[发明专利]一种苹果渣选择性氧化纤维素衍生物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种苹果渣选择性氧化纤维素衍生物及其制备方法，包括以下步骤：1)按1g：(10～35)mL的料液比，向苹果渣纤维素中加入高碘酸钠溶液，在30～50℃下，恒温振荡反应2～10h，抽滤收集滤渣；2)将滤渣用0.1～0.2mol/L的乙二醇溶液浸泡0.3～1h，再用水反复洗涤，抽滤，将滤渣烘干至恒重，制得苹果渣选择性氧化纤维素衍生物。本发明选用高碘酸钠作为氧化剂，氧化效果佳，反应条件及反应程度容易控制，且产物便于实时检测，有利于扩大苹果渣综合利用范围，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种简单易行的苹果渣选择性氧化纤维素衍生物及其制备方法。

背景技术

我国是苹果生产大国，据相关统计数据显示，2016年全国苹果生产总量达4380万吨，尤其是在以陕西省为代表的苹果生产基地，苹果产量可达近1000万吨。伴随着苹果产量的增加，苹果加工行业日益壮大，这在一定程度上为我国经济发展做出了巨大的贡献，而与此同时，其加工过程中产生的下脚料——苹果渣的更合理利用则成为一个急需解决的问题。

研究表明，苹果渣中含有膳食纤维、矿物质等多种营养物质，利用价值高，其中膳食纤维高达60～80％，而膳食纤维素中的一类重要物质就是纤维素，其含量约占苹果渣膳食纤维的60％左右。纤维素虽不能被人体分解与利用，但在调节人体胃肠道消化方面具有重要的作用。它能吸附大量水分，增加粪便量，促进肠蠕动，加快粪便的排泄，使致癌物质在肠道内的停留时间缩短，减少对肠道的不良刺激作用，从而预防肠癌发生。从结构上看，纤维素是一种由葡萄糖组成的大分子多糖，各个葡萄糖单元之间彼此以β-1,4糖苷键链接，由于分子间存在氢键，所以常温下比较稳定，且不易分解。从物理性质来看，纤维素不溶于水和一般的有机溶剂，所以利用起来存在一定难度。

近年来，研究者发现氧化是一种有效的纤维素改性方法，葡萄糖分子上的羟基被氧化为醛基或者羧基，可增加其持水性、分散性等。纤维素氧化的方法多种多样，常见的有NaIO₄氧化体系法、NaClO/TEMPO/NaBr氧化体系法、NHPI/蒽醌氧化体系法等。许多纤维素的氧化工艺表明，一般的氧化剂会使纤维素各单元碳原子上的羟基产生无规则的氧化，同时产生醛基、羧基、酮等，致使氧化体系比较复杂，不便于研究。

李勇(纤维素选择性氧化的研究，2014)采用TCCA/TEMPO/NaBr氧化体系，研究了纤维素粉在丙酮-水组合溶剂中的氧化作用，结果表明，此体系能将纤维素结构单元上的伯羟基选择性氧化为羧基，且反应速率较快。但该方法采用的氧化剂三氯异氰尿酸(TCCA)在高温下易分解、可放出有毒气体，不稳定。

戴磊(TEMPO氧化法纳米纤维素及其复合膜的制备和性能研究，2015)采用NaClO/TEMPO/NaBr体系在水溶液中选择性氧化纤维素伯醇羟基生成羧基基团，制备了氧化纳米纤维素。然而该反应只能将纤维素氧化控制在生成羧基的阶段，其智能控制和反应效率有待提升。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种苹果渣选择性氧化纤维素衍生物及其制备方法，该方法操作简单，反应过程稳定、安全，便于控制和研究；经该方法制得的苹果渣选择性氧化纤维素衍生物具有较高的持水性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种苹果渣选择性氧化纤维素衍生物的制备方法，包括以下步骤：

1)按1g：(10～35)mL的料液比，向苹果渣纤维素中加入高碘酸钠溶液，在30～50℃下，恒温振荡反应2～10h，抽滤收集滤渣；

2)将滤渣用0.1～0.2mol/L的乙二醇溶液浸泡0.3～1h，再用水反复洗涤，抽滤，将滤渣烘干至恒重，制得苹果渣选择性氧化纤维素衍生物。

步骤1)所述的高碘酸钠溶液的浓度为0.2～0.6mol/L。