木糖醇生产工艺

木糖醇生产工艺及唐传公司概况

摘要：介绍了木糖醇的物理性质，讲述中试车间的木糖醇生产工艺主要分为原料预处理、发酵、精制三部分，着重写出工艺中需用的各种设备。

关键词：木糖醇、预处理、发酵、精制、产率

引言：唐传生物科技有限公司是一家专门从事生物科技投资、研发、生产和经

营的国际化高新技术企业,总部位于新加坡,在香港、厦门设有全资子公司。主要产品：木糖、木糖醇、L-阿拉伯糖等。公司撇开传统化工法生产木糖醇技术，在生物法制取木糖醇的专利技术基础上,投入资金开展中试研发,掌握了工业化生产的全部工艺技术数据，在中国厦门建立全球首家年产万吨木糖醇与Ｌ－阿拉伯糖生产基地，规模化生产高品质产品。唐传生物科技公司设立专业的研发中心，并建有设施完善的中试基地，与国内外多所著名大学，中国科学院相关研究所密切合作，在木质纤维素生物精炼领域获得一系列具有自主知识产权的开创性成果，以微生物代谢工程，生化分离工程为基础，建立了纤维水解物低碳精炼新模式，并在中试规模实现稳定运行，申请了一系列发明专利。

木糖醇不是糖但却像糖，大有取代蔗糖成为第一甜味剂的趋势，是从白桦树、橡树、玉米芯、甘蔗渣中提取出来的一种天然植物甜味剂。在自然界中，它的分布范围很广，广泛存在于各种果品、蔬菜、谷类、蘑菇等食物之中。纯的木糖醇是白色晶体或呈白色粉末状晶体，如果不是特别说明，无论是看起来还是尝起来，人们都很难将其同蔗糖分辨开来。木糖醇的一个确定优点是口腔细菌代谢它时，要比代谢其他糖类慢得多，由于木糖醇不容易被口腔中的微生物利用来产生酸性物质，所以能减轻齿垢和龋齿的产生[1]。因此，木糖醇备受广大消费者的喜爱。生产工艺：木糖醇( Xylitol) , 又称为戊五醇, 是一种五碳糖醇。木糖醇的分子式为C5H12O5, 分子量为152.15, 外观为白色结晶状粉末, 无臭味, 沸点125℃( 101.33 kPa) , 熔点为92~

96 ℃, 易溶于水, 溶解度169 g ( 100 g 水) - 1( 20 ℃) , 水解液pH= 5~ 7[ lg ( 10 mL 水) - 1] , 溶解热- 145.6 J g- 1, 热能16. 99 J g- 1[2]。根据木糖醇的性质，其合成方法大致可分成2 种, 化学合成法、生物转化法。而唐传公司在桂林雁山植物园内的中试车间采用的是绿色环保的生物转化方法生产木糖醇。生物转化法的基本原理为农业废弃物( 如稻草、蔗渣、玉米芯等) 所含的多缩戊糖经稀酸水解后所得主要产物是木糖的水解液, 然后利用微生物发酵水解液

中的木糖可得木糖醇。此中试车间生产工艺可大致分为三个区域：原料预处理区→发酵区→精制车间。

原料预处理：富含半纤维素的玉米棒芯或甘蔗渣→酸水解→水解罐→通蒸汽（利用蒸汽暴破原理）→通过压力机进行固液出分离→板框分离机进行压滤。由于该生产工艺是中试车间，为便于调试，生产工艺过程的某些步骤非自动化的。

发酵区：筛选菌种→种子罐扩大培养→种子糖浆置于配糖罐→种子+糖浆→发酵转化为木糖醇（通过生物发酵自动控制系统进行控制）→平板膜离心机→加压将细胞或细胞碎片过滤

→脱色超滤→离子交换→色谱分离柱（将阿拉伯糖与木糖醇分离）→真空浓缩设备→浓缩液。目前, 发现并可以利用的微生物为酵母菌株[3],其中以Candida guilliennondii 和Candida t ropicalis 的转化能力较强。在往水解液中加入酵母之前, 要用反渗透膜除去水解液中抑制酵母生长的有害物质如糖醛、乙酸等, 还须加入酵母生长所需的培养基如碳源、氮源、无机离子和有机营养物质。碳源占整个培养基的10% ~ 60%, 最好为20%~ 50%, 用作碳源的物质主要有己糖如葡萄糖和果糖, 二糖如蔗糖和乳糖, 多糖如淀粉。碳源可一次性全部加入, 也可在发酵过程中分批加入。可用作氮源的有氨气、氨水、铵盐。无机盐有镁离子、钾离子、铁离子和锰离子。有机营养物如维生素、氨基酸以及含有此成分的物质如酵母膏、麦芽膏、蛋白脉和玉米浸膏等。发酵的最适pH值因酵母菌株的不同而不同[3]。大多数酵母的最适生长温度为20~ 30 ℃。发酵发酵时间以主要碳源被基本消耗完为准, 一般为3~ 8 d。然后用离心和过滤法将固体物质除去,余下的溶液用活性炭和离子交换树脂进行脱色和除盐,用色谱柱将阿拉伯糖与木糖醇进行分离，将分离液进行浓缩得木糖醇浓缩液。

精制车间：木糖醇浓缩液→结晶罐（进一步浓缩）→离心机（分离晶体母液）→木糖醇晶体→干燥。

在微生物发酵法中,生物转化方法的产率高，经工作人员介绍，在原料预处理阶段糖浆产率为30%—35%，经发酵区、精制车间木糖醇产率为80%-90%，而且其副产物阿拉伯糖也很用医药保健价值。同时因为培养液中不纯物质含量低, 因而分离和收集木糖醇较化学法要简单得多, 产品纯度相应得到提高。此外, 其专一性强, 可省去高压设备和大量催化剂, 节省能耗, 简化工艺, 减少农业废弃物处理不当造成的环境污染, 变废为宝, 为农民增加经济收入。

[1]安莹.木糖醇是个什么糖.走进科学，2010，（8）

[2]黄静. 木糖醇的合成、应用及市场前景. 牙膏工业, 2003, ( 3) : 36~ 38.

[3]成英, 闫书磊, 明立雪.木糖醇的生产工艺及应用研究进展.甘肃石油和化工.2008，（3）