技术领域
[0001] 本
发明涉及L-阿拉伯糖领域，尤其是一种以玉米芯为原料制备L-阿拉伯糖的方法。
背景技术
[0002]
肝炎是全球突出的公共卫生问题之一，是影响人们生活并导致相关经济和社会问题的严重性
疾病，肝炎病毒是引发肝炎疾病的主要病因，迄今为止已经得到分型的肝炎病毒有6种，即甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒和庚型肝炎病毒，其中乙型肝炎病毒是最常感染人类的病毒，也是危害最大的肝炎病毒，全球约20亿人曾感染过HBV，每年约有100万人死于HBV感染所致的肝衰竭、肝硬化和原发性
肝细胞癌(HCC)；丙型肝炎病毒(HCV)也是引起人类急性肝炎和慢性肝病(包括肝硬化和肝癌)的主要病毒之一，据估计，全球有1.7亿人为HCV的慢性感染者，其中的10～20％会出现肝硬化，1～5％会在20～30年后发展成为肝癌。因此，HBV所致的乙型肝炎和HCV所致的丙型肝炎是当前全球危害最严重的两大病毒性肝炎。正是由于乙肝、丙肝的危害性严重，当前的抗肝炎病毒药物中，无论是已上市还是在研的产品，均以这两类病毒性肝炎为主。而L-阿拉伯糖可用于合成核苷类似物等抗病毒药物，以L一阿拉伯糖为原料，合成2-脱
氧一2-氟一5一甲基-β-L-阿拉伯呋喃糖基尿嘧啶(L-FMAU)。目前，L-阿拉伯糖的生产工艺，制得的L-阿拉伯糖得到的L-阿拉伯糖产品的纯度不够理想，制得的L-阿拉伯糖的纯度不高。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种以玉米芯为原料制备L-阿拉伯糖的方法，能够降低L-阿拉伯糖的成本，制得高收率、高纯度的L-阿拉伯糖。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] 一种以玉米芯为原料制备L-阿拉伯糖的方法，包括以下步骤：
[0006] 1)将玉米芯
粉碎后加入到无机
酸溶液中，在100～150℃下
水解3～5h，冷却至室温后将溶液的pH值调节至6～7；
[0007] 2)向
混合液中加入木聚糖酶，在
温度为30～40℃下通
风发酵40～50h，得到混合液；
[0008] 3)将步骤2)得到的混合液在100～120℃下灭酶，冷却后进行粗滤得到过滤液；
[0009] 4)向步骤3)得到的过滤液中加入生石灰直至生石灰
溶解度达到饱和，将温度升至50～55℃后，通入二氧化
碳，生成碳酸
钙沉淀，离心除去沉淀后；再加入絮凝剂，经澄清罐澄清分离去除杂质，得到上清液；
[0010] 5)将步骤4)得到的上清液的pH值调节至3～4；再加入阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，在温度为40～50℃下，反应10～15h，得到L-阿拉伯糖粗液；
[0011] 6)将步骤5)得到L-阿拉伯糖粗液经
活性炭、阴离子交换
树脂、阳离子交换树脂除杂，并浓缩、结晶、干燥，即得L-阿拉伯糖。
[0012] 优选地，步骤1)中，
无机酸溶液中无机酸的
质量浓度为1～2％，无机酸为
草酸、
盐酸或
硫酸。
[0013] 优选地，步骤1)中，玉米芯与无机酸溶液的质量比为1：5～6。
[0014] 优选地，步骤2)中，木聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.2～0.3％。
[0015] 优选地，步骤4)中，絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚合硫酸
铁。
[0016] 优选地，步骤5)中，阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的质量比为1：(2～3)。
[0017] 优选地，步骤5)中，阿拉伯聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.01～0.02％。
[0018] 优选地，步骤6)中，阴离子交换树脂为D301阴离子交换树脂，阳离子交换树脂为D113阳离子交换树脂。
[0019] 本发明提供的一种以玉米芯为原料制备L-阿拉伯糖的方法，以玉米芯为原料，可降低生产成本，通过加入无机酸，使得玉米芯被无机酸催化水解，再通过加入pH调节剂，可将玉米芯中的阿拉伯糖充分提取出来；木聚糖酶的加入可提高阿拉伯糖的产量；再加入生石灰通入二氧化碳，及加入絮凝剂，可起到脱色、除杂，提高阿拉伯糖纯度的作用；再将pH值调节至3～4，再阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，可将阿拉伯糖转化为L-阿拉伯糖；再通过活性炭、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂，提高L-阿拉伯糖的纯度，获得高纯度的L-阿拉伯糖。实验结果表明，L-阿拉伯糖的纯度可达99.12％，收率最高可达到81.89％。
具体实施方式
[0020] 本发明提供的一种以玉米芯为原料制备L-阿拉伯糖的方法，包括以下步骤：
[0021] 1)将玉米芯粉碎后加入到无机酸溶液中，在100～150℃下水解3～5h，冷却至室温后将溶液的pH值调节至6～7；
[0022] 2)向混合液中加入木聚糖酶，在温度为30～40℃下
通风发酵40～50h，得到混合液；
[0023] 3)将步骤2)得到的混合液在100～120℃下灭酶，冷却后进行粗滤得到过滤液；
[0024] 4)向步骤3)得到的过滤液中加入生石灰直至生石灰溶解度达到饱和，将温度升至50～55℃后，通入二氧化碳，生成碳酸钙沉淀，离心除去沉淀后；再加入絮凝剂，经澄清罐澄清分离去除杂质，得到上清液；
[0025] 5)将步骤4)得到的上清液的pH值调节至3～4；再加入阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，在温度为40～50℃下，反应10～15h，得到L-阿拉伯糖粗液；
[0026] 6)将步骤5)得到L-阿拉伯糖粗液经活性炭、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂除杂，并浓缩、结晶、干燥，即得L-阿拉伯糖。
[0027] 将玉米芯粉碎后加入到无机酸溶液中，在100～150℃下水解3～5h，冷却至室温后将溶液的pH值调节至6～7；上述，通过将玉米芯粉碎便于将玉米芯被无机酸催化水解，在通过调节pH，可得阿拉伯糖。在本发明的
实施例中，无机酸溶液中无机酸的质量浓度为1～2％，无机酸为草酸、盐酸或硫酸；玉米芯与无机酸溶液的质量比为1：5～6。
[0028] 向混合液中加入木聚糖酶，在温度为30～40℃下通风发酵40～50h，得到混合液；上述木聚糖酶可提高L-阿拉伯糖的产量。其中，木聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.2～
0.3％。
[0029] 将混合液在100～120℃下灭酶，冷却后进行粗滤得到过滤液。
[0030] 向过滤液中加入生石灰直至生石灰溶解度达到饱和，将温度升至50～55℃后，通入二氧化碳，生成碳酸钙沉淀，离心除去沉淀后；再加入絮凝剂，经澄清罐澄清分离去除杂质，得到上清液；在本发明的实施例中，絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚合硫酸铁。上述步骤能够起到脱色、除杂的作用。
[0031] 向上清液中加入阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，在温度为40～50℃下，反应10～15h，得到L-阿拉伯糖粗液；阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的质量比为1：(2～3)，阿拉伯聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.01～0.02％；上述中，阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的加入能够提高L-阿拉伯糖的纯度。
[0032] 将L-阿拉伯糖粗液经活性炭、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂除杂，并浓缩、结晶、干燥，即得L-阿拉伯糖；其中阴离子交换树脂为D301阴离子交换树脂，阳离子交换树脂为D113阳离子交换树脂。
[0033] 本发明以玉米芯为原料，通过加入无机酸，使得玉米芯被无机酸催化水解，再通过调节pH，可将玉米芯中的阿拉伯糖充分提取出来；木聚糖酶的加入可提高阿拉伯糖的产量；再加入生石灰通入二氧化碳，及加入絮凝剂，可起到脱色、除杂，提高阿拉伯糖纯度的作用；
再将pH值调节至3～4，再阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，可将阿拉伯糖转化为L-阿拉伯糖；再通过活性炭、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂，提高L-阿拉伯糖的纯度，获得高纯度的L-阿拉伯糖。实验结果表明，L-阿拉伯糖的纯度可达99.71％，收率最高可达到
86.85％。
[0034] 为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种以玉米芯为原料制备L-阿拉伯糖的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0035] 实施例1
[0036] 1)将玉米芯粉碎后加入到质量浓度为1％的草酸溶液中，在100℃下水解3h，冷却至室温后将溶液的pH值调节至6；玉米芯与草酸溶液的质量比为1：5；
[0037] 2)向混合液中加入木聚糖酶，在温度为30℃下通风发酵50h，得到混合液；木聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.2％；
[0038] 3)将步骤2)得到的混合液在100℃下灭酶，冷却后进行粗滤得到过滤液；
[0039] 4)向步骤3)得到的过滤液中加入生石灰直至生石灰溶解度达到饱和，将温度升至50℃后，通入二氧化碳，生成碳酸钙沉淀，离心除去沉淀后；再加入聚丙烯酰胺，经澄清罐澄清分离去除杂质，得到上清液；
[0040] 5)将步骤4)得到的上清液的pH值调节至3；再加入阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，在温度为40℃下，反应10h，得到L-阿拉伯糖粗液；阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的质量比为1：2；阿拉伯聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.01％；
[0041] 6)将步骤5)得到L-阿拉伯糖粗液经活性炭、D301阴离子交换树脂、D113阳离子交换树脂除杂，并浓缩、结晶、干燥，即得L-阿拉伯糖。
[0042] 实施例2
[0043] 1)将玉米芯粉碎后加入到质量浓度为2％的硫酸溶液中，在150℃下水解5h，冷却至室温后将溶液的pH值调节至7；玉米芯与硫酸溶液的质量比为1：6；
[0044] 2)向混合液中加入木聚糖酶，在温度为40℃下通风发酵40h，得到混合液；木聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.25％；
[0045] 3)将步骤2)得到的混合液在110℃下灭酶，冷却后进行粗滤得到过滤液；
[0046] 4)向步骤3)得到的过滤液中加入生石灰直至生石灰溶解度达到饱和，将温度升至52℃后，通入二氧化碳，生成碳酸钙沉淀，离心除去沉淀后；再加入聚合硫酸铁，经澄清罐澄清分离去除杂质，得到上清液；
[0047] 5)将步骤4)得到的上清液的pH值调节至4；再加入阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，在温度为50℃下，反应15h，得到L-阿拉伯糖粗液；阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的质量比为1：3；阿拉伯聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.015％；
[0048] 6)将步骤5)得到L-阿拉伯糖粗液经活性炭、D301阴离子交换树脂、D113阳离子交换树脂除杂，并浓缩、结晶、干燥，即得L-阿拉伯糖。
[0049] 实施例3
[0050] 1)将玉米芯粉碎后加入到质量浓度为1.5％的盐酸溶液中，在120℃下水解4h，冷却至室温后将溶液的pH值调节至6；玉米芯与盐酸溶液的质量比为1：5；
[0051] 2)向混合液中加入木聚糖酶，在温度为35℃下通风发酵45h，得到混合液；木聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.3％；
[0052] 3)将步骤2)得到的混合液在120℃下灭酶，冷却后进行粗滤得到过滤液；
[0053] 4)向步骤3)得到的过滤液中加入生石灰直至生石灰溶解度达到饱和，将温度升至50℃后，通入二氧化碳，生成碳酸钙沉淀，离心除去沉淀后；再加入聚丙烯酰胺，经澄清罐澄清分离去除杂质，得到上清液；
[0054] 5)将步骤4)得到的上清液的pH值调节至3.5；再加入阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，在温度为45℃下，反应12h，得到L-阿拉伯糖粗液；阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的质量比为1：2.5；阿拉伯聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.02％；
[0055] 6)将步骤5)得到L-阿拉伯糖粗液经活性炭、D301阴离子交换树脂、D113阳离子交换树脂除杂，并浓缩、结晶、干燥，即得L-阿拉伯糖。
[0056] 对比例1
[0057] 1)将玉米芯粉碎后加入到质量浓度为1.5％的盐酸溶液中，在120℃下水解4h，冷却至室温后将溶液的pH值调节至6；玉米芯与盐酸溶液的质量比为1：5；
[0058] 2)向混合液中加入木聚糖酶，在温度为35℃下通风发酵45h，得到混合液；木聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.3％；
[0059] 3)将步骤2)得到的混合液在120℃下灭酶，冷却后进行粗滤得到过滤液；
[0060] 4)向步骤3)得到的过滤液中加入pH调节剂，将pH值调节至3.5；再加入阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，在温度为45℃下，反应12h，得到L-阿拉伯糖粗液；阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的质量比为1：2.5；阿拉伯聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.02％；
[0061] 5)将步骤4)得到L-阿拉伯糖粗液经活性炭、D301阴离子交换树脂、D113阳离子交换树脂除杂，并浓缩、结晶、干燥，即得L-阿拉伯糖。
[0062] 对比例2
[0063] 1)将玉米芯粉碎后加入到质量浓度为1.5％的盐酸酸溶液中，在120℃下水解4h，冷却至室温后将溶液的pH值调节至6；玉米芯与盐酸溶液的质量比为1：5；
[0064] 2)冷却后进行粗滤得到过滤液；
[0065] 3)向步骤2)得到的过滤液中加入生石灰直至生石灰溶解度达到饱和，将温度升至50℃后，通入二氧化碳，生成碳酸钙沉淀，离心除去沉淀后；再加入聚丙烯酰胺，经澄清罐澄清分离去除杂质，得到上清液；
[0066] 4)向步骤3)得到的上清液中加入pH调节剂，将pH值调节至3.5；再加入阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶，在温度为45℃下，反应12h，得到L-阿拉伯糖粗液；阿拉伯聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的质量比为1：2.5；阿拉伯聚糖酶的加入量是玉米芯质量的0.02％；
[0067] 5)将步骤4)得到L-阿拉伯糖粗液经活性炭、D301阴离子交换树脂、D113阳离子交换树脂除杂，并浓缩、结晶、干燥，即得L-阿拉伯糖。
[0068] 测量实施例1～3和对比例1～2得到的L-阿拉伯糖的收率和纯度，结果见表1。
[0069] 表1实施例1～3和对比例1～2的实验结果
[0070]
[0071]
[0072] 从表1可以看出，实施例1～3和对比例1～2，采用本发明的提供的方法制得的L-阿拉伯糖具有高的收率和纯度；且根据实施例3与对比例1相比，省去生石灰、二氧化碳、絮凝剂的步骤，可降低L-阿拉伯糖的收率和纯度；实施例3与对比例2相比，省去加入木聚糖酶步骤，同样降低L-阿拉伯糖的收率和纯度。
[0073] 上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种
修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
