[发明专利]一种以椰子全果为原料生产微晶纤维素的方法

说明书

 

技术领域  

本申请涉及一种微晶纤维素的生产方法，特别涉及一种以椰子全果为原料生产微晶纤维素的方法。

 

背景技术

微晶纤维素（MCC）是一种超细纤维素，通常是由天然纤维素经过酸水解使分子量降低到一定范围，形成的颗粒尺寸在10μm以下的颗粒状干燥粉末产品。微晶纤维素又被称为能自由流动的结晶粉末，由于其良好的崩解性能，而作为赋形剂和崩解剂被广泛应用于医药领域。其还对油性溶剂具有良好的乳化性能，而在食品工业中被用作乳化剂、增稠剂等。同时其还可作为良好的膳食纤维作为保健食品添加剂使用。目前用来生产微晶纤维素的原料主要有短棉绒、木浆和甘蔗渣等。例如CN101864684A中公开了一种用短棉绒制备药品级微晶纤维素的方法，其基本步骤是：短棉绒经过蒸煮脱脂、漂白纯化、水解、过滤洗涤、烘干、粉碎。

椰子是椰子树的果实，其包括外层的椰衣层、椰壳层、椰肉层和里面的椰子水。目前对于椰子的利用，其中椰衣层大多丢弃，椰壳层经粉碎后用于制备饲料添加剂，或用于制备工艺品；椰肉口感不佳，通常只能加工成椰蓉等食品配料使用；而椰子水常常作为饮料鲜食，但是由于其贮藏期短，同样存在严重的浪费问题。

生物纤维素（Biocellulose），也称细菌纤维素（Bacterial  cellulose，BC）。其与天然纤维素相比，其具有很高的纯度、精细的空间网状结构、很强的持水性能及生物可降解性。目前已广泛应用于食品、造纸、医疗等多个领域。但是其应用范围较窄，制约了其产业规模的进一步扩大。

且目前对于生物纤维素的生产，虽然可以使用人工配置的培养基，但是出于成本的考虑，大多数企业仍然使用椰子水作为培养基的主要成分。但是对于生产厂家而言，仅收购椰子水不利用贮藏、运输以及后续的加工，因此实际上通常仍然以椰子的形式进行收购，但是收购之后椰衣、椰壳和椰肉都进行了废弃处理，其较为浪费且污染环境。目前，并没有任何能够利用椰子全果进行生产加工产品的技术出现。

 

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种微晶纤维素的生产方法，以椰子全果为原料，即以椰子水发酵生产生物纤维素凝胶后干燥、粉碎获得生物纤维素粉末；再以剩余的椰衣、椰壳和椰肉为原料，经过破碎、磨浆、脱脂、氧化后干燥获得椰衣、椰壳和椰肉的干粉，再将生物纤维素粉末与椰衣、椰壳和椰肉的干粉混合后，经过酸水解、洗涤、干燥、粉碎后制备成微晶纤维素产品。

其具体包括如下步骤：

1）原料分离：在椰子上开孔分离出椰子水和剩余的椰衣、椰壳和椰肉；

2) 生物纤维素粉末的制备：以椰子水为培养基主要成分接种生物纤维素产生菌发酵生产生物纤维素凝胶，分离出生物纤维素凝胶反复清洗去除残留的培养基成分和菌体后，再将生物纤维素凝胶脱水后粉碎为生物纤维素粉末待用；

3) 椰衣、椰壳和椰肉预处理干粉制备：将分离出椰子水后剩余的椰衣、椰壳和椰肉机械破碎、加水磨浆，离心后压滤固液分离，再向滤渣中按照料液重量比1:（5-10）加入70-95%的乙醇溶液，升温至30-50℃，浸泡脱脂1.5-4小时，过滤将滤渣用清水反复洗涤后再按照1：（3-5）的料液重量比加入浓度为0.2-2%过氧化氢溶液，混合均匀后送入螺杆挤出机，以500-1000rpm的转速挤出，挤出浆液压滤后滤渣干燥粉碎获得椰衣、椰壳和椰肉预处理干粉；

4) 两步酸水解：将步骤2）制备的生物纤维素粉末与步骤3）制备的椰衣、椰壳和椰肉预处理干粉混合均匀后，加入Ph值为1.5-3.5的酸溶液，升温至20-80℃水解20-90分钟；调Ph中性后，离心压滤分离出滤渣，再加入Ph值为1.5-3.5的酸溶液，升温至120-185℃二次水解30-240分钟，调Ph中性后，离心压滤再次分离出滤渣；

5) 洗涤、干燥及粉碎：将滤渣用清水反复清洗后，将其脱水干燥至恒重，并粉碎成干粉获得微晶纤维素产品。

上述方法的步骤2）中，培养基中除椰子水之外还可以添加有其他的碳源、氮源和/或无机盐成分。

上述方法的步骤2）中，生物纤维素凝胶的生产可使用本领域常用的浅盘静态发酵法制备或动态发酵法制备。优选的发酵菌种为木葡糖酸醋杆菌或木醋杆菌，接种量优选为8-10%，发酵条件为25-32℃，发酵3-10天。