離心:發(fā)酵結束后漿液進行離心，去除酵母菌，離心條件為4000rpm/min，時間為 15min ；
4)木聚糖酶酶解:調(diào)節(jié)步驟3)中去除酵母菌后的漿液溫度為55°C，pH4.5，加入木聚糖酶酶解2h，每噸漿液中木聚糖酶加入量為0.05Kg ；
5)滅酶:升溫步驟(4)中的水解液至70°C，時間20min；
6)二次離心:步驟(4)中的酶解液滅酶后，4000rpm/min,離心30min，得到液相和固相；離心液中富含可溶性阿拉伯木聚糖；
7)醇沉純化:添加無水乙醇至步驟(6)中離心液，使其體積分數(shù)達到75%，從而使阿拉伯木聚糖沉淀，沉淀物為阿拉伯木聚糖，其含量可達到78%。
[0019]8)離心:4000 rpm/min，離心15min，得阿拉伯木聚糖產(chǎn)品的沉淀物；
9)真空干燥:烘箱中40°C低溫真空干燥步驟(8)中的沉淀物，干燥至水分含量5%。
[0020]獲得的阿拉伯木聚糖成品含水量5%，純度78%。
[0021]實施例3
本發(fā)明公開的一種酶法從小麥淀粉廢水中提取阿拉伯木聚糖的工藝技術，包括以下步驟:
1)液化糖化:取