一種鞣劑聯產栲膠、低聚糖、單糖的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種栲膠、低聚糖、單糖的聯產方法，具體涉及一種鞣料聯產栲膠、低聚木糖(低聚甘露糖)、木糖(甘露糖)和葡萄糖的方法。
【背景技術】
[0002]栲膠是從富含單寧的植物原料中經水浸提和濃縮等步驟加工制得的化工產品，是一類復雜的天然多酚化合物的總稱，其主要成分為單寧。栲膠用途廣泛，在我國含有栲膠的植物，也稱為鞣料，約300種，用作栲膠生產的原料有十余種，主要有殼斗科樹木的皮和殼斗或木材(如槲樹皮、橡椀、櫟木，栗木)、五倍子、漆葉、云杉、落葉松等，當前市場上的栲膠以落葉松、毛楊梅及橡椀栲膠為主。
[0003]目前，栲膠主要是通過熱水或超聲波輔助有機溶劑-水浸提鞣料得到提取液，然后經過濃縮、干燥等工藝制得。例如，現有技術CN200910082293.1公開的一種超聲強化提取板栗苞生產栲膠的新方法，200910172664.5公開的一種山茱萸果核提取栲膠的方法，CN200810055238.9公開的一種柿子栲膠的制備方法，以上均是單一生產栲膠，而且在栲膠生產過程中往往會產生大量的殘渣，對于這些殘渣的利用只是將其與煤混合燃燒產生熱量，供工廠所需或作為動物飼料，并未得到高值化利用，這些堆積如山的殘渣不僅對環(huán)境造成了污染，而且也造成了資源的浪費。
[0004]眾所周知，纖維素和半纖維素占植物干重的2/3以上，具有來源廣泛、可再生以及天然性等特點，可以為單糖和低聚糖的生產提供源源不斷的原料，因此，水解木質纖維是獲得單糖木糖、甘露糖和葡萄糖的重要途徑之一。其中，木糖和甘露糖均屬于戊糖，是組成植物細胞壁中半纖維素聚木糖(闊葉木)和聚甘露糖(針葉木)的基本單糖；低聚木糖和低聚甘露糖則分別是木糖和甘露糖的低聚合度形式；而葡萄糖則屬于己糖，是組成植物細胞壁中纖維素的基本單糖。木糖一般作為食品和飲料中的無熱量甜味劑，適用于肥胖及糖尿病患者，還可以通過加氫還原制備功能食品木糖醇；甘露糖則具有調節(jié)免疫系統、抗炎消月中、抑制腫瘤、增加傷口愈合等功效；低聚木糖和低聚甘露糖具有功能保健作用如提高人體免疫力，降低人體膽固醇等；而葡萄糖是生命活動中不可缺少的物質，在人體內能直接參與新陳代謝，為人體生命活動提供能量，此外，葡萄糖可以水解生產重要的平臺化合物5-羥甲基糠醛，也可以發(fā)酵生產生物乙醇和乳酸。由此可見，栲膠、低聚木糖、低聚甘露糖、木糖、甘露糖和葡萄糖都是重要的化學品，在輕化工、食品、醫(yī)療、保健等領域具有廣泛的用途。
[0005]目前，木糖、甘露糖和葡萄糖則是通過化學酸(硫酸、鹽酸等)或生物酶(木糖酶、甘露糖酶、纖維素酶等)方法分別降解聚木糖、聚甘露糖和纖維素(或淀粉)得到。相比之下，化學酸解效率高、成本低，但容易生產抑制物，例如糠醛或5-羥甲基糠醛等，且對設備腐蝕性較大；生物酶解環(huán)境友好，但生產成本較高，例如現有技術CN200510045325.2公開的一種酶法生產木糖的方法，需經過原料粉碎，前處理，高壓蒸煮或汽爆，酶解，過濾，脫色，過濾，濃縮，脫色，離子交換，濃縮，離子交換，過濾，濃縮，結晶，干燥的復雜工藝工程，成本較高。
[0006]綜上，目前對于大宗化工原料栲膠、木糖、甘露糖和葡萄糖的生產都是各自獨立生產，且未能利用其剩余的殘渣。至今尚未見關于鞣料聯產制備栲膠、低聚木糖(低聚甘露糖)、木糖(甘露糖)和葡萄糖的相關報道。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種鞣料聯產栲膠，低聚木糖(低聚甘露糖)、木糖(甘露糖)和葡萄糖的方法。
[0008]本發(fā)明解決其技術方案采用的技術方案是，一種鞣劑聯產栲膠、木糖和葡萄糖的方法，包括以下步驟:
[0009](I)栲膠的制備:將鞣料粉碎至40?60目后加入到水中，鞣料與水的質量體積比為1:5?l:25kg/L，在80?110°C下攪拌浸提0.5?2.0h，過濾或離心，取濾液或上清液，蒸發(fā)濃縮至35?40%，噴霧干燥即制得栲膠；
[0010](2)低聚糖、單糖的制備:將步驟⑴所得殘渣加入到水中，殘渣與水的質量體積比為1:5?l:25kg/L，在壓力0.1?2.5MPa，溫度140?200°C下攪拌反應0.5?2.0h^t壓冷卻至室溫，過濾或離心，取濾液或上清液，采用孔徑為0.001?0.05 μ m的超濾膜，在壓力0.1?0.5MPa對所得濾液或上清液進行過濾，超濾膜截留溶液濃縮至30?40%后，噴霧干燥即得低聚木糖(低聚甘露糖)，而超濾膜過濾后所得濾液蒸發(fā)濃縮至35?40%，噴霧干燥即得木糖(甘露糖);所得殘渣與0.5?1.0M !^04在料液比1:5?l:25kg/L，溫度100?120°C下攪拌反應0.5?1.0h,冷卻至室溫，過濾或離心，取濾液或上清液，用堿液(優(yōu)選澄清石灰水)中和所得濾液或上清液至中性，再次過濾或離心，取濾液或上清液，蒸發(fā)濃縮至35?40%，噴霧干燥即得葡萄糖。
[0011]進一步，步驟(I)中，所述鞣料為橡椀、櫟木，栗木、五倍子、漆葉、槲樹皮、毛楊梅、云杉和落葉松中的任意一種。
[0012]進一步，步驟(I)，(2)中，所述蒸發(fā)濃縮為三效順流蒸發(fā)濃縮，一效壓力為0.05?
1.0MPa,溫度100?110°C，濃度為5?8%，二效壓力為OMPa，溫度100?110°C，濃度為20?25%，三效壓力-0.004?-0.005MPa，溫度為100?110 °C，濃度為30?40%。
[0013]進一步，步驟(I)，(2)中，所述噴霧干燥為壓力噴霧干燥、離心噴霧干燥和氣流式噴霧干燥中的任意一種。
[0014]本發(fā)明利用鞣料聯產栲膠、低聚木糖(低聚甘露糖)、木糖(甘露糖)和葡萄糖，與現有技術單一生產相比，產品種類轉變?yōu)槎嘣瑥U棄物減少60?70%，并且鞣料得到了高值化綜合利用，具有重要的經濟價值。
【附圖說明】
[0015]圖1為鞣料聯產栲膠、低聚木糖(低聚甘露糖)、木糖(甘露糖)和葡萄糖的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發(fā)明進一步加以說明。
[0017]實施例1:鞣劑聯產栲膠、低聚糖、單糖的方法
[0018](I)栲膠的制備:稱取40?60目橡碗0.1kg加入到0.5L水中，在80°C下攪拌浸提0.5h，過濾或離心，取濾液或上清液，采用三效順流蒸發(fā)濃縮至35%，離心噴霧干燥即得拷膠，得率10% ；
[0019](2)低聚糖、單糖的制備:將步驟(I)所得0.09kg殘渣加入到0.45L水中，在壓力0.1MPa，溫度140°C下攪拌反應0.5h，泄壓冷卻至室溫，過濾或離心，取濾液或上清液，采用孔徑為0.001 μ m的超濾膜，在壓力0.1MPa對所得濾液或上清液進行過濾，超濾膜截留溶液采用三效順流蒸發(fā)濃縮至35%后，離心噴霧干燥即得低聚木糖，而超濾膜過濾后所得濾液采用三效順流蒸發(fā)濃縮至35%，離心噴霧干燥即得木糖，低聚木糖得率15%，木糖得率10%;將所得0.065kg殘渣與0.325L0.5M H2S04i 100°C下攪拌反應0.5h，冷卻至室溫，過濾或離心，取濾液或上清液，用澄清石灰水中和所得濾液或上清液至中性，再次過濾或離心，取濾液或上清液，采用三效順流蒸發(fā)濃縮至35%，離心噴霧干燥即得葡萄糖，得率25%。
[0020]實施例2:鞣劑聯產栲膠、低聚糖、單糖的方法
[0021](I)栲膠的制備:稱取40?60目落葉松0.1kg加入到2.5L水中，在110°C下攪拌浸提2.0h,過濾或離心，取濾液或上清液，采用三效順流蒸發(fā)濃縮至40 %，氣流式噴霧干燥即制得拷膠，得率20 % ；