一种油茶果壳提取低聚木糖及原花青素的联产方法

摘要

本发明提供一种油茶果壳提取低聚木糖及原花青素的联产方法，该方法以油茶果壳为原料，经过破碎、预浸、蒸汽闪爆、酶解糖化、过滤得滤液和料渣；所得滤液经过膜分离、脱色、脱盐、浓缩得低聚木糖浆，该木糖浆经喷雾干燥得低聚木糖粉；所得料渣经过提取、分离、纯化、浓缩、低温干燥后得原花青素粉。本发明采用蒸汽闪爆技术和生物酶技术从油茶果壳中提取低聚木糖和原花青素，提高了油茶果壳的附加值，既高效又环保；同时首次实现了油茶果壳低聚木糖和原花青素两种高价值物质的联产，提取率分别达到7％和4％以上，提高了其经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及农林废弃物资源化利用技术领域，具体是涉及一种油茶果壳提取低聚木糖及原花青素的联产方法。

背景技术

油茶果壳是油茶果实加工茶油的副产品，油茶果壳一般占整个鲜茶果质量的50％～60％。油茶果壳中含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素和原花青素等物质，其中含有4％原花青素、15％纤维素、25％半纤维素和30％木质素，其中半纤维素主要是木聚糖，是制备低聚木糖的理想原料。油茶的果仁被用来加工成茶油，而果壳往往被当作废弃物丢弃或燃烧，不仅造成了资源的严重浪费，还增加了固体废弃物污染。通过直接浸泡提取低聚木糖的方法不少，而通过蒸汽闪爆技术和生物酶技术同时提取低聚木糖及原花青素还未见报道。

蒸汽闪爆技术已经广泛用于饲料生产，作为生物转化技术，该方法能够有效破坏任何材料的内、外层结构，并且赋予该材料新的性能。

以油茶壳为原料，制备功能性低聚木糖及原花青素，不仅可以综合利用农产品资源，同时也可以增加农民收入，减少环境污染，具有很好的市场前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种油茶果壳提取低聚木糖及原花青素的联产方法，该方法采用蒸汽闪爆技术和生物酶技术，高效环保，提高了油茶果壳的综合利用率，有利于推进循环经济发展。

本发明通过下述技术方案实现：一种油茶果壳提取低聚木糖及原花青素的联产方法，以油茶果壳为原料，经过破碎、预浸、蒸汽闪爆、酶解糖化、过滤得滤液和料渣；该滤液经过膜分离、脱色、脱盐、浓缩得低聚木糖浆，所述木糖浆经喷雾干燥得低聚木糖粉；上述滤渣经过提取、分离、纯化、浓缩、低温干燥后得原花青素。

进一步的，上述方案油茶壳破碎至10-20目粒度。

进一步的，上述方案预浸液为0.2％浓度稀盐酸，预浸条件为料液比1:8-15(W/W)，预浸时间为6-12h。

进一步的，上述方案蒸汽闪爆的蒸汽压力为1.8-2.5Mpa，保压时间2-4min。

进一步的，上述方案酶解糖化中加内切酶量为3-5％，酶解温度为48-62℃，时间为5-7h，灭酶温度为100℃，灭酶时长18-30min。

进一步的，上述方案具体步骤有：

S1.取油茶果壳粉碎至10-20目粒度；

S2.在S1中获得的油茶果壳中加入0.2％浓度稀盐酸，料液比为1：10(W/W)，浸泡8h后，捞出干渣；

S3.将S2中预浸好的油茶果壳置于汽爆设备的爆破腔中，打开进气阀通入饱和蒸汽，保持蒸汽压力2Mpa，保压时间3min，完成汽爆，得到汽爆油茶果壳；

S4.将S3中得到的汽爆油茶果壳加入水充分混合均匀，调节pH值至6.0，加入4％真菌内切酶，保持50℃温度条件下酶解6h，酶解反应完成后，在100℃温度下，灭酶20min，然后分离酶解液和料渣；

S5.将S4中得到的酶解液，经过膜分离、脱色、脱盐、浓缩得到低聚木糖浆，该低聚木糖浆继续经过喷雾干燥得低聚木糖粉；

S6.将S4中得到的料渣，经过提取、分离、纯化、浓缩、低温干燥得到原花青素粉末。

本发明还提供一种由上述联产方法得到的低聚木糖，该低聚木糖为70型低糖木糖浆。

本发明还提供一种由上述联产方法得到的原花青素粉。

本发明的有益效果：本发明采用蒸汽闪爆技术和生物酶技术在废弃的油茶果壳中提取低聚木糖和原花青素，提高了油茶果壳的附加值，既高效又环保；同时首次实现了油茶果壳低聚木糖和原花青素两种高价值物质的联产，提取率分别达到7％和4％以上，提高了其经济效益。

附图说明

图1是本发明实施的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本发明所用内切酶由济南百隆生物提供；70型低聚木糖浆含量检测方法采用高效液相色谱法；原花青素浓度检测方法采用硫酸-香草醛比色法。70型低聚木糖浆为理化指标符合《GB/T35545-2017低聚木糖》国家标准的70型糖浆。

实施例1

本实施例提供一种油茶果壳提取低聚木糖及原花青素的联产方法，如图1所示，包括：

S1.取10kg油茶果壳粉碎至10目粒度,备用；

S2.加入100kg0.2％浓度稀盐酸水浸泡8小时后，捞出干渣备用；

S3.将预浸好的油茶果壳置于汽爆设备的爆破腔中，打开进气阀通入饱和蒸汽，保持蒸汽压力2Mpa、保压时间3min，完成汽爆，得到汽爆油茶果壳，备用；

S4.将S3中得到的20kg汽爆油茶果壳加入160kg水充分混合均匀后，调节pH值在6.0，然后加入600g内切酶，保持50℃温度条件下酶解6h。酶解反应完成后，在100℃温度下，灭酶20min，然后分离酶解液和料渣，备用。

S5.将S4得到的酶解液，经过膜分离、脱色、脱盐、浓缩得到70型低聚木糖浆。其中膜分离采用50nm陶瓷膜和超滤膜过滤；脱色采用一次脱色，活性炭加入量为固含量的30％；脱盐采用3号树脂，树脂用量500g；将料液用真空浓缩40％浓度后，送到喷雾干燥器喷糖粉；再经中央循环管蒸发器浓缩，固含量达到70％时出料，产品即为为70型低聚木糖浆。

S6.将S4得到的料渣，经过提取、分离、纯化、浓缩、低温干燥得到原花青素粉末。包括采用70％丙酮，在50℃温度下提取60min，重复2次，用真空抽滤；采用AB-8型大孔吸附树脂分离纯化，70％乙醇溶液洗脱，用真空将料液浓缩至看不到流动溶液后进行低温干燥处理，得原花青素粉末。

结果：获得0.72kg的70型低聚木糖浆和0.43kg纯度88.6％的原花青素粉末。

实施例2

本实施例提供一种油茶果壳提取低聚木糖及原花青素的联产方法，如图1所示，包括：

S1.取20kg油茶果壳粉碎至15目粒度,备用；

S2.加入160kg0.2％浓度稀盐酸水浸泡7小时后，捞出干渣备用；

S3.将预浸好的油茶果壳置于汽爆设备的爆破腔中，打开进气阀通入饱和蒸汽，保持蒸汽压力2.5Mpa、保压时间3.5min，完成汽爆，得到汽爆油茶果壳，备用；

S4.将S3中得到的40kg汽爆油茶果壳加入300kg水充分混合均匀后，调节pH值在6.0，然后加入1000g内切酶，保持55℃温度条件下酶解6.5h。酶解反应完成后，在100℃温度下，灭酶25min，然后分离酶解液和料渣，备用。

S5.参照实施例1。

S6.参照实施例1。

结果：获得1.4kg的70型低聚木糖浆和0.82kg纯度86.9％的原花青素粉末。

实施例3

本实施例提供一种油茶果壳提取低聚木糖及原花青素的联产方法，如图1所示，包括：

S1.取30kg油茶果壳粉碎至18目粒度,备用；

S2.加入360kg0.2％浓度稀盐酸水浸泡10小时后，捞出干渣备用；

S3.将预浸好的油茶果壳置于汽爆设备的爆破腔中，打开进气阀通入饱和蒸汽，保持蒸汽压力2.2Mpa、保压时间4min，完成汽爆，得到汽爆油茶果壳，备用；

S4.将S3中得到的60kg汽爆油茶果壳加入400kg水充分混合均匀后，调节pH值在6.0，然后加入1500g内切酶，保持60℃温度条件下酶解7h。酶解反应完成后，在100℃温度下，灭酶30min，然后分离酶解液和料渣，备用。

S5.参照实施例1。

S6.参照实施例1。

结果：获得2.2kg的70型低聚木糖浆和1.2kg纯度87.8％的原花青素粉末。

对比例1

本对比例提取低聚木糖及原花青素的方法如下：

S1.取10kg油茶果壳粉碎至10目粒度,备用；

S2.加入100kg0.2％浓度稀盐酸水浸泡8小时后，捞出干渣备用；

S3.将S2中得到的干渣加入160kg水充分混合均匀后，调节pH值在6.0，然后加入600g内切酶，保持50℃温度条件下酶解6h。酶解反应完成后，在100℃温度下，灭酶20min，然后分离酶解液和料渣，备用。

S4.参照实施例1。

S5.参照实施例1。

结果：获得0.5kg的70型低聚木糖浆和0.2kg纯度68.7％原花青素粉末。

表1各实施例提取率

从表1可以看出采用本发明方案提取的70型低聚木糖浆提取率高达7％以上，原花青素粉末提取率达到4％以上且纯度都在86％以上，而对比例未采用蒸汽闪爆技术与酶解技术相结合，两者提取率均相对较低。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。