[發明專利]利用柑橘皮制備木糖醇的方法

在審

• 申請號: 202010123615.9
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111440829A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 楊勝利;王逸峰;張慧;陳雪松;季小康;孔瀟慧
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12N1/16;C12R1/74
• 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)發酵。以柑橘皮為原料，采用生物轉化法生產木糖醇，可省去多次提純、精制步驟，提高木糖利用率和木糖醇轉化率，實現木糖醇低成本的關鍵技術突破。本發明提供一種原材料新穎、反應條件溫和、成本低、綠色生產、環境友好，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清潔生產木糖醇的方法。

背景技術

木糖醇是一種天然甜味劑，化學名為“戊五糖”，是一種五碳糖。外表和味覺都與蔗糖相似，和其他糖醇比較，是多元醇中最甜的甜味劑^[1]。已廣泛應用于食品、醫藥、印染、紡織、國防、皮革及化工等領域。20世紀70年代，木糖醇被國際糧農和衛生組織食品添加劑法規專家委員會(JECFA)批準為A類食品添加劑，1999年6月國際食品法典委員會(CAC)批準木糖醇為“在食品中可以按正常生產需要使用的食品添加劑”。近年來隨著國內外學者對其生理功能特性的研究，證實木糖醇具有多種生理功能，是一種重要的功能性糖醇。

我國木糖醇生產為傳統生產方法，主要以玉米芯為原料，利用酸水解預處理，經多次精制木糖，再采用氫化技術生產木糖醇，存在產量低、污染嚴重、高消耗、生產成本高等缺點。并且鎳催化劑會污染環境，嚴重制約企業發展和國際競爭力。而利用微生物直接發酵半纖維素水解液生產木糖醇，工藝條件溫和、能耗低、環境污染小、產品質量安全可靠。柑橘皮渣一般來說沒有開發利用，基本上任它隨著時間而腐爛，化為塵土肥料。也曾有地方柑橘皮渣提取精油，果膠，色素，黃酮，檸檬苦素和膳食纖維等，但都未形成規模。其實柑橘皮渣富含半纖維素，用其生產木糖乃至木糖醇將是很好的原料，成本低廉，目前國內外未見相關報道。并且柑橘皮渣中的木聚糖結合不如玉米芯牢固，容易水解得到木糖。

當前生產木糖醇多采用物理、化學的方法，存在諸多弊端。研究發現，一些細菌、酵母菌以及某些真菌能將木糖轉化，生成木糖醇。其中，酵母菌是最有效的木糖醇生產菌。釀酒酵母是公認的安全性微生物，應用于食品發酵已有上千年的歷史，發酵工藝成熟，是理想的工業生產菌株，且自身不具有代謝木糖的能力。在釀酒酵母工業菌株中穩定高效表達木糖還原酶基因，是構建釀酒酵母木糖醇生產菌株的基本策略。

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、成本低、綠色生產、環境友好，易于實現工業化的木糖醇的制備方法。選用農林廢棄物柑橘皮作原料。

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，烘干后破碎，置于水解釜中，加入原料柑橘皮質量3～5倍的水，煮沸90～120min，排水后再加入原料柑橘皮質量5～6倍的0.5wt％～1wt％硫酸，即0.5wt％～1wt％硫酸水溶液，在115～130℃，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所述糖液體積的1/5～1/8倍，濾除析出的固體，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，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處理，所述交叉處理的方法為：先用所述陽離子樹脂對脫色后的糖液進行離子交換，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；