利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法技术

本发明专利技术公开了利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法，具体步骤如下：将核桃壳粉碎，得核桃壳粉；将核桃壳粉加入到酸性电解水中进行蒸煮，然后滤去蒸煮液，得到蒸煮后的核桃壳粉；将蒸煮后的核桃壳粉装入蒸汽爆破装置，通入水蒸汽到一定压力，保持一段时间后，瞬时爆破；加入木聚糖酶进行酶解，酶解后渣液分离，得到酶液和残渣；酶液中为核桃壳半纤维素限制性降解产物低聚木糖和木糖；向残渣中加入碱性电解水，蒸煮后溶出残留木质素，随后残渣加入纤维素酶酶解得到葡萄糖。本发明专利技术方法能生产出附加值高的产品，低聚木糖得率≥80％，木质素溶出率≥75％，最终葡萄得率为≥85％；有效处理了固体废弃物，变废为宝。

Method for extracting xylo oligosaccharide, lignin and glucose by using walnut shell

The invention discloses a method for extracting oligosaccharide, lignin and glucose utilization of walnut shell, the specific steps are as follows: walnut shell crushed walnut shell powder; walnut shell powder added to acidic electrolyzed water for cooking, and then filter out the cooking liquor, get the walnut shell powder after cooking; walnut shell powder into the steam explosion the device after cooking, steam to maintain a certain pressure, after a period of time, instantaneous blasting; adding the xylanase enzyme, enzymolysis slag and liquid separation, enzymatic liquid and residue; walnut shell was restricted hemicellulose degradation products of xylooligosaccharides and xylose in enzyme solution; adding alkaline electrolysis water to the residue after cooking, the dissolution of residual lignin, then adding cellulase from glucose residue. The method of the invention can produce products with high added value, xylo oligosaccharide yield more than 80%, lignin dissolution rate greater than 75%, the final yield of grapes is not less than 85%; the effective treatment of solid waste, turning waste into treasure.

【技术实现步骤摘要】
利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法
本专利技术食品加工
，尤其是涉及一种利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法。
技术介绍
核桃是世界著名的四大干果之一，具有良好的营养价值和健脑效果，被誉为“长寿果”。核桃壳是核桃取仁后的废弃物，由于现在出现了核桃的深加工工艺，例如取核桃仁加工成饮料、利用核桃仁榨油等。这必然导致大量的核桃壳废弃物，目前，这些核桃壳废弃物的利用率极低，大部分都被丢弃，也有部分用作农业燃料被焚烧，造成资源的极大浪费，也给环境造成了极大的污染。核桃壳的主要成分是木质素、纤维素和半纤维素，其中，半纤维素、纤维素含量约为20％左右，酸不溶木质素约为50％以上。现有文献中，对核桃壳的应用报道的主要有如下几个方面：1.核桃壳滤料具有亲水疏油性能，处理含油污水后容易洗涤再生，特别是处理含油量低于100mg/L的污水效果良好，因此已广泛应用于油田含油污水的处理。核桃壳过滤器已成为污水处理中的重要过滤设备。2.由于核桃壳的化学成分多为含碳物质，而活性炭是具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积和优良的吸附性能的含碳物质，因此可将核桃壳制成活性炭。3.从核桃壳中提取棕色素。中国专利CN104327196A公开了一种从核桃壳中提取壳聚糖的制备方法。该方法可以从核桃壳中提取壳聚糖，但依然未能充分利用核桃壳。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法。该方法加强了对核桃壳的综合利用，避免核桃壳资源的浪费，生产出附加值高的产品，低聚木糖得率≥80％，木质素溶出率≥75％，最终葡萄得率为≥85％；不仅有效处理了固体废弃物，而且能够变废为宝，提高收入。为解决上述技术问题，本专利技术涉及一种利用核桃壳制备低聚木糖及木质素的方法，具体步骤如下：S01、将核桃壳粉碎，得核桃壳粉；S02、将核桃壳粉加入到酸性电解水中进行蒸煮，然后滤去蒸煮液，得到蒸煮后的核桃壳粉；S03、将蒸煮后的核桃壳粉装入蒸汽爆破装置，通入水蒸汽到一定压力，保持一段时间后，瞬时爆破；S04、加入木聚糖酶进行酶解，酶解后渣液分离，得到酶液和残渣；酶液中为核桃壳半纤维素限制性降解产物低聚木糖和木糖；S05、向步骤S04所得的残渣中加入碱性电解水，蒸煮后溶出残留木质素，随后残渣加入纤维素酶酶解得到葡萄糖。作为技术方案的进一步改进，步骤S01中，所述粉碎采用锤式粉碎机。优选地，所述核桃壳粉的粒径为20-60目。作为技术方案的进一步改进，步骤S02中，所述酸性电解水pH值为1.5-4.5。优选地，步骤S02中，所述蒸煮固液比为1：10-30。优选地，步骤S02中，所述酸性电解水蒸煮温度为60-100℃；所述酸性电解水蒸煮时间为30-120min。作为技术方案的进一步改进，步骤S03中，所述一定压力是1.5-3MPa；所述一段时间是30-120s。作为技术方案的进一步改进，步骤S04中，所述木聚糖酶活加量为50-500酶活单位/g；所述木聚糖酶为商品酶，购于诺维信。作为技术方案的进一步改进，步骤S05中，所述碱性电解水pH值为10.5-12.5。优选地，步骤S05中，所述碱性电解水蒸煮时间为0.5-5h；所述碱性电解水蒸煮温度为60-100℃。优选地，步骤S05中，所述纤维素酶酶活加量为10-60FPU/g纤维素；所述纤维素素酶为商品酶，购于Sigma；本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。如无特殊说明，本专利技术中的各原料均可通过市售购买获得，本专利技术中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术方法加强了对核桃壳的综合利用，避免核桃壳资源的浪费，生产出附加值高的产品，低聚木糖得率≥80％，木质素溶出率≥75％，最终葡萄得率为≥85％；不仅有效处理了固体废弃物，而且能够变废为宝，提高收入。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1一种利用核桃壳制备低聚木糖及木质素的方法，具体步骤如下：S01、使用锤式粉碎机将核桃壳粉碎过40目筛，得40目核桃壳粉；S02、随后按固液比1:10加入pH为2.5的酸性电解水，85℃蒸煮30min，过滤去除蒸煮液，得到蒸煮后的核桃壳粉；所述酸性电解水制备方法是：在两室电解槽中，电极为钛网电极，加入稀NaCl溶液，通直流电(电压15-16V)电解，直至pH＝2.5即得；S03、将蒸煮后的核桃壳粉装在爆破反应釜内，注入水蒸汽至2.0MPa，保温90s后瞬时爆破；S04、爆破后反应液经100酶活单位/g木聚糖酶酶解，酶解后渣液分离，酶液中含低聚木糖，低聚木糖得率为80％；S05、向酶解后残渣加入pH＝12的碱性电解水(常规方法制得)，90℃蒸煮1h溶出木质素，木质素溶出率达75％，；碱性电解水处理后残渣中加入纤维素酶酶解(30PFU/g纤维素)，最终葡萄得率为87％。其中，低聚木糖得率＝实际得率/理论最大得率或样品中低聚糖含量×100％；木质素溶出率＝(1-残渣中木质素含量/样品处理前木质素含量)×100％；葡萄糖得率＝实际得率/理论最大得率或样品中葡萄糖含量×100％。实施例2一种利用核桃壳制备低聚木糖及木质素的方法，具体步骤如下：S01、使用锤式粉碎机将核桃壳粉碎过60目筛，得60目核桃壳粉；S02、随后按固液比1:15加入pH为2.0的酸性电解水，85℃蒸煮60min，过滤去除蒸煮液，得到蒸煮后的核桃壳粉；所述酸性电解水制备方法是：在两室电解槽中，电极为钛网电极，加入稀NaCl溶液，通直流电(电压15-16V)电解，直至pH＝2.0即得；S03、将蒸煮后的核桃壳粉装在爆破反应釜内，注入水蒸汽至2.0MPa，保温120s后瞬时爆破；S04、爆破后反应液经150酶活单位/g木聚糖酶酶解，酶解后渣液分离，酶液中含低聚木糖，低聚木糖得率为91％S05、向酶解后残渣加入pH＝12.5的碱性电解水(常规方法制得)，90℃蒸煮1h溶出木质素，木质素溶出率达82％；碱性电解水处理后残渣中加入纤维素酶酶解(45PFU/g纤维素)，最终葡萄得率为93％。实施例3一种利用核桃壳制备低聚木糖及木质素的方法，具体步骤如下：S01、使用锤式粉碎机将核桃壳粉碎过20目筛，得20目核桃壳粉；S02、随后按固液比1:30加入pH为4.5的酸性电解水，60℃蒸煮120min，过滤去除蒸煮液，得到蒸煮后的核桃壳粉；所述酸性电解水制备方法是：在两室电解槽中，电极为钛网电极，加入稀NaCl溶液，通直流电(电压15-16V)电解，直至pH＝4.5即得；S03、将蒸煮后的核桃壳粉装在爆破反应釜内，注入水蒸汽至3.0MPa，保温30s后瞬时爆破；S04、爆破后反应液经500酶活单位/g木聚糖酶酶解，酶解后渣液分离，酶液中含低聚木糖，低聚木糖得率为96％；S05、向酶解后残渣加入pH＝10.5的碱性电解水(常规方法制得)，60℃蒸煮5h溶出木质素，木质素溶出率达70％；碱性电解水处理后残渣中加入纤维素酶酶解(10PFU/g纤维素)，最终葡萄得率为81％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法，其特征在于，具体步骤如下：S01、将核桃壳粉碎，得核桃壳粉；S02、将核桃壳粉加入到酸性电解水中进行蒸煮，然后滤去蒸煮液，得到蒸煮后的核桃壳粉；S03、将蒸煮后的核桃壳粉装入蒸汽爆破装置，通入水蒸汽到一定压力，保持一段时间后，瞬时爆破；S04、加入木聚糖酶进行酶解，酶解后渣液分离，得到酶液和残渣；酶液中为核桃壳半纤维素限制性降解产物低聚木糖和木糖；S05、向步骤S04所得的残渣中加入碱性电解水，蒸煮后溶出残留木质素，随后残渣加入纤维素酶酶解得到葡萄糖。

【技术特征摘要】
1.利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法，其特征在于，具体步骤如下：S01、将核桃壳粉碎，得核桃壳粉；S02、将核桃壳粉加入到酸性电解水中进行蒸煮，然后滤去蒸煮液，得到蒸煮后的核桃壳粉；S03、将蒸煮后的核桃壳粉装入蒸汽爆破装置，通入水蒸汽到一定压力，保持一段时间后，瞬时爆破；S04、加入木聚糖酶进行酶解，酶解后渣液分离，得到酶液和残渣；酶液中为核桃壳半纤维素限制性降解产物低聚木糖和木糖；S05、向步骤S04所得的残渣中加入碱性电解水，蒸煮后溶出残留木质素，随后残渣加入纤维素酶酶解得到葡萄糖。2.根据权利要求1所述的利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法，其特征在于：步骤S01中，所述粉碎采用锤式粉碎机；所述核桃壳粉的粒径为20-60目。3.根据权利要求1所述的利用核桃壳制备低聚木糖及木质素的方法，其特征在于：步骤S02中，所述酸性电解水pH值为1.5-4.5。4.根据权利要求1所述的利用核桃壳提取低聚木糖、木质素及葡萄糖的方法，其特征在于：步骤S02中，所述蒸煮固液比为1：10-30。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙君社，裴海生，
申请(专利权)人：陕西兆信生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61