[發(fā)明專(zhuān)利]一種強(qiáng)化甘薯渣纖維降解的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211226538.5
• 申請(qǐng)日: 2022-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115636979A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬漢楨;王金榮;任恒;許繼隆;丑義宣;甘利平;王朋;崔耀明;趙桐悉;張爽;羅婧欣;邱彬航
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J11/10
• 分類(lèi)號(hào): C08J11/10;C08J11/24;C08J11/16;C08L1/02;C08L97/00;C08L5/14;C07H3/02;C07H1/00
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 崔瑞迎

本發(fā)明涉及動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料資源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)化甘薯渣纖維降解的方法，通過(guò)先對(duì)甘薯渣纖維采用甘油和NaHCO₃處理，再協(xié)同擠壓膨化操作，以強(qiáng)化甘薯渣纖維降解，在擠壓過(guò)程中，協(xié)同使用NaHCO₃和甘油強(qiáng)化擠壓效果，通過(guò)加熱NaHCO₃產(chǎn)生的CO₂來(lái)提高內(nèi)壓，同時(shí)使用高沸點(diǎn)和比熱性能的甘油來(lái)提高擠壓溫度，可顯著提高纖維素和半纖維素的降解能力，顯著提高了葡萄糖和木糖產(chǎn)量，提升了甘薯渣附加值，對(duì)擠壓膨化效果具有顯著提升作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料資源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)化甘薯渣纖維降解的方法。

背景技術(shù)

甘薯是我國(guó)的糧食作物之一，其種植面積及產(chǎn)量均居世界首位，甘薯渣是甘薯淀粉提取過(guò)程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，占甘薯淀粉總量的10％-14％，很多企業(yè)將其隨廢水排放掉，而其中含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括淀粉、膳食纖維、蛋白質(zhì)等，其中淀粉含量占48.26％，膳食纖維占26.73％，蛋白質(zhì)占3.35％，將甘薯渣進(jìn)行深加工和綜合利用不僅可以減少環(huán)境污染，還可以增加其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。

甘薯作為我國(guó)重要糧食作物，主要用于生產(chǎn)淀粉，伴隨著會(huì)產(chǎn)生大量的甘薯渣(1000萬(wàn)噸/年)，甘薯渣含有豐富的纖維資源，但除了少量(10％以?xún)?nèi))用于動(dòng)物飼養(yǎng)外，大部分被直接丟棄，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。顯然，高效開(kāi)發(fā)利用甘薯渣是解決能源和環(huán)境危機(jī)的重要途徑。甘薯渣由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，纖維素由于氫鍵強(qiáng)、聚合度高、結(jié)晶度高，與木質(zhì)素、半纖維素形成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此，如何高效水解纖維素和半纖維素是甘薯渣纖維資源利用的關(guān)鍵。

現(xiàn)有技術(shù)的甘薯渣纖維降解方法主要包括酸解、堿解、熱化學(xué)處理、離子液體等，但這些方法在預(yù)處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒化合物，加工時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等缺陷，限制了此類(lèi)預(yù)處理方法的應(yīng)用，基于此，需要一種操作簡(jiǎn)便，加工規(guī)模大且無(wú)污染的預(yù)處理方法降解甘薯渣纖維。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種強(qiáng)化甘薯渣纖維降解的方法，本發(fā)明改進(jìn)現(xiàn)有纖維降解工藝，強(qiáng)化纖維降解功效，提高單糖產(chǎn)量，降低能耗，增加甘薯渣附加值，對(duì)擠壓膨化效果具有顯著提升作用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種強(qiáng)化甘薯渣纖維降解的方法，通過(guò)先對(duì)甘薯渣纖維采用甘油和NaHCO₃處理，再協(xié)同擠壓膨化操作，以強(qiáng)化甘薯渣纖維降解；

優(yōu)選的，強(qiáng)化甘薯渣纖維降解的方法包含以下步驟：

(1)將甘薯渣依次經(jīng)凈化、烘干、粉碎預(yù)處理，得到處理甘薯渣；

(2)向步驟(1)的處理甘薯渣中加入甘油、NaHCO₃和水，并混合攪拌均勻，得到混合甘薯渣；

其中，甘薯渣中的含水量為20％-30％、甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10％，NaHCO₃的質(zhì)量與水的體積比為1-2g：1L；

(3)采用雙螺旋擠壓膨化機(jī)處理混合甘薯渣，利用纖維素酶和半纖維素酶共同水解擠壓前、以及擠壓后的甘薯渣，經(jīng)后處理，得到降解甘薯渣纖維。

優(yōu)選的，所述甘薯渣中的含水量為25％、甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，NaHCO₃的質(zhì)量與水的體積比為1g/L。

優(yōu)選的，所述步驟(1)甘薯渣預(yù)處理具體步驟為：將甘薯渣用水清洗干凈后，干燥至恒重，經(jīng)粉碎、過(guò)篩，得到甘薯渣樣品。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中雙螺桿擠壓膨化機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為100-140rpm，擠壓溫度為110-150℃，喂料速度為15-19Hz。

優(yōu)選的，所述步驟(3)的保存后處理方法為：依次經(jīng)干燥至恒重、篩分、密封、干燥保存。