[發明專利]N-甲基嗎啉氧化物與纖維素酶耦合提取桑枝果膠的方法

有效

• 申請號: 201210187113.8
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102702381A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 李強;季更生;費娟娟;谷緒頂;吳再強
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C08B37/06
• 分類號: C08B37/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 繆友菊

技術領域

本發明屬于生物化工和食品工程的技術領域，涉及一種N-甲基嗎啉氧化物和纖維素酶耦合提取桑枝果膠的方法。

背景技術

果膠是為白色、淺黃色到黃色的粉末，無固定熔點和溶解度，不溶于乙醇等有機溶劑。果膠是植物細胞壁的組成成分，由D－半乳糖醛酸殘基經α(1→4)糖苷鍵相連接聚合而形成的酸性大分子多糖。由于具有非常好的膠凝性和乳化穩定作用，且安全無毒，果膠被廣泛應用于食品、藥品、化妝品等，作為增稠劑、穩定劑和乳化劑。國內外對果膠的需求量都在不斷增加，我國每年從國外進口大量果膠，因此開發果膠新來源和新工藝應用前景十分廣闊。

桑樹在我國的種植面積位居世界首位。據不完全統計我國桑樹每年剪枝季節修剪下來的枝條有3000萬噸以上！一般用做燃料焚燒，其利用價值極低。研究表明桑枝皮中含有豐富的果膠，含量達到9%-11.5%。利用桑枝皮制備果膠既利用了廢棄物資源，又避免了桑枝焚燒造成的環境污染。因此桑枝皮屬于廢棄物，成本很低，桑枝皮是制備果膠的理想原料之一。目前果膠的提取方法主要有酸提取法、離子交換樹脂法、微生物法、微波法等，但是這些方法對于桑枝皮果膠提取效率不高。主要是由于果膠與纖維素、半纖維素、木質素、組成的生物質結合在一起，十分穩定，不溶于水，從而形成了桑枝皮制備果膠的強大障礙。

N-甲基嗎啉氧化物（NMMO）是一種脂肪族環狀叔胺氧化物，它由二甘醇與氨反應生成嗎啉，再經甲基化和H₂O₂氧化得到。目前還沒有報道利用N-甲基嗎啉氧化物和纖維素酶耦合技術制備果膠。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有技術中果膠提取效率低的不足，提供一種利用N-甲基嗎啉氧化物和纖維素酶耦合提取桑枝果膠的方法。

技術方案：本發明所述的N-甲基嗎啉氧化物和纖維素酶耦合提取桑枝果膠的方法，包括如下步驟：

（1）N-甲基嗎啉氧化物處理桑枝皮：以桑枝皮為原料，采用N-甲基嗎啉氧化物處理桑枝皮，使桑枝皮中的果膠與纖維素等成分分離，處理之后加入水使果膠溶于水，纖維素、半纖維素和木質素等成分沉淀析出；

（2）纖維素酶處理：取上層液體，加入纖維素酶處理，除去纖維素雜質；

（3）果膠的制備：上清液經活性炭脫色處理后（可再經過樹脂過濾除去雜質），加入乙醇使果膠沉淀析出，用無水乙醇洗滌，烘干研磨成粉末，得到桑枝果膠。

優選地，步驟（1）中，所述N-甲基嗎啉氧化物的濃度為80%-100%，以質量百分比計；所述N-甲基嗎啉氧化物處理桑枝皮在40-90℃條件下進行。

優選地，步驟（2）中，所述纖維素酶處理的溫度為40-50℃，處理時間為5-20h。

所述桑枝皮為取剪枝獲得的桑枝扒皮，除去韌皮部得到的樹皮。

有益效果：1、本發明方法采用N-甲基嗎啉氧化物和酶處理這兩種方法耦合使用提取桑枝果膠，提取方法綠色環保，N-甲基嗎啉氧化物和纖維素酶都可以回收，避免了生產過程中廢水、廢氣的產生，符合可持續發展的需要。2、本發明采用可再生的桑枝廢棄物為原料，原料豐富，再生循環迅速，有助于解決原料短缺問題；同時實現了桑枝廢棄物的高值轉化。3、本發明利用N-甲基嗎啉氧化物為處理劑提取桑枝皮中果膠，可以高效提取果膠，只需20-50minNMMO處理，最終果膠得率可以達到11%，提高了桑枝皮的果膠提取效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中提取的果膠FT-IR圖。

具體實施方式

下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。

實施例1

N-甲基嗎啉氧化物與里氏木霉纖維素酶耦合提取桑枝果膠

（1）取桑枝，用小刀切下桑枝皮，切去韌皮部，取桑枝皮，用自來水洗去泥沙，60℃烘干1-2h；

（2）取100g桑枝皮，加入500g?85%濃度的N-甲基嗎啉氧化物（市售），在50℃條件下處理桑枝皮10-30min，向體系中加入1-3?L水使纖維素等材料沉淀析出；

（3）取上層液體，加入里氏木霉纖維素酶至終濃度5FPU/mL，在溫度為45℃的條件下處理12h，除去果膠中混合的纖維素雜質；