酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方法技术领域
本发明涉及膳食纤维的制备技术领域，具体涉及酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方
法。
背景技术
膳食纤维是当前国际上公认的一种功能性食品基料，被称为除了水、蛋白质、糖
类、脂类、维生素、矿物质6大营养素之外的“第七营养素”，并被誉为21世纪食品工业中最受
关注、具有特殊保健功能和食品改性作用的一种食品添加剂。膳食纤维可以作为一种有效
的功能性保健食品预防多种疾病，并具有保水性、保油性、改进食品色泽及风味等特殊功
效，能够改善人体消化吸收，增强人体排泄功能，促进人体的膳食结构平衡，阻碍人体对一
些富营养的过多吸收，保持机能平衡，具有抗癌、降压、降血脂、减肥机预防各类结石等作
用。
秸秆等农作物、水果、蔬菜中均含有膳食纤维，但是从水果、蔬菜中提取膳食纤维
成本较高。而秸秆等农作物中不仅含有丰富的膳食纤维，而成制备成本也相对较低，所以采
用秸秆制备膳食纤维是一种行业发展趋势，膳食纤维主要包括纤维素、半纤维素和木质素。
秸秆中的膳食纤维紧密结实，比较死板，不仅影响口感而且在经过人体时带走人
体肠道垃圾的效率降低。因此，秸秆中的膳食纤维需要将纤维素、半纤维素和木质素分离后
再进行混合。
目前，在膳食纤维的分离技术中采用醋酸蒸煮和蒸汽爆破，醋酸蒸煮易导致制备
的膳食纤维口感差，普通的蒸汽爆破因为受到温度的限制，口感虽然现对于醋酸蒸煮较好，
但是口感仍旧较差。
发明内容
本发明的目的在于提供酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方法，解决现有膳食纤维制
备方法导致其口感较差的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方法，包括以下步骤：
1)、秸秆在100-150℃下加入稀盐酸或稀硫酸进行汽爆获得汽爆产物；
2)、将汽爆产物进行水洗，脱半纤维素，过滤，获得含有半纤维素的滤液、含纤维素
和木质素的滤渣；
3)、向步骤2)中获得的1/2滤液加乙醇，可溶性半纤维素沉淀，过滤，获得半纤维
素，1/2滤液加酸调节pH至5.0-5.5，水解产生单糖；
4)、将步骤2)获得的滤渣用乙醇蒸煮，过滤，获得含有乙醇和木质素的滤液、含有
纤维素的滤渣；
5)、将步骤4)获得的滤液在酸性条件下与步骤2)获得的单糖接枝共聚，过滤，滤渣
为木质素共聚物，滤液中含有酸，返回步骤3)用于水解；
6)、将步骤5)获得的木质素共聚物、步骤4)获得的纤维素、步骤3)获得的半纤维素
以及淀粉进行混合获得膳食纤维。
目前，在膳食纤维的分离技术中采用醋酸蒸煮和蒸汽爆破，醋酸蒸煮不用汽爆技
术，直接用醋酸蒸煮秸秆，过滤，滤液中含有半纤维素和木质素，滤渣为纤维素，再将滤液中
含有半纤维素和木质素分离，最后将半纤维素、木质素和纤维素混合成膳食纤维，醋酸蒸煮
易导致制备的膳食纤维口感差，普通的蒸汽爆破因为受到温度的限制，口感虽然现对于醋
酸蒸煮较好，但是口感仍旧较差。
本发明所述酸性汽爆具体是指加入稀盐酸或稀硫酸的蒸汽爆破，具体地，蒸汽爆
破是将秸秆密封在具有一定温度和压力的容器内，当蒸发到一定程度后突然泄压，秸秆就
撑开爆破，类似爆米花。在合理范围内温度越高爆破效果越好，汽爆的温度必须低于150℃，
因为高于150℃进行爆破会产生糠醛，不利于人体健康，但是150℃进行普通汽爆制备的膳
食纤维的口感仍旧较差，稀盐酸或稀硫酸与秸秆的比例优选为1:1-3。
本发明通过在汽爆过程中加入盐酸，同样是低于150℃的汽爆，其爆破效果以及制
备的膳食纤维的口感明显优于普通爆破，如此，本发明解决了现有膳食纤维制备方法导致
其口感较差的问题。
并且，本发明制备膳食纤维中的单糖来自半纤维素的水解，不仅节约了资源，而且
形成木质素共聚物具有更好的口感。
本发明的原理：在水洗(将爆破物溶于水中)的过程中，爆破物中的半纤维素溶解
在水中，木质素和纤维素在滤渣中，将滤渣用乙醇蒸煮，木质素溶解在乙醇溶液中，进而得
到含有木质素的滤液。
本发明所述木质素具有醛基，单糖在水溶液中，部分为环状，部分为链状，单糖中
的酚羟基与木质素中的醛基进行酚醛缩合反应，继而，木质素的分子链增长，分子量增大，
由原来的无定形的粉状结构变为具有一定纹路的丝状结构，不仅能够增加嚼劲，增强口感，
而且能够提高疏水性，改进后的木质素改进物质为高分子，不易被人体消化吸收，通过人体
时直接带走肠道内的垃圾和毒素，起到排毒清脂的作用。
综上，本发明将制备的木质素共聚物、纤维素、半纤维素以及淀粉进行混合获得膳
食纤维不仅提高了秸秆中膳食纤维的疏松度，且制备木质素共聚物因为由原来的无定形的
粉状结构变为具有一定纹路的丝状结构提高了口感，同时，采用稀酸进行汽爆提高了纤维
素、半纤维素的口感，进而，本发明所制备的膳食纤维具有很好的口感。
进一步地，酸为盐酸，步骤5)中酸性条件是pH值为5.0-6.0。
进一步地，步骤1)中稀盐酸或稀硫酸与秸秆的比例为1：1-1.5。
申请通过试验发现，稀酸与秸秆采用上述比例汽爆具有最佳的汽爆效果，且制备
的膳食纤维的口感最佳。
进一步地，步骤5)中滤液与单糖的重量比为20-30：5-8。
申请人通过大量试验证明，滤液与单糖的重量比为20-30：5-8时，形成木质素共聚
物的口感最佳。
进一步地，步骤6)中用碳酸钠或碳酸氢钠调节pH至4.5-6.0。
进一步地，步骤6)中木质素共聚物、纤维素、半纤维素和淀粉的混合比例为1:1.3-
1.8:1.5-2.0:2.5-3.0。
上述比例混合能够使得制备膳食纤维口看达到最佳。
进一步地，将步骤4)获得纤维素制备成改性纤维素，木质素共聚物、纤维素、半纤
维素、改性纤维素和淀粉的混合比例为1:1.3-1.8:1.5-2.0:1.5-1.8：2.5-3.0。
纤维素制备成改性纤维素采用现有技术，通过在膳食纤维中添加改性纤维素，有
利于提供膳食纤维的口感。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过在汽爆过程中加入盐酸，同样是低于150℃的汽爆，其爆破效果以及
制备的膳食纤维的口感明显优于普通爆破，如此，本发明解决了现有膳食纤维制备方法导
致其口感较差的问题。
2、本发明将制备的木质素共聚物、纤维素、半纤维素以及淀粉进行混合获得膳食
纤维不仅提高了秸秆中膳食纤维的疏松度，且制备木质素共聚物因为由原来的无定形的粉
状结构变为具有一定纹路的丝状结构提高了口感，同时，采用稀酸进行汽爆提高了纤维素、
半纤维素的口感，进而，本发明所制备的膳食纤维具有很好的口感。
3、本发明通过将木质素与单糖进行缩聚反应形成木质素共聚物，木质素的分子链
增长，分子量增大，由原来的无定形的粉状结构变为具有一定纹路的丝状结构，不仅能够增
加嚼劲，增强口感，而且能够提高疏水性；并且，本发明制备膳食纤维中的单糖来自半纤维
素的水解，不仅节约了资源，而且形成木质素共聚物具有更好的口感。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作
进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本
发明的限定。
实施例1：
酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方法，包括以下步骤：
1)、秸秆在100℃下加入稀盐酸或稀硫酸进行汽爆获得汽爆产物；其中，稀盐酸或
稀硫酸与秸秆的比例为1：1；
2)、将汽爆产物进行水洗，脱半纤维素，过滤，获得含有半纤维素的滤液、含纤维素
和木质素的滤渣；
3)、向步骤2)中获得的1/2滤液加乙醇，可溶性半纤维素沉淀，过滤，获得半纤维
素，1/2滤液加酸调节pH至5.0，水解产生单糖；
4)、将步骤2)获得的滤渣用乙醇蒸煮，过滤，获得含有乙醇和木质素的滤液、含有
纤维素的滤渣；
5)、将步骤4)获得的滤液在酸性条件下与步骤2)获得的单糖接枝共聚，过滤，滤渣
为木质素共聚物，滤液中含有酸，返回步骤3)用于水解；其中，滤液与单糖的重量比为20：8；
6)、将步骤5)获得的木质素共聚物、步骤4)获得的纤维素、步骤3)获得的半纤维素
以及淀粉进行混合获得膳食纤维，用碳酸钠或碳酸氢钠调节pH至4.5，其中，木质素共聚物、
纤维素、半纤维素和淀粉的混合比例为1:1.3:1.5:2.5。
实施例2：
酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方法，包括以下步骤：
1)、秸秆在150℃下加入稀盐酸或稀硫酸进行汽爆获得汽爆产物；其中，稀盐酸或
稀硫酸与秸秆的比例为1：1.5；
2)、将汽爆产物进行水洗，脱半纤维素，过滤，获得含有半纤维素的滤液、含纤维素
和木质素的滤渣；
3)、向步骤2)中获得的1/2滤液加乙醇，可溶性半纤维素沉淀，过滤，获得半纤维
素，1/2滤液加酸调节pH至5.5，水解产生单糖；
4)、将步骤2)获得的滤渣用乙醇蒸煮，过滤，获得含有乙醇和木质素的滤液、含有
纤维素的滤渣；
5)、将步骤4)获得的滤液在酸性条件下与步骤2)获得的单糖接枝共聚，过滤，滤渣
为木质素共聚物，滤液中含有酸，返回步骤3)用于水解，其中，滤液与单糖的重量比为30：5；
6)、将步骤5)获得的木质素共聚物、步骤4)获得的纤维素、步骤3)获得的半纤维素
以及淀粉进行混合获得膳食纤维，用碳酸钠或碳酸氢钠调节pH至6.0，其中，木质素共聚物、
纤维素、半纤维素和淀粉的混合比例为1:1.8:2.0:3.0。
实施例3：
酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方法，包括以下步骤：
1)、秸秆在120℃下加入稀盐酸或稀硫酸进行汽爆获得汽爆产物；其中，稀盐酸或
稀硫酸与秸秆的比例为1：1.3；
2)、将汽爆产物进行水洗，脱半纤维素，过滤，获得含有半纤维素的滤液、含纤维素
和木质素的滤渣；
3)、向步骤2)中获得的1/2滤液加乙醇，可溶性半纤维素沉淀，过滤，获得半纤维
素，1/2滤液加酸调节pH至5.5，水解产生单糖；
4)、将步骤2)获得的滤渣用乙醇蒸煮，过滤，获得含有乙醇和木质素的滤液、含有
纤维素的滤渣；
5)、将步骤4)获得的滤液在酸性条件下与步骤2)获得的单糖接枝共聚，过滤，滤渣
为木质素共聚物，滤液中含有酸，返回步骤3)用于水解，其中，滤液与单糖的重量比为25：6；
6)、将步骤5)获得的木质素共聚物、步骤4)获得的纤维素、步骤3)获得的半纤维素
以及淀粉进行混合获得膳食纤维，用碳酸钠或碳酸氢钠调节pH至5.0，其中，木质素共聚物、
纤维素、半纤维素和淀粉的混合比例为1:1.5:1.8:2.8。
实施例4：
酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方法，包括以下步骤：
1)、秸秆在120℃下加入稀盐酸或稀硫酸进行汽爆获得汽爆产物；其中，稀盐酸或
稀硫酸与秸秆的比例为1：1.3；
2)、将汽爆产物进行水洗，脱半纤维素，过滤，获得含有半纤维素的滤液、含纤维素
和木质素的滤渣；
3)、向步骤2)中获得的1/2滤液加乙醇，可溶性半纤维素沉淀，过滤，获得半纤维
素，1/2滤液加酸调节pH至5.5，水解产生单糖；
4)、将步骤2)获得的滤渣用乙醇蒸煮，过滤，获得含有乙醇和木质素的滤液、含有
纤维素的滤渣，将部分纤维素采用现有技术制备成改性纤维素；
5)、将步骤4)获得的滤液在酸性条件下与步骤2)获得的单糖接枝共聚，过滤，滤渣
为木质素共聚物，滤液中含有酸，返回步骤3)用于水解，其中，滤液与单糖的重量比为25：6；
6)、将步骤5)获得的木质素共聚物、步骤4)获得的纤维素和改性纤维素、步骤3)获
得的半纤维素以及淀粉进行混合获得膳食纤维，用碳酸钠或碳酸氢钠调节pH至5.0，其中，
木质素共聚物、纤维素、半纤维素、改性纤维素和淀粉的混合比例为1:1.5:1.8：1.5:2.8。
实施例5：
酸性汽爆秸秆制备膳食纤维的方法，包括以下步骤：
1)、秸秆在120℃下加入稀盐酸或稀硫酸进行汽爆获得汽爆产物；其中，稀盐酸或
稀硫酸与秸秆的比例为1：1.3；
2)、将汽爆产物进行水洗，脱半纤维素，过滤，获得含有半纤维素的滤液、含纤维素
和木质素的滤渣；
3)、向步骤2)中获得的1/2滤液加乙醇，可溶性半纤维素沉淀，过滤，获得半纤维
素，1/2滤液加酸调节pH至5.5，水解产生单糖；
4)、将步骤2)获得的滤渣用乙醇蒸煮，过滤，获得含有乙醇和木质素的滤液、含有
纤维素的滤渣，将部分纤维素采用现有技术制备成改性纤维素；
5)、将步骤4)获得的滤液在酸性条件下与步骤2)获得的单糖接枝共聚，过滤，滤渣
为木质素共聚物，滤液中含有酸，返回步骤3)用于水解，其中，滤液与单糖的重量比为25：6；
6)、将步骤5)获得的木质素共聚物、步骤4)获得的纤维素和改性纤维素、步骤3)获
得的半纤维素以及淀粉进行混合获得膳食纤维，用碳酸钠或碳酸氢钠调节pH至5.0，其中，
木质素共聚物、纤维素、半纤维素、改性纤维素和淀粉的混合比例为1:1.5:1.8：1.8:2.8。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步
详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明
的保护范围，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。