专利名称：生物质制乙醇系统中发酵废液制取膳食纤维的方法
技术领域：
本发明涉及一种膳食纤维的制备方法，具体涉及木屑水解、发酵制乙醇系统中，以发酵废液为原料制备膳食纤维的方法。
背景技术：
据统计，作为可再生能源的纤维素每年可有4.5×1010t，但废弃生物质的利用至今不足50％。膳食纤维是一种多功能的营养保健品，同钙一样也是人们日常补充不足的营养素。按照有关的营养素需要规定，每日膳食纤维的摄取量应为20-25g，而一般只能满足此量的50％-80％，因此重视食感，开发不同原料中制取食用纤维的研究发明正方兴未艾。
2002年广西专利公报报道了“利用甘蔗渣生产食用纤维的方法”，它是先将蔗渣预粉碎，然后放至密闭容器中，加入氢氧化钠和水，搅拌煮沸1-4小时，洗净滤干后加入双氧水、稳定剂和热水，漂白2-5小时，再洗净、脱水、烘干、粉碎得到产品，该方法的优点是生产成本较低，并可利用现有造纸厂的设备，可是相对工序多。
根据2001年天津专利公报“一种降糖膳食纤维的生产工艺”，主要用酸碱法将谷物种皮加工成膳食细粉。该发明公报指出生产的降糖食品其主要功能是填补了糖尿病人食品的空白。
武汉大学生物工程学院近年的发明涉及了“以鲜魔芋为原料制取可溶性膳食纤维的方法”。将鲜魔芋洗净去皮切碎，置于亚硫酸溶液中浸泡、捣碎、分离弃废液、烘干过筛得精粉，将精粉置于混合液中用湿法研磨去混合液，再加入螯合剂混合液处理，经乙醇脱水，低温干燥、粉碎过筛，即得成品。该发明产品可以最大限度地清除重金属等对人体的危害，但是从制备工序看，成本较高。
University of Minnesota的专利(US 5585366)指出水溶性膳食纤维可以降低胆固醇，可将产品用作面包添加剂；从蔬菜中提取水溶性膳食纤维，作为有效调节人体营养平衡的保健食品也是American Crystal Sugar Company专利(US55137744)的基本观点，而这两篇专利的原料均为食用纤维素。
含木质纤维素的生物质废弃物是生产燃料乙醇的一种原料来源。该工艺废水中主要物质为水解工段产生的副产品(乙酸，糠醛等)，发酵工段产生的少量未发酵的糖，以及蒸馏工段未回收完全的乙醇等有机化合物。
纤维素废弃物制乙醇发酵蒸馏废液的主要成分及含量(参考)组成 含量W％水 95.5干物质(酵母等) 4.5可溶性干物质 2.0还原糖 0.3半纤维素水解物(戊糖) 1.2～.1.7CaO 0.2～0.5FeCL2忽略发明内容本发明利用生物质废弃物制乙醇的系统中的发酵废液，以发酵废液中尚存的半纤维素水解物为原料来制取食用纤维素。
发明的技术构思由木屑水解、发酵制乙醇的废液中尚存的半纤维素水解物属于多戊糖的范畴，常以D-木糖、L-阿拉伯糖等低聚戊糖形式存在。其结构中存在的活性基团，尤其是数量较多的羟基，可以构造较强的分子内和分子间的氢键，形成大分子。当加入体系产生的循环溶剂后，多戊糖类能以纤维状析出(膳食纤维)，而将杂质残留在溶液中。
根据上述构思，发明人通过大量试验，提出了实现本发明目的的技术方案，该方案包括如下步骤由木屑水解、发酵制取的稀乙醇被蒸出后，发酵废液被适量浓缩，加入适量的浓度为30-60％的循环溶剂，在室温下，析出时间0.5-2hr，制得膳食纤维。
所述的膳食纤维，主要成分的质量百分比为戊糖含量为80-85％，钙元素3-6％，铁元素0.5-1.0％。
所述的循环溶剂，循环溶剂回收率大于95％。所述的循环溶剂为乙醇。
本发明最突出的优点是膳食纤维制取工序简单，产品质量高，所用循环溶剂来自系统本身，不腐蚀设备，无二次污染。而且由于发酵废液中副产膳食纤维的提取，使废液中有机质的化学耗氧量降低56-60％，有利于废水的深度处理，也降低了废弃生物质制乙醇总工艺的成本。
所制取的膳食纤维能降低高血脂和胆固醇，改善胃肠道功能，可用作食品添加剂和辅助药品。
具体实施例方式
本发明内容通过以下的实施例作进一步阐述，但并不限制本发明的范围。
实施例1.
将废木屑水解、发酵制取的稀乙醇蒸出后，发酵废液被浓缩至1倍。取该发酵废液100ml，于500ml的磨口瓶中，根据测得的发酵废液酚羟基量0.322mmol/ml，和羧基含量0.028mmol/ml，放入30％的循环溶剂量为100ml，或60％的循环溶剂量50ml。
在温度20℃，析出时间1hr，pH＝7的控制条件下，去除杂蛋白，干燥后得到的产品收率约1-2％(循环溶剂回收率为95％)。
实施例2.
废木屑180g，用1％的稀盐酸和1％的氯化亚铁在高温下催化水解，测得还原糖的浓度为35.96mg/l；经发酵、蒸出稀乙醇(2％)后，将发酵废液浓缩至原液的2倍，根据发酵废液酚羟基量0.47mmol/ml，和羧基含量0.063mmol/ml，放入50％的循环溶剂量为50ml。
在室温，析出时间2hr，pH＝6.5的条件下，去除杂蛋白，干燥后得到的产品收率约2％(循环溶剂回收率为98％)。
权利要求
1.一种生物质制乙醇系统中发酵废液制取膳食纤维的方法，其特征在于生物质制乙醇系统中的发酵废液被适量浓缩，加入适量的浓度为30-60％的循环溶剂，在室温下，析出时间0.5-2hr，即制得膳食纤维。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的膳食纤维，主要成分的质量百分比为戊糖含量为80-85％，钙元素3-6％，铁元素0.5-1.0％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的循环溶剂的回收率大于95％。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于所述的循环溶剂为乙醇。
全文摘要
本发明提供了一种生物质制乙醇系统中发酵废液制取膳食纤维的方法。本发明利用工艺系统产生的循环溶剂即乙醇，以木屑通过水解、发酵、回收乙醇后的废液中含有半纤维素水解物研制成膳食纤维，所得产物主要是富含Ca、Fe能降低高血脂和胆固醇，改善胃肠道功能，具有天然醇香的低聚戊糖。本发明操作简便，符合食品卫生标准，缩短了发酵废液的处理工序，降低了生物质制乙醇总工艺的成本。
文档编号A23L1/29GK1543858SQ200310108808
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月24日 优先权日2003年11月24日
发明者颜涌捷, 张素平, 周霞萍, 袁传敏, 陈秋珍, 席淑娟 申请人:华东理工大学