低聚木糖又称木寡糖,是指2~7个木糖分子以糖苷键连接而成的功能性聚合糖。由木聚糖经过酶解而成。它具有促进双歧杆菌增殖、不被消化、抗龋齿、促进钙吸收、改善糖尿病症状、改善肠道环境等功效。现今市场上所销售的低聚木糖大多是从玉米芯中提取,低聚木糖供应量十分不足,导致产品价格居高不下。目前国内外采用的提取方法多数是酸法或者碱法,其纯化步骤繁琐,对设备腐蚀较大,得到的终产物会残留一定杂质。鉴于这种状况,本研究以小麦麸皮为原料,探索能够高效低成本,产品纯度高、杂质低的生产工艺,重点做了如下研究:(1)除去麸皮中淀粉和蛋白质的方法研究。以小麦麸皮为原料,研究料液比、淀粉酶加酶量、水解时间、水解温度在去除麸皮中淀粉时的最佳参数,研究料液比、蛋白酶加酶量、水解时间、水解温度在去除麸皮中蛋白时的最佳参数,研究采用碘显色法测定淀粉的残留,凯式定氮法测定蛋白质的残留,通过正交试验,确定麸皮中去除淀粉的最佳工艺参数为:料液比为1:20,耐高温α-淀粉酶加酶量为1200 IU/g,水解温度为70℃,水解时间为40 min时淀粉去除效果最佳;验证试验的淀粉残留量为4.12 mg/g。确定麸皮中去除蛋白质的最佳工艺参数为:料液比1:25,蛋白酶加酶量为1000 IU/g,水解温度为50℃,水解时间为5h时蛋白去除效果最佳;验证试验的蛋白质残留量为8.12 mg/g。(2)超声结合蒸煮法提取麸皮中木聚糖的工艺条件优化。实验以去除淀粉和蛋白后的小麦麸皮为原料,以木聚糖提取率为检测指标,研究料液比、超声功率、超声频率、超声时间、蒸煮时间及蒸煮温度对木聚糖提取率的影响。通过旋转正交组合优化实验,确定出提取木聚糖的最佳工艺参数为:料液比为1:20,超声功率为320 w,超声频率为70 Hz,超声时间为20 min,蒸煮时间为2 h,蒸煮温度为100℃,麸皮中的木聚糖提取率为60.27%。(3)酶法制备低聚木糖的工艺条件优化。利用木聚糖酶对木聚糖粗提液进行酶解,以低聚木糖的平均聚合度为检测指标,研究了料液比、木聚糖酶加酶量、酶解时间、酶解温度等因素对木聚糖水解率的影响。通过正交试验,优化结果为:在料液比1:20、加酶量1000 IU/g、酶解时间5 h、酶解温度55℃条件下,通过验证实验,低聚木糖的平均聚合度为4.27。(4)低聚木糖纯化技术的研究及产品鉴定。对脱色介质活性炭、聚合氯化铝、大孔树脂等进行筛选,最终选择大孔树脂D392为脱色介质,进行静态脱色实验。研究了树脂添加量、搅拌转速、脱色时间、脱色温度等因素对低聚木糖脱色的影响,试验结果为:树脂添加量为3%、搅拌转速140 rpm/min、脱色时间3 h、脱色温度50℃,低聚木糖的平均脱色率为96.23%。HPLC分析结果显示,初步纯化后的低聚木糖与低聚木糖标准品出峰时间一致,收率达到40%。