[发明专利]利用柑橘皮制备木糖醇的方法

说明书

一种利用柑橘皮制备木糖醇的方法，所述方法按如下步骤进行：(1)水解；(2)中和；(3)脱色；(4)离子交换；(5)发酵。以柑橘皮为原料，采用生物转化法生产木糖醇，可省去多次提纯、精制步骤，提高木糖利用率和木糖醇转化率，实现木糖醇低成本的关键技术突破。本发明提供一种原材料新颖、反应条件温和、成本低、绿色生产、环境友好，易于实现工业化的木糖醇的制备方法。

技术领域

本发明涉及木糖醇的制备方法，利用农业废弃物柑橘皮清洁生产木糖醇的方法。

背景技术

木糖醇是一种天然甜味剂，化学名为“戊五糖”，是一种五碳糖。外表和味觉都与蔗糖相似，和其他糖醇比较，是多元醇中最甜的甜味剂^[1]。已广泛应用于食品、医药、印染、纺织、国防、皮革及化工等领域。20世纪70年代，木糖醇被国际粮农和卫生组织食品添加剂法规专家委员会(JECFA)批准为A类食品添加剂，1999年6月国际食品法典委员会(CAC)批准木糖醇为“在食品中可以按正常生产需要使用的食品添加剂”。近年来随着国内外学者对其生理功能特性的研究，证实木糖醇具有多种生理功能，是一种重要的功能性糖醇。

我国木糖醇生产为传统生产方法，主要以玉米芯为原料，利用酸水解预处理，经多次精制木糖，再采用氢化技术生产木糖醇，存在产量低、污染严重、高消耗、生产成本高等缺点。并且镍催化剂会污染环境，严重制约企业发展和国际竞争力。而利用微生物直接发酵半纤维素水解液生产木糖醇，工艺条件温和、能耗低、环境污染小、产品质量安全可靠。柑橘皮渣一般来说没有开发利用，基本上任它随着时间而腐烂，化为尘土肥料。也曾有地方柑橘皮渣提取精油，果胶，色素，黄酮，柠檬苦素和膳食纤维等，但都未形成规模。其实柑橘皮渣富含半纤维素，用其生产木糖乃至木糖醇将是很好的原料，成本低廉，目前国内外未见相关报道。并且柑橘皮渣中的木聚糖结合不如玉米芯牢固，容易水解得到木糖。

当前生产木糖醇多采用物理、化学的方法，存在诸多弊端。研究发现，一些细菌、酵母菌以及某些真菌能将木糖转化，生成木糖醇。其中，酵母菌是最有效的木糖醇生产菌。酿酒酵母是公认的安全性微生物，应用于食品发酵已有上千年的历史，发酵工艺成熟，是理想的工业生产菌株，且自身不具有代谢木糖的能力。在酿酒酵母工业菌株中稳定高效表达木糖还原酶基因，是构建酿酒酵母木糖醇生产菌株的基本策略。

发明内容

为了得到质量高、成本低廉的木糖醇，本发明提供一种原材料新颖、反应条件温和、成本低、绿色生产、环境友好，易于实现工业化的木糖醇的制备方法。选用农林废弃物柑橘皮作原料。

本发明采用如下技术方案：

一种利用柑橘皮制备木糖醇的方法，所述方法按如下步骤进行：

(1)水解：将原料柑橘皮洗净，烘干后破碎，置于水解釜中，加入原料柑橘皮质量3～5倍的水，煮沸90～120min，排水后再加入原料柑橘皮质量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的条件下水解3～5h，得到水解液；

(2)中和：将步骤(1)所得水解液升温至75～80℃，边搅拌边加入CaCO₃乳液进行中和，中和至pH为3.5～4.0后，保温60～90min，过滤除渣，得到糖液；

(3)脱色：将步骤(2)所得糖液减压浓缩至所述糖液体积的1/5～1/8倍，滤除析出的固体，升温至75～80℃，pH调为2.5～3.5，边搅拌边加入活性炭进行脱色，脱色后滤除活性炭，得到脱色后的糖液；

(4)离子交换：对步骤(3)所得脱色后的糖液进行离子交换，采用001*7型强酸性阳离子树脂和D296R或者D201型强碱多孔阴离子树脂进行交叉处理，所述交叉处理的方法为：先用所述阳离子树脂对脱色后的糖液进行离子交换，再用所述阴离子树脂进行离子交换，以此为一个周期，重复进行2～3次，得到离子交换后的糖液；