[发明专利]一种利用冬笋壳制备木糖醇的方法

说明书

本发明公开了一种利用冬笋壳制备木糖醇的方法：原料冬笋壳先用硫酸水解，所得水解液再用CaCO3乳液中和，得到糖液，所得糖液浓缩并用活性炭脱色，接着通过离子交换对糖液进行进一步净化，然后进行加氢反应，所得氢化糖液经浓缩，结晶，分离得到产物木糖醇，并对母液进行回收；本发明使用冬笋壳为原材料制备木糖醇，工艺简单、高效，并且成本低。

(一)技术领域

本发明涉及木糖醇的制备方法，利用农业废弃物竹笋壳生产木糖醇的方法。

(二)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。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批准为A类食品添加剂，1999年6月国际食品法典委员会批准木糖醇为“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。具有原材料丰富、成本低廉的特点，但是玉米主产区在我国北方，在南方生产木糖醇不具备原料优势。竹笋壳及竹笋加工下脚料一般来说没有开发利用，农民连拿它烧火都觉得麻烦，也就任它随着时间而腐烂，化为尘土肥料。也曾有地方竹笋壳做包装材料、制拖鞋、竹壳雕和快餐盒等，但都未形成规模。其实竹笋壳富含半纤维素，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。

为此，本申请发明人尝试以竹笋壳为原料生产木糖醇，以满足日益增长的木糖醇市场的需求。期刊《食品研究与开发》2011年04期文章《WO3/ZrO2固体酸预处理玉米芯制备木糖醇的效果研究》以玉米芯为原料，采用WO3/ZrO2固体酸进行预处理，然后发酵制备木糖醇。探讨了预处理温度、预处理时间、固体酸用量及液固比对木糖醇得率的影响。采用响应面法建立二次回归模型，并对预处理工艺进行了优化。研究结果表明固体酸预处理能有效的促进玉米芯降解，提高木糖醇的得率。当预处理温度为110.76℃、预处理时间为60.71min、固体酸用量为4.14％时，木糖醇的得率比相同条件下未进行固体酸预处理的试样提高了25.21％。该文献中，原材料使用的是玉米芯，不利于我国南方企业生产，并且玉米芯色素含量高，不利于脱色处理。为降低成本，本发明采用竹笋壳为原料生产木糖醇。

(三)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、生产成本低、设备投资少，易于实现工业化的木糖醇的制备方法。

竹笋壳分为春笋壳和冬笋壳等品种，春笋壳颜色深会加重木糖醇的颜色，增加脱色炭的消耗，加大成本，所以选用冬笋(Phyllostachys pubescens)壳作原料。

本发明采用如下技术方案：

一种利用冬笋壳制备木糖醇的方法，所述方法按如下步骤进行：

(1)水解：将原料冬笋壳洗净，烘干后破碎，置于水解釜中，加入原料冬笋壳质量3～4倍的水，煮沸90～120min，排水后再加入原料冬笋壳质量5～6倍的0.5wt％～1wt％硫酸，即0.5wt％～1wt％硫酸水溶液，在120～130℃，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60～80min，过滤除渣，得到糖液；