[发明专利]一种碱-酶耦合技术处理竹粉制备羧甲基纤维素钠的方法

说明书

本发明涉及一种碱‑酶耦合技术处理竹粉制备羧甲基纤维素钠的方法，利用碱‑酶耦合法将竹粉加工成干燥的竹纤维，然后再将竹纤维进行酶法处理，能够将得到的竹纤维素中包裹的木质素和半纤维素等物质有效分离去除，从而得到纯度更高的羧甲基纤维素钠。本发明以竹制品副产物的竹粉为原料，经过碱‑酶耦合法处理后，得到了结构较松散的竹纤维，以竹纤维为原料制备了羧甲基纤维素钠，取代度为0.95‑1.07，1%的水溶液在25℃下的粘度可达到81mPa•s~220mPa•s，其技术指标符合中低粘度CMC的产品要求。由于采用生物‑化学耦合方法，对环境污染少，成本相对较低，为制备羧甲基纤维素钠提供新的途径。

技术领域

本发明涉及羧甲基纤维素钠的制备方法技术领域，特别涉及一种碱-酶耦合技术处理竹粉 制备羧甲基纤维素钠的方法。

背景技术

羧甲基纤维素钠(Sodium carboxymethyl cellulose，CMC)是天然纤维素经改性后的衍生 物，为离子型、直链、水溶性的羧甲基纤维素醚的钠盐，是种类繁多、应用领域宽广、生产 量大、研究价值高的一种纤维素衍生产品。由于其具有优异的性能和广泛的用途，CMC被誉 为“工业味精”。CMC目前已广泛应用于造纸工业、油田开采、食品工业、医药工业、日用化 工、陶瓷制造、纺织工业等各经济领域。在食品加工业中，主要作为增稠剂、成膜剂、稳定 剂、固化剂及增量剂等。作为成膜剂时，CMC溶液和水溶性抗菌剂处理食品表面，生成表面 光泽同时具有柔软性和透明性的薄膜，保鲜效果好；作为增稠剂和稳定剂时，即可增加粘度， 又起到稳定食品结构、延长食品保质期的作用，常用于各种果酱、调味酱、雪糕及各种奶制 品中；也可作为固形剂和增量剂，应用于冰淇淋、面点食品等。

长期以来，制备羧甲基纤维素钠主要以精制棉短绒、木材浆粕等为原料，其原料成本较 高，而市场上对CMC的需求量越来越大，所以开发其他资源丰富、来源广泛、廉价的纤维 素原料，便成为当下的一种趋势。竹制品加工副产物便是一种具有较高研究价值和和应用前 景的原材料。其纤维素含量达45％～52％。作为全球竹类资源最丰富的国家，我国竹林面积 达520多万公顷，占全国有林地面积的21.87％，竹产业总产值达700亿元以上，但大部分原 料未得到更好利用。

竹子中的纤维素和半纤维素、木质素组成木质纤维素，其中半纤维素与木质素共价结合 形成木质素-碳水化合物结构，再将纤维素包裹，三者结合牢固，难以完全分离。此外，该类 生物质中还含有果胶、蛋白质、灰分等成分。目前，分离木质纤维素中纤维素的基本方法有 酸水解与碱处理等方式的化学法、汽爆法、热-机械耦合开纤法等物理方法，以及酶催化水解、 微生物发酵等生物处理法。采用单一化学或物理法，虽然效率较高，但随之产生设备腐蚀、 环境污染、纤维素降解或者高能耗、高成本等问题，不利于可持续发展。以复合型纤维素酶催 化反应为主的生物处理法条件温和、节能环保，但存在预处理周期长、效率低等问题。而纯 化学法虽然效率较好，但污染大，不利于可持续发展。

因此，现有技术有待进一步改进和提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种碱-酶耦合技术处理竹粉制备羧甲基纤维素钠 的方法，先将竹粉样品经化学法初步处理，再通过酶法处理，能够将得到的竹纤维素中包裹 的木质素和半纤维素等物质有效分离去除，从而得到羧甲基纤维素钠。

本发明是这样实现的，还提供一种碱-酶耦合技术处理竹粉制备羧甲基纤维素钠的方法， 包括以下步骤：

S1、竹粉预处理，利用碱-酶耦合法将竹粉加工成干燥的竹纤维，所述碱-酶耦合法包括 如下步骤：

S11、称取3g～5g竹粉放入锥形瓶中，加入35mL～45mL的5％氢氧化钠溶液，置于恒温 水浴振荡器中，温度45℃～60℃，时间0.5h～1.5h；

S12、之后迅速冷却，减压过滤，再用约380mL～420mL蒸馏水分次洗涤试样，取滤渣；