[发明专利]酶催化双氧水漂白木质纤维素类生物质制备药用微晶纤维素的新工艺

说明书

本发明公开了一种酶催化双氧水漂白木质纤维素类生物质制备药用微晶纤维素的新工艺，以农作物生物质为原料，经预处理、酸解、亚氯酸钠漂白、粘质沙雷氏菌胞外酶催化双氧水漂白、乙醇洗涤、过滤及干燥粉碎等工艺步骤，通过合理调节酸碱使用量、固液比、反应时间、温度等条件，制得药用微晶纤维素产品。本发明制备的药用稻草微晶纤维素的含量≥97.8%，白度≥80%，pH为5.0~7.5，氯化物≤0.03%，干燥失重≤5%。

技术领域

本发明涉及木质纤维素类生物质处理领域。具体涉及酶催化双氧水漂白木质纤维 素类生物质制备药用微晶纤维素的新工艺。

背景技术

微晶纤维素（MCC）是天然的植物纤维素经稀酸水解和多种后处理而制得的具有极限聚合度的产物，是流动性极强的超细微的粉末状、短棒状或多孔状颗粒，其特性主要表现在结晶度、晶粒大小、吸水值、比表面积、聚合度以及反应性能等方面。由于MCC具有多方面的功能作用和优良性能，国内外需求日益增长，且新用途正在不断地被开发出来。如乳化剂、高温稳定剂、泡沫稳定剂、增稠剂、悬浮剂、保形剂和食品添加剂、粘合剂和助燃剂，除此之外，MCC还可用于助滤剂、地毯清洁剂、触媒载体等多方面。

目前微晶纤维素的制备原料绝大部分都来源于棉花纤维和木材纤维。由于棉花纤维和木材纤维细胞壁结构较为简单，木质素含量较低，因此利用它们作为原料制备的MCC性能较好。但是棉花纤维和木材价格昂贵，且来源有限，大大提高了MCC的研制成本。我国木质纤维素类生物质资源丰富，来源广泛，每年有大量的稻草秸秆、麦草秸秆、甘蔗渣、芦苇、高粱杆、杂草等没有被有效利用，造成了极大的资源浪费的同时还对环境产生很大程度的污染，而这些生物质资源都可以“变废为宝”，转化为高值化的微晶纤维素。

鲍鑫等人发明了一种用农作物秸秆制备微晶纤维素的方法[CN101503865]，以秸秆为原料，经预处理、酸浸水解、酶法脱胶、碱煮、打纤搅拌、二次水解、水洗漂白以及干燥粉碎等工艺，此法虽工艺简单，但二次水解会对纤维结构造成一定的破坏，且双氧水浓度较高，成本较大。黄克林等人发明了一种二氧化碳催化制备蔗渣微晶纤维素的方法[CN102392378A]，以甘蔗渣纤维素浆与去离子水为原料，以亚临界水为媒介，二氧化碳为催化剂，制备微晶纤维素。但高压条件、亚临界水等因素对设备要求高且成本也大幅度增加。马中苏等人发明了一种胡萝卜渣制备微晶纤维素的方法[ZL201010516591.X]，以胡萝卜渣为 原料，经预处理、盐酸处理、氢氧化钠处理、乙醇脱脂、次氯酸钠漂白、盐酸酸解等，该法工艺 简单，常压条件，成本较低，却也经二次盐酸酸解，改变了植物纤维结构，对微晶纤维素结晶 度、聚合度等造成的一定的影响。

姚日生等人发明了一种制备木质纤维素类生物质微晶纤维素的新工艺[CN103397554A]，利用SO3微热爆预处理技术预处理稻草秸秆后，经酸解、漂白、干燥粉碎等制得。该法对木质纤维素结构损失较弱，但双氧水浓度太大，原料成本较高，而且容易出现喷料现象，存在着安全隐患。孙敏等人在《粘质沙雷氏菌及其酶对芳香化合物的氧化作用研究》中指出粘质沙雷氏菌胞外酶粗酶液能催化H2O2氧化降解羟基类化合物。

本发明在姚日生等人发明的木质纤维素类生物质微晶纤维素的制备工艺基础上，引入了粘质沙雷氏菌胞外酶催化双氧水氧化降解木质纤维素，该法降低了双氧水的浓度，加快双氧水氧化木质素速率，提高了微晶纤维素含量、白度，且基本达到2015版《中国药典》药用微晶纤维素各指标要求。

发明内容

本发明提供了一种酶催化双氧水漂白木质纤维素类生物质制备药用微晶纤维素的新工艺，目的在于以农作物秸秆为原料，经预处理、酸解、一次漂白、酶催化双氧水漂白、乙醇洗涤过滤、干燥粉碎即得药用微晶纤维素。此工艺制备的稻草微晶纤维素含量高，白度高，氯化物含量都符合2015版《中国药典》中药用微晶纤维素的要求。

本发明通过以下技术方案来实现的：

一种酶催化双氧水漂白木质纤维素类生物质制备药用微晶纤维素的新工艺，其特征在 于，包括以下步骤：