[發明專利]一種利用柑橘皮制備木糖醇的方法

在審

• 申請號: 202010123603.6
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111302892A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 楊勝利;王逸峰;張慧;陳萍;陳雪松;孔瀟慧;季小康
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07C29/136
• 分類號: C07C29/136;C07C29/76;C07C31/18
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種利用柑橘皮制備木糖醇的方法，所述方法按如下步驟進行：(1)水解；(2)中和；(3)脫色；(4)離子交換；(5)加氫；(6)濃縮、結晶、分離。本發明提供一種原材料新穎、反應條件溫和、生產成本低、設備投資少、易于實現工業化的木糖醇的制備方法。

技術領域

本發明涉及木糖醇的制備方法，利用農業廢棄物柑橘皮生產木糖醇的方法。

背景技術

柑橘屬蕓香科柑橘亞科植物，是浙江農村的支柱產業，主產區柑橘收入成為農民收入的重要來。柑橘作為浙江傳統水果，其種植面積有12萬公頃左右，全省柑橘產量超過200萬噸，占國內寬皮柑橘總量的20％，且能達到世界寬皮柑橘總量的10％，世界60％的橘瓣罐頭來自于浙江。多年來，浙江省的柑橘產量位居全國前三，且單產居全國第一。隨著全國柑橘產量的激增，柑橘逐漸處于供過于求的狀態，浙江柑橘產業面臨巨大的挑戰。目前對柑橘的研究存在產品單一、產業鏈條較短的問題，而對于占柑橘總量30％以上的柑橘皮渣沒有得到充分的利用，造成了資源的極大浪費，而且對環境造成嚴重污染。當前，我國正處在推進社會主義新農村建設新的歷史階段，浙江農業人口眾多，發展柑橘產業有利于提高農民收入，提供大量就業崗位，促進新農村建設。

木糖醇是人體糖類代謝的中間體，在體內缺少胰島素影響糖代謝情況下，無需胰島素促進，便能透過細胞膜，被組織吸收利用，供細胞以營養和能量，且不會引起血糖值升高，消除糖尿病人服用后的三多癥狀，是最適合糖尿病患者食用的營養性的食糖代替品；木糖醇能促進肝糖元合成，血糖不會上升，對肝病患者有改善肝功能和抗脂肪肝的作用；木糖醇的防齲齒特性在所有的甜味劑中效果最好，其不能被口腔中產生齲齒的細菌發酵利用，并能夠抑制鏈球菌生長及酸的產生，防止齲齒和減少牙斑的產生。自上世紀90年代至今，木糖醇的全球銷量整整增長了500％。目前國際市場年需求量20萬噸，但年產量僅為7萬噸左右。國內市場生產能力約為2.5萬噸/年，近年來，隨著供需矛盾的加大，木糖醇價格持續上漲。

發明內容

為了得到質量高成本低廉的木糖醇，本發明提供一種原材料新穎、反應條件溫和、生產成本低、設備投資少，易于實現工業化的木糖醇的制備方法。

本發明采用如下技術方案：

一種利用柑橘皮制備木糖醇的方法，所述方法按如下步驟進行：

(1)水解：將原料柑橘皮洗凈，烘干后粉碎，置于水解釜中，加入原料柑橘皮質量3～5倍的水，煮沸80～120min，排水后再加入原料柑橘皮質量5～6倍的0.5wt％～0.8wt％硫酸，在120～130℃，0.1～0.15MPa的條件下水解3～5h，得到水解液；

(2)中和：將步驟(1)所得水解液升溫至75～80℃，邊攪拌邊加入CaCO₃乳液進行中和，中和至pH為3.5～4.0后，保溫60～90min，過濾除渣，得到糖液；

(3)脫色：將步驟(2)所得糖液減壓濃縮至其原來體積的1/5～1/7倍，濾除析出的固體，該固體為CaSO₄，升溫至75～80℃，pH調為2.5～3.5，邊攪拌邊加入活性炭進行脫色，脫色后濾除活性炭，得到脫色后的糖液；

(4)離子交換：對步驟(3)所得脫色后的糖液進行離子交換處理，采用001*7型強酸性陽離子樹脂和D296R或者D201型強堿多孔陰離子樹脂進行交叉離子交換處理，所述交叉離子交換處理的方法為：先用所述陽離子樹脂進行離子交換，再用所述陰離子樹脂進行離子交換，以此為一個周期，重復進行2～3次，得到離子交換后的糖液；

(5)加氫：在步驟(4)所得離子交換后的糖液中加入催化劑，升溫至110～125℃，pH調為7.5～8.5，通入氫氣體積濃度為10％～12％的氫氣/氮氣進行加氫反應，反應壓力控制在65～85kg/cm²，反應時間為50～70h，反應結束后，濾除催化劑，得到氫化糖液；其中，所述催化劑選自鎳或釕碳催化劑，所述釕碳催化劑的負載量為5％，所述催化劑的質量用量為所述糖液質量的2.5％～5.5％；