本發明專利技術公開了一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維并聯產果膠的方法，屬于生物技術領域。本發明專利技術秉承“多層級分離、多層次利用”的生物質綜合利用的原則，將果枝、果皮、果渣中的主要組份膳食纖維素、果膠、半纖維素、木質素等成功分離、精煉出來，且所獲得的膳食纖維素、果膠、半纖維素、木質素提取率高、完整性好、質量高；為果枝、果皮、果渣的高附加值開發利用奠定了基礎。雖然本發明專利技術也利用了現有技術中的汽爆分離技術，但是本發明專利技術工藝中采用了低溫、高壓（惰性氣體提供）條件，并應用了特殊的生物酶，保證了本發明專利技術對果枝、果皮和果渣利用的高效率、高質量、高收益。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生物
，特別涉及一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維并聯產果膠的方法。
技術介紹
隨著我國林業的發展，果樹種植面積越來越大。據統計，種植面積已近2萬公頃，果品總產量將近2億噸；因而相應的果品深加工業，如果汁等，也發展壯大起來。果樹修剪下來的枝丫材，每年都堆在果園旁，無法利用；果汁廠果品榨汁后剩余的果渣、果皮等，被隨意的處理用作飼料或肥料。因此，我們每年只關注作物秸稈的浪費與污染，實際上，果枝、果皮、果渣等的浪費、污染同樣非常嚴重。果枝、果皮、果渣中含有豐富的纖維、果膠等高附加值成份，將這些成份分離、精煉出來，不僅可以創造極大的經濟價值，也同時可以避免環境污染和資源浪費。
技術實現思路
為了彌補現有技術的不足，本專利技術提供了一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維并聯產果膠的方法。本專利技術的技術方案為：一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維并聯產果膠的方法，包括步驟：A半纖維素的制備A1）果樹枝、果皮或果渣烘干并粉碎后移入蒸煮鍋，加入果樹枝、果皮或果渣質量1-20倍的水，加入堿至堿液濃度為1%-10%，通蒸汽升溫至60-100℃后停止通蒸汽，通入惰性氣體，將蒸煮鍋內空氣排凈后封口；然后間歇性向蒸煮鍋中通入蒸汽以及惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為60-100℃、壓力為0.5-1MPa，保溫保壓10-120分鐘后噴放；A2）將步驟1）所得噴放漿狀物轉移至研磨磨中研磨；A3）固液分離，得濾渣一和濾液一；A4）濾液一中加入濾液一1-10倍體積的乙醇，攪拌均勻后，靜置至沉淀完全；A5）分離沉淀與上清，得濾渣二和濾液二；A6）濾渣二采用稀堿液溶解，然后加入稀堿液1-10倍體積的乙醇，待沉淀完全后，分離沉淀與上清，如此重復操作1-5次，得濾渣三和濾液三；A7）濾渣三經干燥、粉碎即得半纖維素成品。B木質素的制備B1）將濾渣一置于蒸煮鍋，加入濾渣一1-20倍質量的水，通入惰性氣體，使濾渣均勻分布在水中；然后加入復合蛋白酶，間歇1-3分鐘，通入惰性氣體，酶解10-80分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶，酶解10-80分鐘；然后通入蒸汽升溫至60-70℃，保溫2-20分鐘滅活酶的活性；所述復合蛋白酶由具備內肽酶活性的堿性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；所述常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，所述常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃；B2）滅酶后，向蒸煮鍋中加入乙醇至乙醇的質量分數為30%-80%，然后間歇性地通入水蒸汽和惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為80-120℃、壓力為0.5-2MPa，保溫保壓60-120分鐘后噴放；B3）步驟B2）所得噴放漿狀物固液分離，得濾渣四和濾液四；濾渣四采用40%-90%的乙醇洗滌，乙醇洗液與濾液四合并，得合并液一；B4）合并液一蒸發濃縮，得木質素粗品；木質素粗品用水洗滌后經干燥、粉碎得木質素成品。C膳食纖維的制備C1）將濾渣四置于提取罐，加入濾渣四3-30倍的水，攪勻后加入稀酸，調節pH至1-5，通入水蒸汽，溫度升至30-100℃后停止通水蒸汽，接著通入惰性氣體，排凈罐內空氣后封口；間歇性地通入水蒸汽和惰性氣體，以維持罐內溫度為30-100℃，并使物料在罐內均勻分布，保溫抽提30-300分鐘；C2）抽提完畢后，將提取罐內的物質進行固液分離，得濾渣五和濾液五；C3）濾渣五加入漂白罐中，加入濾渣五1-10倍的水，攪勻后加入雙氧水至雙氧水的濃度為1%-5%，升溫至50-80℃，保溫10-120分鐘；C4）固液分離，并用水洗滌濾渣，得濾渣六和濾液六；C5）濾渣六經干燥、粉碎得膳食纖維成品。D果膠的制備D1）濾液五經脫色、過濾得脫色濾液五；D2）向脫色濾液五中加入脫色濾液五1-10倍體積的含鹽酸的乙醇至乙醇的質量分數為30%-80%，攪拌均勻后，靜置20-100分鐘，固液分離得濾渣七和濾液七；D3）用稀酸溶解濾渣七，重復步驟D1）和D2），最后所得固體即為純化后的果膠；D4）步驟D3）所得純化后的果膠經干燥、粉碎即得果膠成品。作為優選方案，步驟A1、A6）中，所述堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水或氫氧化鈣。作為優選方案，步驟B1）中，所述微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置于微波發生器，設置微波功率為850-950W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復25-35次；將微波處理后的培養液涂布在固體培養基上，30℃條件下培養1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。進一步的，選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養，從而獲得所述常溫型α-淀粉酶。采用該方法獲得的常溫型α-淀粉酶，在常溫下即可高效酶解淀粉，既降低了能耗，又避免了副反應的發生。作為優選方案，所述復合蛋白酶中具備內肽酶活性的堿性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:1-3；所述復合蛋白酶的加入量滿足每千克干基濾渣一400-800U，所述常溫型α-淀粉酶的加入量滿足每千克干基濾渣一300-700U。作為優選方案，步驟C1）和D3）中，所述酸為硫酸、硝酸、鹽酸、亞硫酸、乙酸中的一種。作為優選方案，所述惰性氣體為氮氣、氦氣或氬氣。作為優選方案，步驟A7）、B4）、C5）、D4）中所述干燥為噴霧干燥、熱風干燥、流化床干燥或冷凍干燥；干燥溫度小于120℃。作為優選方案，步驟D2）含鹽酸的乙醇中，乙醇的體積分數為95%，鹽酸的濃度為0.5mol/L。另外，合并某些濾液和廢水，調整pH以及營養成分，可制備植物生長需要的液態肥，充分利用濾液和廢水，減少排放。本專利技術的有益效果為：本專利技術秉承“多層級分離、多層次利用”的生物質綜合利用的原則，將果枝、果皮、果渣中的主要組份膳食纖維素、果膠、半纖維素、木質素等成功分離、精煉出來，且所獲得的膳食纖維素、果膠、半纖維素、木質素提取率高、完整性好、質量高；為果枝、果皮、果渣的高附加值開發利用奠定了基礎。雖然本專利技術也利用了現有技術中的汽爆分離技術，但是本專利技術工藝中采用了低溫、高壓（惰性氣體提供）條件，并應用了特殊的生物酶，保證了本專利技術對果枝、果皮和果渣利用的高效率、高質量、高收益。具體實施方式實施例1一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維并聯產果膠的方法，包括步驟：A半纖維素的制備A1）蘋果樹枝去雜、切片、烘干（滅活果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶）并粉碎后加入蒸煮鍋，加入蘋果樹枝質量10倍的水，加入氨水至堿液濃度為4%，通蒸汽升溫至90℃后停止通蒸汽，通入氮氣，將蒸煮鍋內空氣排凈后封口；然后間歇性向蒸煮鍋中通入蒸汽以及氮氣，以維持蒸煮鍋內溫度為93℃、壓力為0.8MPa，保溫保壓70分鐘后噴放。該步驟用稀堿提取半纖維素；采用較低蒸煮溫度（93℃）、較高鍋內壓力（0.8MPa）以及惰性氣體環境，目的在于保證半纖維素、纖維素、木質素、果膠等組份避免高溫、有氧條件下的分解、氧化、剝皮、酯化等反應，對保證分子基團的完整性以及產品質量作用明顯；較高壓力（0.8MPa）保證了堿液對蘋果枝細胞壁間的有效滲透及大分子的溶出。A2）將步驟1）所得噴放漿狀物轉移至盤磨中研磨20分鐘。用機械法破解大分子之間的部分化學連接鍵，進一步增加各物質的得率。A3）固液分離，得濾渣一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維并聯產果膠的方法，其特征在于，包括步驟：A半纖維素的制備A1）果樹枝、果皮或果渣烘干并粉碎后移入蒸煮鍋，加入果樹枝、果皮或果渣質量1?20倍的水，加入堿至堿液濃度為1%?10%，通蒸汽升溫至60?100℃后停止通蒸汽，通入惰性氣體，將蒸煮鍋內空氣排凈后封口；然后間歇性向蒸煮鍋中通入蒸汽以及惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為60?100℃、壓力為0.5?1MPa，保溫保壓10?120分鐘后噴放；A2）將步驟1）所得噴放漿狀物轉移至研磨磨中研磨；A3）固液分離，得濾渣一和濾液一；A4）濾液一中加入濾液一1?10倍體積的乙醇，攪拌均勻后，靜置至沉淀完全；A5）分離沉淀與上清，得濾渣二和濾液二；A6）濾渣二采用稀堿液溶解，然后加入稀堿液1?10倍體積的乙醇，待沉淀完全后，分離沉淀與上清，如此重復操作1?5次，得濾渣三和濾液三；A7）濾渣三經干燥、粉碎即得半纖維素成品；B木質素的制備B1）將濾渣一置于蒸煮鍋，加入濾渣一1?20倍質量的水，通入惰性氣體，使濾渣均勻分布在水中；然后加入復合蛋白酶，間歇1?3分鐘，通入惰性氣體，酶解10?80分鐘；隨后加入常溫型α?淀粉酶，酶解10?80分鐘；然后通入蒸汽升溫至60?70℃，保溫2?20分鐘滅活酶的活性；所述復合蛋白酶由具備內肽酶活性的堿性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；所述常溫型α?淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α?淀粉酶，所述常溫型α?淀粉酶的適宜溫度為22?35℃；B2）滅酶后，向蒸煮鍋中加入乙醇至乙醇的質量分數為30%?80%，然后間歇性地通入水蒸汽和惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為80?120℃、壓力為0.5?2?MPa，保溫保壓60?120分鐘后噴放；B3）步驟B2）所得噴放漿狀物固液分離，得濾渣四和濾液四；濾渣四采用40%?90%的乙醇洗滌，乙醇洗液與濾液四合并，得合并液一；B4）合并液一蒸發濃縮，得木質素粗品；木質素粗品用水洗滌后經干燥、粉碎得木質素成品；C膳食纖維的制備C1）將濾渣四置于提取罐，加入濾渣四3?30倍的水，攪勻后加入稀酸，調節pH至1?5，通入水蒸汽，溫度升至30?100℃后停止通水蒸汽，接著通入惰性氣體，排凈罐內空氣后封口；間歇性地通入水蒸汽和惰性氣體，以維持罐內溫度為30?100℃，并使物料在罐內均勻分布，保溫抽提30?300分鐘；C2）抽提完畢后，將提取罐內的物質進行固液分離，得濾渣五和濾液五；C3）濾渣五加入漂白罐中，加入濾渣五1?10倍的水，攪勻后加入雙氧水至雙氧水的濃度為1%?5%，升溫至50?80℃，保溫10?120分鐘；C4）固液分離，并用水洗滌濾渣，得濾渣六和濾液六；C5）濾渣六經干燥、粉碎得膳食纖維成品；D果膠的制備D1）濾液五經脫色、過濾得脫色濾液五；D2）向脫色濾液五中加入脫色濾液五1?10倍體積的含鹽酸的乙醇至乙醇的質量分數為30%?80%，攪拌均勻后，靜置20?100分鐘，固液分離得濾渣七和濾液七；D3）用稀酸溶解濾渣七，重復步驟D1）和D2），最后所得固體即為純化后的果膠；D4）步驟D3）所得純化后的果膠經干燥、粉碎即得果膠成品。...
【技術特征摘要】
1.一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維并聯產果膠的方法，其特征在于，包括步驟：A半纖維素的制備A1）果樹枝、果皮或果渣烘干并粉碎后移入蒸煮鍋，加入果樹枝、果皮或果渣質量1-20倍的水，加入堿至堿液濃度為1%-10%，通蒸汽升溫至60-100℃后停止通蒸汽，通入惰性氣體，將蒸煮鍋內空氣排凈后封口；然后間歇性向蒸煮鍋中通入蒸汽以及惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為60-100℃、壓力為0.5-1MPa，保溫保壓10-120分鐘后噴放；A2）將步驟1）所得噴放漿狀物轉移至研磨磨中研磨；A3）固液分離，得濾渣一和濾液一；A4）濾液一中加入濾液一1-10倍體積的乙醇，攪拌均勻后，靜置至沉淀完全；A5）分離沉淀與上清，得濾渣二和濾液二；A6）濾渣二采用稀堿液溶解，然后加入稀堿液1-10倍體積的乙醇，待沉淀完全后，分離沉淀與上清，如此重復操作1-5次，得濾渣三和濾液三；A7）濾渣三經干燥、粉碎即得半纖維素成品；B木質素的制備B1）將濾渣一置于蒸煮鍋，加入濾渣一1-20倍質量的水，通入惰性氣體，使濾渣均勻分布在水中；然后加入復合蛋白酶，間歇1-3分鐘，通入惰性氣體，酶解10-80分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶，酶解10-80分鐘；然后通入蒸汽升溫至60-70℃，保溫2-20分鐘滅活酶的活性；所述復合蛋白酶由具備內肽酶活性的堿性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；所述常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，所述常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃；B2）滅酶后，向蒸煮鍋中加入乙醇至乙醇的質量分數為30%-80%，然后間歇性地通入水蒸汽和惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為80-120℃、壓力為0.5-2MPa，保溫保壓60-120分鐘后噴放；B3）步驟B2）所得噴放漿狀物固液分離，得濾渣四和濾液四；濾渣四采用40%-90%的乙醇洗滌，乙醇洗液與濾液四合并，得合并液一；B4）合并液一蒸發濃縮，得木質素粗品；木質素粗品用水洗滌后經干燥、粉碎得木質素成品；C膳食纖維的制備C1）將濾渣四置于提取罐，加入濾渣四3-30倍的水，攪勻后加入稀酸，調節pH至1-5，通入水蒸汽，溫度升至30-100℃后停止通水蒸汽，接著通入惰性氣體，排凈罐內空氣后封口；間歇性地通入水蒸汽和惰性氣體，以維持罐內溫度為30-100℃，并使物料在罐內均勻分布，保溫抽提30-300分鐘；C2）抽提完畢后，將提取罐內的物質進行固液分離，得濾渣五和濾液五；C3）濾渣五加入漂白罐中，加入濾渣五1-10倍的水，攪勻后加入雙氧水至雙氧水的濃度為1%-5%，升溫至...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹吉祥，
申請(專利權)人：濟南米鐸碳新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37
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