本發(fā)明涉及木糖生產(chǎn)，具體涉及一種從木糖水解液中提取羥基肉桂酸與蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的方法。

背景技術(shù)：

1、木糖主要由禾本植物的半纖維素提取制備，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域，主要用于生產(chǎn)木糖醇。中國(guó)是木糖、木糖醇的生產(chǎn)和出口大國(guó)，相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)成熟穩(wěn)定。木糖生產(chǎn)工藝為：稀酸水解-中和-脫色-凈化-濃縮-結(jié)晶-成品。傳統(tǒng)的脫色工藝采用粉末活性炭脫除水解液中的非糖類(lèi)有機(jī)物，包括色素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。但是粉末活性炭不可重復(fù)利用，成本很高，且無(wú)法回收利用其中吸附的物質(zhì)。

2、植物細(xì)胞壁中的羥基肉桂酸以阿魏酸（4-羥基-3-甲氧基肉桂酸，ferulic?acid，fa）和對(duì)香豆酸（對(duì)羥基肉桂酸， p-coumaric?acid， p-ca）為主，主要通過(guò)酯鍵或醚鍵與木質(zhì)素、半纖維素結(jié)合在一起。阿魏酸和對(duì)香豆酸是天然的抗氧化劑，具有抗氧化、清除自由基的作用，在食品醫(yī)藥化妝品領(lǐng)域有著日益廣泛的用途，例如可以用于食品添加劑和食品保鮮劑，也可用于醫(yī)藥防治心腦血管疾病和化妝品添加劑以抑制黑色素的形成，抵抗紫外線(xiàn)輻射。

3、目前阿魏酸和對(duì)香豆酸多以麥麩等為原料通過(guò)堿水解法提取，原料有限，產(chǎn)品單一，受規(guī)模限制，成本居高不下，使得其應(yīng)用前景受到限制。而在禾本植物的稀酸水解過(guò)程，隨著半纖維素的降解，這兩種羥基肉桂酸也從木質(zhì)纖維素主體剝落并和木糖等一起溶于水解液。木糖水解液中還存在濃度可觀的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物，水解液中的阿魏酸、對(duì)香豆酸以及蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物未得到充分回收，造成浪費(fèi)。

4、中國(guó)專(zhuān)利cn101337881b公開(kāi)了一種阿魏酸、對(duì)-香豆酸和戊聚糖的制備方法，介紹了采用不同濃度的稀堿液低溫水解，然后分離戊聚糖，分別提取對(duì)香豆酸和阿魏酸的技術(shù)。已知目前戊聚糖市場(chǎng)尚未成熟，且阿魏酸與對(duì)香豆酸在堿性條件很難實(shí)現(xiàn)單獨(dú)水解，因此下游的分離難度很大。中國(guó)專(zhuān)利cn112707812b公開(kāi)了一種利用色譜技術(shù)分離木糖水解液中阿魏酸和對(duì)香豆酸的方法，利用色譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)了糖酸分離，但是分離效率低，且成本較高。

5、有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域多年的設(shè)計(jì)及使用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一種從木糖水解液中提取羥基肉桂酸與蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的方法，來(lái)克服上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種從木糖水解液中提取羥基肉桂酸與蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的方法，采用顆粒活性炭固定床吸附脫色技術(shù)實(shí)現(xiàn)木糖水解液中阿魏酸、對(duì)香豆酸和蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的提取，借助色譜分離、膜分離與酸析出、等電點(diǎn)沉淀等技術(shù)分離純化，低成本、高效率獲取阿魏酸、對(duì)香豆酸和蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種從木糖水解液中提取羥基肉桂酸與蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的方法，包括以下步驟：

3、步驟一、稀酸水解：禾本植物經(jīng)稀酸水解、固液分離得到木糖水解液，所述木糖水解液的折光率為1-10%；

4、步驟二、活性炭吸附：步驟一獲得的木糖水解液流經(jīng)顆?；钚蕴课街@得木糖脫色液，直到顆?；钚蕴课竭_(dá)飽和；

5、步驟三、醇洗脫附：向步驟二中吸附飽和的顆?；钚蕴课街型ㄈ氪枷疵搫┫疵摰玫酱枷疵撘?，直至醇洗脫液在420nm處的透光率為75-95%，收集醇洗脫液；

6、步驟四、阿魏酸和對(duì)香豆酸的分離：步驟三收集的醇洗脫液經(jīng)精餾濃縮得羥基肉桂酸濃縮液，調(diào)節(jié)所述羥基肉桂酸濃縮液ph為5-7后經(jīng)脫色、過(guò)濾、色譜分離工序獲得富含阿魏酸的b料和富含對(duì)香豆酸的c料，所述色譜分離所用洗脫劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)40-99%的醇水溶液；

7、步驟五、純化：分別將步驟四中b料和c料的ph調(diào)至9-10后，分別進(jìn)行精餾濃縮、酸析、離心、烘干，分別得純度≥99.0%的阿魏酸和純度≥99.0%的對(duì)香豆酸；

8、步驟六、堿洗脫附：向步驟三中醇洗脫后的顆粒活性炭吸附柱中通入堿洗脫劑洗脫得堿洗脫液，直至堿洗脫液在420nm處的透光率＞95%，收集堿洗脫液；

9、步驟七、蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物分離：步驟六中收集的堿洗脫液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、電滲析脫堿得電滲析淡水液，向所述電滲析淡水液中滴加無(wú)機(jī)酸至ph為2.5-4.0，靜置2-24h后經(jīng)離心和烘干得蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物粗品。

10、優(yōu)選的，步驟一中禾本植物與稀酸質(zhì)量比為1:8-1:10，水解條件為100℃-130℃下反應(yīng)1h-4h；

11、步驟一中禾本植物為玉米芯、甘蔗渣、竹子、麥草中的任一種或幾種的組合物，所述稀酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1-1.5%的鹽酸、硫酸、乙酸中的任意一種。

12、優(yōu)選的，步驟二的木糖脫色液經(jīng)電滲析脫酸得ph為2.5-3.5的木糖中和液，所述木糖中和液經(jīng)膜濃縮、離子交換、多級(jí)濃縮、結(jié)晶、離心、干燥工序得木糖晶體；

13、經(jīng)所述離子交換后溶液電導(dǎo)率≤100μs/cm、在420nm處透光率≥60%；

14、所述離子交換包括陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂。

15、優(yōu)選的，步驟二中的木糖脫色液在420nm處的透光率為40-90%時(shí)，顆?；钚蕴课竭_(dá)飽和；

16、經(jīng)步驟六堿洗脫后的所述顆粒活性炭按步驟二、步驟三、步驟六循環(huán)利用。

17、優(yōu)選的，經(jīng)步驟六堿洗脫后的所述顆?；钚蕴恐貜?fù)步驟二獲得的木糖脫色液的ph≥6.0時(shí)，所述該木糖脫色液回流至木糖水解液原料罐；ph＜6.0時(shí)，所述該木糖脫色液進(jìn)行電滲析脫酸、膜濃縮、離子交換、多級(jí)濃縮、結(jié)晶、離心、干燥工序得木糖晶體。

18、優(yōu)選的，步驟三中的醇洗脫劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-99%的醇水溶液，所述醇水溶液選自甲醇水溶液、乙醇水溶液、丙醇水溶液、異丙醇水溶液中的任一種或幾種的組合物。

19、優(yōu)選的，步驟四中色譜分離的系統(tǒng)溫度為35-80℃，系統(tǒng)壓力為0.2-0.54mpa。

20、優(yōu)選的，步驟五中分別向b料、c料中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10-20%的氫氧化鈉溶液，使ph為9-10。

21、優(yōu)選的，步驟五中b料進(jìn)行精餾濃縮至阿魏酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-45%，所述c料進(jìn)行精餾濃縮至對(duì)香豆酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-46%；

22、步驟五中的酸析：分別向精餾濃縮后的b料、c料中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10%的鹽酸，至ph為2.5-4.0并靜置2-24h，分別析出阿魏酸晶體和對(duì)香豆酸晶體。

23、優(yōu)選的，步驟六中的堿洗脫劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1-4%的堿性溶液，所述堿性溶液選自氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鈣溶液中的任一種或幾種的組合物。

24、優(yōu)選的，步驟七中的電滲析淡水液ph為10.0-10.5；

25、步驟七中無(wú)機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-20%，所述無(wú)機(jī)酸選自鹽酸、硫酸、乙酸中的任一種或幾種的組合物。

26、該發(fā)明的有益之處在于：

27、1.本發(fā)明在不改變木糖生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，利用酸法水解制備阿魏酸和對(duì)香豆酸，通過(guò)可循環(huán)使用的顆?；钚蕴糠蛛x阿魏酸、對(duì)香豆酸和蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物，并利用酸析原理低成本獲得高純度阿魏酸和對(duì)香豆酸，阿魏酸和對(duì)香豆酸純度均≥99.0%，分離效果好，減少了廢水的排放，提升了植物秸稈的生產(chǎn)價(jià)值。

28、2.本發(fā)明針對(duì)顆?；钚蕴康碾p溶劑洗脫可以實(shí)現(xiàn)羥基肉桂酸（即阿魏酸和對(duì)香豆酸）與蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的高效分離，操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)該工序的近零排放，同時(shí)為回收其中的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物創(chuàng)造了條件。

29、3.本發(fā)明在木糖傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)基礎(chǔ)上，只添加少量核心設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)阿魏酸和對(duì)香豆酸的高純度生產(chǎn)，原料成本低，工藝路線(xiàn)簡(jiǎn)單且可操作性強(qiáng)，產(chǎn)品純度高，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。