[發明專利]微波輔助預處理酶解塔拉生產沒食子酸剩余物（塔拉廢渣）生產低聚可溶纖維素的方法

無效

• 申請號: 201310317556.9
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103421864A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 祖元剛;路祺;張瑩;趙修華;楊磊;祖柏實;孫曉莉;李汶罡;張寶友;高悅;項鳳影;孫志強;張軍
• 申請（專利權）人: 東北林業大學;祖元剛
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/04
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• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域：

本發明涉及生物質纖維廢渣資源化利用領域，涉及一種對塔拉生產沒食子酸剩余物（塔拉廢渣）酶解生產低聚可溶纖維素的新方法。

背景技術：

塔拉(Caesalpinia?spiosa)又稱刺云實、藍蘇木，屬蘇木科云實屬，主要分布于南美洲西北部的秘魯、厄瓜多爾、哥倫比亞等國家，為灌木或小喬木，一般3～5m，在濕潤、肥沃和光照充足的地方，可長到8～10m；有10個變種；根系發達，主根明顯；雌雄同花，自花授粉；果莢呈扁平狀，成熟時紅棕色，一般長8～15cm，寬1.5～2.1cm，內有種子2～10粒；種子千粒重306.8g；實生樹3a即可開花結果，盛果期10a，高產樹每株可結莢100～400kg。塔拉正常生長的自然地理條件是，海拔400～3000m，年平均氣溫8～27℃，適應性很強。

我國于90年代初首次從南美洲引種并栽培成功，目前已形成一定規模，種植面積已超過100hm²。塔拉粉含水8～12%，總抽出物75～80%，不溶物3～5%，單寧47～55%，非單寧19～27%。

塔拉果莢經粉碎后，提取再經濃縮干燥即可得到單寧。倍酸又名五倍子酸、沒食子酸，作為一種有機化工原料，可用于藥品、食品添加劑、染料、涂料、墨水等的制造。我國以及日本、法國、秘魯等國都開展了用塔拉單寧制造倍酸的方法研究。

1980年日本Dainippon制藥股份有限公司在含有塔拉單寧的培養基上培養黃青霉，在37～50℃條件下可制備沒食子酸。1984年法國Deschamps和Pourrat等用生物技術水解塔拉單寧生產沒食子酸的可行性研究，并確認克雷伯氏菌屬的Pneumonia、棒狀桿菌屬和黑曲霉的菌株，可使純塔拉單寧或從塔拉莢果粉中萃取的原液在幾個小時內分解，其沒食子酸產率可達30～50%。我國的鄧厚璋等人成功地開發出黑曲霉水解塔拉生產倍酸的工藝。1988年秘魯Reategui等報道了生產沒食子酸的兩種方法：一種為酸水解，即用1～4mol/L的硫酸在100℃對塔拉萃取物水解1.5～4.0h，可獲純度95.64%、產率11.40%的沒食子酸，我國也有一些廠家采用酸水解法生產沒食子酸，其產品約占塔拉粉的23%；另一種方法為堿水解，即用氫氧化鈉水解單寧1h，然后加鹽酸中和，可生產純度為98.60%、產率為19.27%的沒食子酸。1995年我國的陳笳鴻報道了塔拉粉直接用堿水解制備沒食子酸的工藝流程，其最佳條件為：料液比1:25，回流反應1h，產率可達33%。該工藝產率高，過程簡便，投資少，已成功地應用于工業生產。1991年我國的肖乾勇在專利說明書中，介紹了在100～110℃條件下，經堿水解塔拉粉1～2h生產沒食子酸的方法。

各種水溶性纖維素均可用作顏料與填料的膠黏劑、增稠劑或穩定劑等，相關的行業有油墨、紡織印花等。在陶瓷工業中，羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、甲基纖維素可用作膠黏劑、彩色上釉配合劑等。在制藥與食品工業和農業中，甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素也是有用的膠黏劑、膠囊劑以及植物種子粘接保護劑。在紡織業中，乙二醛適當改性的羧甲基纖維素可用作無紡布的膠黏劑，在淀粉上漿劑中添加少量可增大其黏度，改善洗脫性，從而有利于環保。在冶金工業中，羧甲基纖維素作為鑄模型芯膠黏劑，具有用量少、干燥溫度低、熱強度好、分解溫度低等優點。因此水溶性纖維素具有廣泛的應用領域。

工業生產過程中所產生的纖維素類廢棄物是一種良好的纖維素生物質資源。我國森林資源匱乏，隨著人們環保意識的增強，將工業生產所產生的纖維素類廢棄物通過生物法轉化為水溶性纖維素，不僅可以拓展制備水溶性纖維素原料種類，而且可在很大程度上減輕工業廢棄物對生態環境造成的污染，具有重要的經濟和生態意義。

利用塔拉廢渣原料生產水溶性纖維素的關鍵，是纖維素水解過程。纖維素是植物細胞壁中最主要的成分，是由8000～12000個β-D-吡喃葡萄糖單體以β-1,4-糖苷鍵連接而成的線性長鏈大分子，其葡萄糖亞基排列緊密。同時，存在分子間排列不整齊的無定形區域。纖維素通常被半纖維素和木質素包圍，形成更難分解的復合物。因此，通常纖維素不溶于水，難以水解。

水解纖維素通常采用生物和化學法。生物酶水解法具有反應條件溫和、副產物少和環保等特點。最近幾十年，酶法生產水溶性纖維素作為一種環保的制備方式，得到各國學者的關注。直接生物轉化工業纖維素類廢棄物制備水溶性纖維素，因其工藝成本低、設備簡單以及環保特點而具有良好的發展前景。