专利名称：利用玉米芯制备木糖醇的方法
技术领域：
本发明涉及一种功能性糖的生产方法，具体为ー种利用玉米芯制备木糖醇的方法。
背景技术：
木糖醇(C5H12O5),又名戊五醇，是ー种五碳糖醇。木糖醇是木糖代谢的中间产物，外形为结晶性白色粉末，有吸湿性，无毒无异味，有甜味，极易溶于水，微溶于こ醇和甲醇。广泛存在于果品、蔬菜、谷类、蘑菇之类食物和木材、稻草、玉米芯等植物中。木糖醇可用作甜味剂、营养剂和药剂在化工、食品、医药等エ业中广泛应用。 木糖醇作为一种功能性甜味剂，能參与人体代谢，进入血液后，不需胰岛素就能透入细胞而且代谢速度快，不会引起血糖升高，是最适合于糖尿病患者食用的营养型食糖替代品。木糖醇除具有蔗糖、葡萄糖的共性外，还具有特殊的生化性能，它不需要通过胰岛素，就能透过细胞壁被人体吸收，并有降低血脂、抗酮体等功能。木糖醇是ー种具有营养价值的甜味物质，也是人体糖类代谢的正常中间体。ー个健康的人，即使不吃任何含有木糖醇的食物，每100毫克的血液中也含有O. 03-0. 06毫克的木糖醇。在自然界中，木糖醇广泛存在于各种水果、蔬菜中，但含量很低。商品木糖醇是用玉米芯、甘蔗渣等农业作物中，经过深加工而制得的，是ー种天然健康的甜味剂。木糖醇白色晶体，外表和蔗糖相似，是多元醇中最甜的甜味剂，味凉、甜度相当于蔗糖，热量相当于葡萄糖，是未来的甜味剂，是蔗糖和葡萄糖替代品。同时，木糖醇的防龋齿特性在所有的甜味剂中效果最好，首先是木糖醇不能被ロ腔中产生龋齿的细菌发酵利用，抑制链球菌生长及酸的产生；其次在咀嚼木糖醇时，能促进唾液分泌，唾液多了既可以冲洗口腔、牙齿中的细菌，也可以增大唾液和龋齿斑点处碱性氨基酸及氨浓度，同时减缓口腔内PH值下降，伤害牙齿的酸性物质被中和稀释，抑制了细菌在牙齿表面的吸附，从而減少了牙齿的酸蚀，防止龋齿和減少牙斑的产生，巩固牙齿。木糖醇是独特的多羟基化合物，它可以単独地禁止链球菌突变异种的增长，从而减轻龋齿的感染率。木糖醇不会被蛀牙菌发酵产酸腐蚀牙齿，同时木糖醇的清新甜味还能促进唾液的分泌，补充唾液中的磷和钙，促进牙齿的自然修复。木糖醇与普通的白砂糖相比，具有热量低的优势，每克木糖醇仅含有2. 4卡路里热量，比其他大多数碳水化合物的热量少40%，因而木糖醇可被应用于各种减肥食品中，作为高热量白糖的代用品。但现在在生产木糖醇的エ艺上存在很多问题，如在原料的选择方面存在差异，导致生产出来的木糖醇品质不一，又因这几年来木糖醇作为エ业原料需求量越来越大，所以生产木糖醇的原料需要寻求ー个完善的标准和质素。其次，就是在生产过程中，エ艺复杂，设备成本高，不易控制，从而降低了产品的产率和回收率及纯度。
发明内容
为了克服在生产木糖醇生产过程中产生的问题，本发明的目的就在于提供ー种エ艺简单，成本低，投资少，设备简单的利用玉米芯制备木糖醇的方法。本发明利用玉米芯制备木糖醇的方法，包括原料选备、酸性水解、中和处理、脱色蒸发、离子交換、加氢反应、浓缩结晶分离和干燥包装八个步奏；其特征在于，所述的离子交换步奏中，采用732型阳离子交换树脂柱和多孔阴离子交换树脂柱串联对木糖醇进行净化；使脱色蒸发后的浓缩液自上而下先进入732型阳离子交换树脂柱，再进入多孔阴离子交换树脂柱，得到无色透明的木糖液。进ー步，所述的浓缩结晶分离步奏中，还包括母液回收的步奏，母液先经过净化处理，再通过浓缩结晶，能够得到纯度不低于90%的木糖醇。进ー步，所述的原料选备步奏中，选择含水量在10% -15%的白色玉米芯，粉碎后过10目筛，并与3-5倍于质量的离子水移动在预处理釜中保温1-2小时，滤渣后风干，待
用。 进ー步，所述的酸性水解中，采用低压水解法，其中硫酸浓度为O. 5% -I. 5%，pH值为O. 8-1. 2，水解温度为110-130°C，水解时间3-5小时。进ー步，所述的中和处理步奏中，采用碳酸钙乳液进行中和，然后加温至75-80°C吋，边搅拌，边加入波美15度的碳酸钙乳液，直到pH值为2. 3-3. O为中和点，保温养晶I小时，通过压滤机滤除硫酸钙渣。进ー步，所述的加氢反应步奏中，加氢压カ为70_80kg/cm2之间，温度为110-120°C，相对于催化剂体积的进料速比为O. 8-1。进ー步，所述的浓缩结晶分离步奏中，分两步进行蒸发浓缩，第一歩在真空度为700mm汞柱，温度为50°C的情况下，浓缩到含醇50 % ;第二步采用升降膜蒸发器，真空度提高到700mm汞柱以上，温度提高到70-75°C，浓缩到含醇大于90%即可出料，压入结晶机，进行結晶。本发明利用玉米芯制备木糖醇的方法，通过采用732型阳离子交换树脂柱对除去灰份和阳离子，同时还能以吸附的形式除去胶体和非糖体；利用多孔阴离子交換树脂对残余的硫酸阴离子，而且还能吸附除掉部分的胶体杂质和色素，提高了木糖醇的纯度，減少了设备结垢，大大的提高了产品的质量，并且通过母液回收提高了产品的产量和原料的利用率，再配合各个步奏的精细控制，简化了エ艺，方便了生产，其有益效果在干，设计合理，エ艺简单，投入成本低，产品品质高，设备损耗小，产量高，能耗低，适于推广。
具体实施例方式实例I本发明利用玉米芯制备木糖醇的方法，包括以下步奏I)原料选备选择含水量在10%的白色玉米芯，粉碎后过10目筛，并与3倍于质量的离子水移动在预处理釜中保温I小时，滤渣后风干，待用。2)酸性水解,采用低压水解法,其中硫酸浓度为O. 5%, pH值为O. 8，水解温度为110°C，水解时间3小时。3)中和处理，采用碳酸钙乳液进行中和，然后加温至75°C吋，边搅拌，边加入波美15度的碳酸钙乳液，直到pH值为2. 3为中和点，保温养晶I小时，通过压滤机滤除硫酸钙渣。
4)脱色蒸发。5)离子交換，采用732型阳离子交换树脂柱和多孔阴离子交换树脂柱串联对木糖醇进行浄化；使脱色蒸发后的浓缩液自上而下先进入732型阳离子交换树脂柱，再进入多孔阴离子交换树脂柱，得到无色透明的木糖液。6)加氢反应，加氢压カ为70kg/cm2之间，温度为110_120°C，相对于催化剂体积的进料速比为0.8。7)浓缩结晶分离，分两步进行蒸发浓缩，第一歩在真空度为700mm汞柱，温度为50°C的情况下，浓缩到含醇50% ;第二步采用升降膜蒸发器，真空度提高到700mm汞柱以上，温度提高到70°C，浓缩到含醇大于90%即可出料，压入结晶机，进行結晶。其中还包括母液回收的步奏，母液先经过净化处理，再通过浓缩结晶，能够得到纯度不低于90%的木糖 醇。8)干燥包装。实例2本发明利用玉米芯制备木糖醇的方法，包括以下步奏I)原料选备选择含水量在12%的白色玉米芯，粉碎后过10目筛，并与3-5倍于质量的离子水移动在预处理釜中保温I. 5小时，滤渣后风干，待用。2)酸性水解,采用低压水解法,其中硫酸浓度为1%,ρΗ值为I,水解温度为120°C,水解时间4小时。3)中和处理，采用碳酸钙乳液进行中和，然后加温至78°C吋，边搅拌，边加入波美15度的碳酸钙乳液，直到pH值为2. 5为中和点，保温养晶I小时，通过压滤机滤除硫酸钙渣。4)脱色蒸发。5)离子交換，采用732型阳离子交换树脂柱和多孔阴离子交换树脂柱串联对木糖醇进行浄化；使脱色蒸发后的浓缩液自上而下先进入732型阳离子交换树脂柱，再进入多孔阴离子交换树脂柱，得到无色透明的木糖液。6)加氢反应，加氢压カ为75kg/cm2之间，温度为115°C，相对于催化剂体积的进料速比为09。7)浓缩结晶分离，分两步进行蒸发浓缩，第一歩在真空度为700mm汞柱，温度为50°C的情况下，浓缩到含醇50% ;第二步采用升降膜蒸发器，真空度提高到700mm汞柱以上，温度提高到72°C，浓缩到含醇大于90%即可出料，压入结晶机，进行結晶。其中还包括母液回收的步奏，母液先经过净化处理，再通过浓缩结晶，能够得到纯度不低于90%的木糖醇。8)干燥包装。实例3本发明利用玉米芯制备木糖醇的方法，包括以下步奏I)原料选备选择含水量在15%的白色玉米芯，粉碎后过10目筛，并与5倍于质量的离子水移动在预处理釜中保温2小时，滤渣后风干，待用。2)酸性水解,采用低压水解法,其中硫酸浓度为I. 5%，pH值为I. 2，水解温度为130°C，水解时间5小时。
3)中和处理，采用碳酸钙乳液进行中和，然后加温至80°C吋，边搅拌，边加入波美15度的碳酸钙乳液，直到pH值为3. O为中和点，保温养晶I小时，通过压滤机滤除硫酸钙渣。4)脱色蒸发。5)离子交換，采用732型阳离子交换树脂柱和多孔阴离子交换树脂柱串联对木糖醇进行浄化；使脱色蒸发后的浓缩液自上而下先进入732型阳离子交换树脂柱，再进入多孔阴离子交换树脂柱，得到无色透明的木糖液。6)加氢反应，加氢压カ为80kg/cm2之间，温度为120°C，相对于催化剂体积的进料速比为I。7)浓缩结晶分离，分两步进行蒸发浓缩，第一歩在真空度为700mm汞柱，温度为50°C的情况下，浓缩到含醇50% ;第二步采用升降膜蒸发器，真空度提高到700mm汞柱以 上，温度提高到75°C，浓缩到含醇大于90%即可出料，压入结晶机，进行結晶。其中还包括母液回收的步奏，母液先经过净化处理，再通过浓缩结晶，能够得到纯度不低于90%的木糖醇。8)干燥包装。
权利要求
1.利用玉米芯制备木糖醇的方法，包括原料选备、酸性水解、中和处理、脱色蒸发、离子交換、加氢反应、浓缩结晶分离和干燥包装八个步奏；其特征在于，所述的离子交换步奏中，采用732型阳离子交换树脂柱和多孔阴离子交换树脂柱串联对木糖醇进行浄化；使脱色蒸发后的浓缩液自上而下先进入732型阳离子交换树脂柱，再进入多孔阴离子交换树脂柱，得到无色透明的木糖液。
2.根据权利要求I所述的利用玉米芯制备木糖醇的方法，其特征在于，所述的浓缩结晶分离步奏中，还包括母液回收的步奏，母液先经过净化处理，再通过浓缩结晶，能够得到纯度不低于90%的木糖醇。
3.根据权利要求I或2所述的利用玉米芯制备木糖醇的方法，其特征在于，所述的原料选备步奏中，选择含水量在10% -15%的白色玉米芯，粉碎后过10目筛，并与3-5倍于质量的离子水移动在预处理釜中保温1-2小时，滤渣后风干，待用。
4.根据权利要求I或2所述的利用玉米芯制备木糖醇的方法，其特征在于，所述的酸性水解中，采用低压水解法，其中硫酸浓度为O. 5% -I. 5%，pH值为O. 8-1. 2，水解温度为110-130°C，水解时间3-5小时。
5.根据权利要求I或2所述的利用玉米芯制备木糖醇的方法，其特征在于，所述的中和处理步奏中，采用碳酸钙乳液进行中和，然后加温至75-80°C吋，边搅拌，边加入波美15度的碳酸钙乳液，直到PH值为2. 3-3. O为中和点，保温养晶I小时，通过压滤机滤除硫酸钙渣。
6.根据权利要求I或2所述的利用玉米芯制备木糖醇的方法，其特征在于，所述的加氢反应步奏中，加氢压カ为70-80kg/cm2之间，温度为110-120°C，相对于催化剂体积的进料速比为O. 8-1。
7.根据权利要求I或2所述的利用玉米芯制备木糖醇的方法，其特征在于，所述的浓缩结晶分离步奏中，分两步进行蒸发浓缩，第一歩在真空度为700mm汞柱，温度为50°C的情况下，浓缩到含醇50% ;第二步采用升降膜蒸发器，真空度提高到700mm汞柱以上，温度提高到70-75°C，浓缩到含醇大于90%即可出料，压入结晶机，进行結晶。
全文摘要
本发明涉及一种功能性糖的生产方法，具体为一种工艺简单，成本低，投资少，设备简单的利用玉米芯制备木糖醇的方法。本发明包括原料选备、酸性水解、中和处理、脱色蒸发、离子交换、加氢反应、浓缩结晶分离和干燥包装八个步奏；其中，离子交换步奏中采用732型阳离子交换树脂柱和多孔阴离子交换树脂柱串联对木糖醇进行净化；使脱色蒸发后的浓缩液自上而下先进入732型阳离子交换树脂柱，再进入多孔阴离子交换树脂柱，得到无色透明的木糖液。其通过采用732型阳离子交换树脂柱对除去灰份和阳离子，同时还能以吸附的形式除去胶体和非糖体；利用多孔阴离子交换树脂对残余的硫酸阴离子，提高了木糖醇的纯度，减少了设备结垢，提高了产品的质量。
文档编号C07C29/78GK102838451SQ20121030584
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者周冬霞 申请人:周冬霞