专利名称：一种利用秸秆生产木糖的方法木糖是一种白色针状结晶粉末，味甜，甜度相当于蔗糖的40%。易溶于水，熔点 147 151°C，有右旋光性和变旋光性。木糖作为一种功能性食品的基料，具有以下主要功能(1)不被消化吸收，没有能量值，能最大限度地满足爱吃甜品又担心发胖者的需求；(2)活化人体肠道内的双歧杆菌并促进其生长；C3)不被口腔内微生物所利用，可防龋齿；(4)具备膳食纤维的部分生理功能，有降血脂，降低胆固醇及预防肠癌的作用；( 木糖与食物的配伍性很好，食物中添加少量木糖，便能体现出很好的保健效果；(6)木糖与钙同时摄入，可以提高人体对钙的吸收率和保留率，还能防止便秘。目前工业上生产木糖主要是采用无机酸水解富含半纤维素的农业废料而制取。在一定压力、温度下，无机酸将原料分解产生木糖，再经脱酸、脱色、离子交换、浓缩、结晶等工序，得到木糖。酸法生产木糖主要存在以下缺点(1)水解液中含有一定量的葡萄糖、阿拉伯糖等杂糖，浓缩后糖液的粘度较大，影响木糖的结晶收率。(2)中和脱酸工艺中形成的石膏(CaSO4)最终会有一部分沉积在蒸发器的管壁上， 很难去除，对设备也有不同程度的损伤，降低设备的使用寿命。同时带进了钙离子，增加了阳离子交换树脂的负担。离子交换脱酸工艺，虽然克服了中和法的缺点，但是其工艺比较复杂，离子交换树脂用量较多，设备较多，投资大，增加了酸碱消耗，加大了成本。(3)酸法生产木糖的过程中，使用了大量的强酸强碱，产生了大量废液，对环境造成巨大的污染。
本发明就是要解决传统的木糖生产工艺复杂，离子交换树脂用量多，需要的设备多，成本大，对环境易造成污染并且生产出的糖液粘度较大，木糖结晶收率低的问题。本发明通过以下技术方案实现一种利用秸秆生产木糖的方法，其生产步骤如下(1)本发明所需要的放线菌菌株通过以下方式获得从山西榆次郊区玉米田堆肥中采集样品，采用常规微生物分离筛选技术，取1 IOg的样品置于50 IOOml无菌水中进行梯度稀释，并吸取0. Iml 0. 5ml 的稀释液涂布于半纤维素分解菌筛选平板上，半纤维素分解菌筛选培养基的PH值6. 5，半纤维素分解菌筛选培养基由下列重量含量的组分组成=(NH4)2SO4 0.5份，K2HPO4 1. 0份， MgSO4 · 7Η20 0. 3 份，CaCl2 · 2Η200· 2 份，K2SO4 0. 1 份，NaCl 0. 2 份，半纤维素 15 份，自来水 1000份，于36°C培养72h，挑选菌落透明圈大的菌株发酵降解半纤维素，选取木聚糖酶活力高的多个菌株反复诱变、筛选获得该菌株；(2)先将放线菌菌种在高氏合成一号培养基斜面上活化，35 40°C，培养24h 48h ；然后取一接种环己长好的菌苔接入液体种子培养基，35 40°C，200转/分钟，摇瓶培养M 36h，形成种子培养液，液体种子培养基pH值为7. 0 8. 0，液体种子培养基由下列重量含量的组分组成葡萄糖20 50份，KNO3 1 3份，K2HPO4 0. 2 1份，MgSO4 · 7H20 0. 2 1 份，NaCL 0. 2 1 份，FeSO4 0. 01 0. 1 份，自来水 1000 份，以 10% 20% (V/ V)的比例将种子培养液接入发酵培养基，35 40°C，100 200转/分钟，摇瓶培养48 96h，发酵培养基pH值为5. 0 8. 0，发酵培养基由下列重量含量的组分组成=K2HPO4 1 3 份，NH4NO3 1 3份，MgSO4 · 7H20 0. 1 1份，玉米浆20 50份，秸秆50 100份，自来水1000份；待发酵结束，过滤去除菌体、秸秆残渣，即得木聚糖酶液，酶活力达2100U/mL ；(3)将秸秆粉碎至颗粒直径为2 5mm，按秸秆(Kg) NaOH溶液(L) = 1 6 8的比例，加入3 6% NaOH溶液，80 100°C，维持3 5h，用浓HCL调pH至3. 5 5. 5， 即得半纤维素料液；(4)将半纤维素料液冷却至40 50°C，加入木聚糖酶液，使料液中最终酶活力达 200 400U/mL，45 55°C，酶解反应2 10h，得到粗木糖液；(5)将粗木糖液按0. 2 0. 5% (W/V)的比例加入活性炭，升温至60 70°C，维持 20 30min，过滤，将滤液在60°C减压浓缩至木糖含量20 40% ；选用732型阳离子交换树脂和301型阴离子交换树脂进行离子交换；将离子交换液浓缩至不出水，加入无水酒精， 使料液中木糖含量达20 40% (W/V)，过滤，将滤液在60°C减压浓缩至不出酒精；将浓糖浆冷却，降温至5 10°C，结晶木糖析出，4000转/分钟，IOmin离心甩滤，用冷酒精洗涤两次，将湿结晶木糖50 70°C烘干，粉碎即为成品。本发明与现有技术相比具有以下有益效果本法采用一种放线菌发酵产生的木聚糖酶降解由秸秆制备的半纤维素，生成粗木糖，再经提纯精制获得结晶木糖。木糖结晶母液中葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖等杂糖含量少，浓糖浆的粘度较小，因而能够获得较高的木糖结晶收率。该法工艺简单，生产条件较温和，在木糖的提纯过程中后处理的负担减轻，离子交换树脂的负荷变小，从而减少了树脂的用量及酸碱的消耗，生产过程中酸碱废水的排放量大大减少，降低了对环境的污染，是一种清洁型的生产方法。本发明公开了一种利用放线菌发酵产生的木聚糖酶降解由秸秆制备的半纤维素成为木糖的方法，技术方案包括木聚糖酶液制取、半纤维素的制备、酶解半纤维素以及木糖的提纯与精制四个主要工序。酶法生产木糖，具有专一性高，条件温和，中间体杂质较少，易于净化提取，同时半纤维素转化率、木糖结晶的收率均较高，以及在工业上能够保持清洁、环保型生产等优点。原料总转化率15％以上，成品木糖的含量98.5％以上。