利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維並聯產果膠的方法與流程
2023-06-03 21:12:16 1
本發明涉及生物技術領域，特別涉及一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維並聯產果膠的方法。
背景技術：
隨著我國林業的發展，果樹種植面積越來越大。據統計，種植面積已近2萬公頃，果品總產量將近2億噸；因而相應的果品深加工業，如果汁等，也發展壯大起來。果樹修剪下來的枝丫材，每年都堆在果園旁，無法利用；果汁廠果品榨汁後剩餘的果渣、果皮等，被隨意的處理用作飼料或肥料。因此，我們每年只關注作物秸稈的浪費與汙染，實際上，果枝、果皮、果渣等的浪費、汙染同樣非常嚴重。
果枝、果皮、果渣中含有豐富的纖維、果膠等高附加值成份，將這些成份分離、精煉出來，不僅可以創造極大的經濟價值，也同時可以避免環境汙染和資源浪費。
技術實現要素：
為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維並聯產果膠的方法。
本發明的技術方案為：
一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維並聯產果膠的方法，包括步驟：
A半纖維素的製備
A1）果樹枝、果皮或果渣烘乾並粉碎後移入蒸煮鍋，加入果樹枝、果皮或果渣質量1-20倍的水，加入鹼至鹼液濃度為1%-10%，通蒸汽升溫至60-100℃後停止通蒸汽，通入惰性氣體，將蒸煮鍋內空氣排淨後封口；然後間歇性向蒸煮鍋中通入蒸汽以及惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為60-100℃、壓力為0.5-1MPa，保溫保壓10-120分鐘後噴放；
A2）將步驟1）所得噴放漿狀物轉移至研磨磨中研磨；
A3）固液分離，得濾渣一和濾液一；
A4）濾液一中加入濾液一1-10倍體積的乙醇，攪拌均勻後，靜置至沉澱完全；
A5）分離沉澱與上清，得濾渣二和濾液二；
A6）濾渣二採用稀鹼液溶解，然後加入稀鹼液1-10倍體積的乙醇，待沉澱完全後，分離沉澱與上清，如此重複操作1-5次，得濾渣三和濾液三；
A7）濾渣三經乾燥、粉碎即得半纖維素成品。
B木質素的製備
B1）將濾渣一置於蒸煮鍋，加入濾渣一1-20倍質量的水，通入惰性氣體，使濾渣均勻分布在水中；然後加入複合蛋白酶，間歇1-3分鐘，通入惰性氣體，酶解10-80分鐘；隨後加入常溫型α-澱粉酶，酶解10-80分鐘；然後通入蒸汽升溫至60-70℃，保溫2-20分鐘滅活酶的活性；所述複合蛋白酶由具備內肽酶活性的鹼性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；所述常溫型α-澱粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-澱粉酶，所述常溫型α-澱粉酶的適宜溫度為22-35℃；
B2）滅酶後，向蒸煮鍋中加入乙醇至乙醇的質量分數為30%-80%，然後間歇性地通入水蒸汽和惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為80-120℃、壓力為0.5-2 MPa，保溫保壓60-120分鐘後噴放；
B3）步驟B2）所得噴放漿狀物固液分離，得濾渣四和濾液四；濾渣四採用40%-90%的乙醇洗滌，乙醇洗液與濾液四合併，得合併液一；
B4）合併液一蒸發濃縮，得木質素粗品；木質素粗品用水洗滌後經乾燥、粉碎得木質素成品。
C膳食纖維的製備
C1）將濾渣四置於提取罐，加入濾渣四3-30倍的水，攪勻後加入稀酸，調節pH至1-5，通入水蒸汽，溫度升至30-100℃後停止通水蒸汽，接著通入惰性氣體，排淨罐內空氣後封口；間歇性地通入水蒸汽和惰性氣體，以維持罐內溫度為30-100℃，並使物料在罐內均勻分布，保溫抽提30-300分鐘；
C2）抽提完畢後，將提取罐內的物質進行固液分離，得濾渣五和濾液五；
C3）濾渣五加入漂白罐中，加入濾渣五1-10倍的水，攪勻後加入雙氧水至雙氧水的濃度為1%-5%，升溫至50-80℃，保溫10-120分鐘；
C4）固液分離，並用水洗滌濾渣，得濾渣六和濾液六；
C5）濾渣六經乾燥、粉碎得膳食纖維成品。
D果膠的製備
D1）濾液五經脫色、過濾得脫色濾液五；
D2）向脫色濾液五中加入脫色濾液五1-10倍體積的含鹽酸的乙醇至乙醇的質量分數為30%-80%，攪拌均勻後，靜置20-100分鐘，固液分離得濾渣七和濾液七；
D3）用稀酸溶解濾渣七，重複步驟D1）和D2），最後所得固體即為純化後的果膠；
D4）步驟D3）所得純化後的果膠經乾燥、粉碎即得果膠成品。
作為優選方案，步驟A1、A6）中，所述鹼為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水或氫氧化鈣。
作為優選方案，步驟B1）中，所述微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置於微波發生器，設置微波功率為850-950W，脈衝頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復25-35次；將微波處理後的培養液塗布在固體培養基上，30℃條件下培養1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-澱粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。
進一步的，選出常溫下α-澱粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養，從而獲得所述常溫型α-澱粉酶。採用該方法獲得的常溫型α-澱粉酶，在常溫下即可高效酶解澱粉，既降低了能耗，又避免了副反應的發生。
作為優選方案，所述複合蛋白酶中具備內肽酶活性的鹼性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:1-3；所述複合蛋白酶的加入量滿足每千克幹基濾渣一400-800U，所述常溫型α-澱粉酶的加入量滿足每千克幹基濾渣一300-700U。
作為優選方案，步驟C1）和D3）中，所述酸為硫酸、硝酸、鹽酸、亞硫酸、乙酸中的一種。
作為優選方案，所述惰性氣體為氮氣、氦氣或氬氣。
作為優選方案，步驟A7）、B4）、C5）、D4）中所述乾燥為噴霧乾燥、熱風乾燥、流化床乾燥或冷凍乾燥；乾燥溫度小於120℃。
作為優選方案，步驟D2）含鹽酸的乙醇中，乙醇的體積分數為95%，鹽酸的濃度為0.5mol/L。
另外，合併某些濾液和廢水，調整pH以及營養成分，可製備植物生長需要的液態肥，充分利用濾液和廢水，減少排放。
本發明的有益效果為：
本發明秉承「多層級分離、多層次利用」的生物質綜合利用的原則，將果枝、果皮、果渣中的主要組份膳食纖維素、果膠、半纖維素、木質素等成功分離、精煉出來，且所獲得的膳食纖維素、果膠、半纖維素、木質素提取率高、完整性好、質量高；為果枝、果皮、果渣的高附加值開發利用奠定了基礎。
雖然本發明也利用了現有技術中的汽爆分離技術，但是本發明工藝中採用了低溫、高壓（惰性氣體提供）條件，並應用了特殊的生物酶，保證了本發明對果枝、果皮和果渣利用的高效率、高質量、高收益。
具體實施方式
實施例1
一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維並聯產果膠的方法，包括步驟：
A半纖維素的製備
A1）蘋果樹枝去雜、切片、烘乾（滅活果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶）並粉碎後加入蒸煮鍋，加入蘋果樹枝質量10倍的水，加入氨水至鹼液濃度為4%，通蒸汽升溫至90℃後停止通蒸汽，通入氮氣，將蒸煮鍋內空氣排淨後封口；然後間歇性向蒸煮鍋中通入蒸汽以及氮氣，以維持蒸煮鍋內溫度為 93℃、壓力為0.8MPa，保溫保壓70分鐘後噴放。
該步驟用稀鹼提取半纖維素；採用較低蒸煮溫度（93℃）、較高鍋內壓力（0.8MPa）以及惰性氣體環境，目的在於保證半纖維素、纖維素、木質素、果膠等組份避免高溫、有氧條件下的分解、氧化、剝皮、酯化等反應，對保證分子基團的完整性以及產品質量作用明顯；較高壓力（0.8MPa）保證了鹼液對蘋果枝細胞壁間的有效滲透及大分子的溶出。
A2）將步驟1）所得噴放漿狀物轉移至盤磨中研磨20分鐘。用機械法破解大分子之間的部分化學連接鍵，進一步增加各物質的得率。
A3）固液分離，得濾渣一和濾液一。濾渣一即為含有纖維素、木質素、果膠等成分的漿料；濾液一則為半纖維素粗液。
A4）濾液一中加入濾液一4倍體積的95%的乙醇，攪拌均勻後，靜置至沉澱完全。
A5）分離沉澱與上清，得濾渣二和濾液二。
A6）濾渣二採用稀氨水溶解，然後加入稀氨水5倍體積的95%的乙醇，待沉澱完全後，分離沉澱與上清，如此重複操作3次，臥螺離心分離得濾渣三和濾液三。
步驟A4）、A5）、A6）為半纖維素的純化步驟。步驟A4）醇沉所得濾渣二主要為半纖維素粗品，濾液二中主要為乙醇和濾液一中的水相，濾液二中的乙醇全部回收再利用；步驟A6）進行純化，將所得半纖維素粗品再次溶解後重新醇沉，該過程中所用的乙醇也全部回收再利用。
A7）濾渣三經噴霧乾燥（出口溫度115℃）、粉碎即得半纖維素成品。經檢測，本實施例中蘋果枝所得半纖維素的質量為幹基蘋果枝質量的18.4%，純度為96.7%。
B木質素的製備
B1）將濾渣一置於蒸煮鍋，加入濾渣一10倍質量的水，通入氮氣，使濾渣均勻分布在水中；然後加入複合蛋白酶（500U/Kg幹基濾渣一），間歇1分鐘，通入氮氣，酶解40分鐘；隨後加入常溫型α-澱粉酶（400U/Kg幹基濾渣一），酶解30分鐘；然後通入蒸汽升溫至65℃，保溫10分鐘滅活酶的活性。
其中，複合蛋白酶由具備內肽酶活性的鹼性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成，複合蛋白酶中具備內肽酶活性的鹼性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:1；該複合蛋白酶可以在常溫下高效水解蛋白質。
常溫型α-澱粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-澱粉酶；微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置於微波發生器，設置微波功率為900W，脈衝頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復30次；將微波處理後的培養液塗布在固體培養基上，30℃條件下培養1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-澱粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。選出常溫下α-澱粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養，從而獲得常溫型α-澱粉酶；常溫型α-澱粉酶在22-35℃溫度下高效率地水解澱粉，不必像目前大多採用的高溫型α-澱粉酶需要高溫（80-90℃）條件，因而減少了能耗也降低了對設備的要求，同時極大減少了副反應的發生；此處用酶法可以柔和地將蛋白質、澱粉水解成小分子的肽類、胺基酸、麥芽糖、葡萄糖等進入濾液中，從而成功脫除蛋白質和澱粉；以保證木質素的純度 。
B2）滅酶後，向蒸煮鍋中加入95%的乙醇至乙醇的質量分數為60%，然後間歇性地通入水蒸汽和氮氣，以維持蒸煮鍋內溫度為110℃，壓力為1.5MPa，保溫保壓100分鐘後噴放。含乙醇的熱蒸汽全部由罩口進入乙醇回收系統。
B3）步驟B2）所得噴放漿狀物固液分離，得濾渣四和濾液四；濾渣四採用60%的乙醇洗滌，乙醇洗液與濾液四合併，得合併液一。
濾渣四即為含有纖維素和果膠的漿料，濾液四即為醇溶的木質素。
B4）合併液一蒸發濃縮，得木質素粗品；木質素粗品用水洗滌後經噴霧乾燥（出口溫度105℃）、粉碎得木質素成品。經檢測，本實施例中蘋果枝所得木質素的質量為幹基蘋果枝質量的28.6%，純度為96.3%。
C膳食纖維的製備
C1）將濾渣四置於提取罐，加入濾渣四20倍的水，攪勻後加入稀亞硫酸，調節pH至1.5，通入水蒸汽，溫度升至90℃後停止通水蒸汽，接著通入氮氣，排淨罐內空氣後封口；間歇性地通入水蒸汽和氮氣，以維持罐內溫度為90℃，並使物料在罐內均勻分布，保溫抽提100分鐘。
C2）抽提完畢後，將提取罐內的物質進行臥螺離心分離，得濾渣五和濾液五。
濾渣五即為膳食纖維粗品，濾液五為果膠提取液。
C3）濾渣五加入漂白罐中，加入濾渣五5倍的水，攪勻後加入雙氧水至雙氧水的濃度為2.5%，升溫至60℃，保溫60分鐘。
本步驟主要在漂白的同時，用雙氧水在弱鹼性條件下溶解殘存在纖維素表面的半纖維素和木質素，以保證膳食纖維的純度。
C4）固液分離，並用水洗滌濾渣，得濾渣六和濾液六。該步驟為膳食纖維的純化步驟。
C5）濾渣六經流化床乾燥（溫度低於105℃）、粉碎得膳食纖維成品。經檢測，本實施例中蘋果枝所得膳食纖維的質量為幹基蘋果枝質量的37.7%，純度為96.9%。
D果膠的製備
D1）濾液五經脫色、過濾得脫色濾液五。
D2）向脫色濾液五中加入脫色濾液五6倍體積的含鹽酸的乙醇（乙醇的體積分數為95%，鹽酸的濃度為0.5mol/L，臥螺離心分離得濾渣七和濾液七。濾渣七即為果膠粗品。
D3）用稀亞硫酸溶解濾渣七，重複步驟D1）和D2）3次，最後所得固體即為純化後的果膠。
步驟D3）為果膠的純化步驟，去除醇溶性雜質。
D4）步驟D3）所得純化後的果膠經噴霧乾燥（出口溫度115℃）、粉碎即得果膠成品。經檢測，本實施例中蘋果枝所得果膠的質量為幹基蘋果枝質量的4.7%，純度為97.2%。
另外，合併某些濾液和廢水，調整pH以及營養成分，可製備植物生長需要的液態肥，充分利用濾液和廢水，減少排放。
E液態肥的製備
本實施例中使用了氨水、亞硫酸；合併濾液六以及半纖維素製備中乙醇回收後剩餘液體和木質素製備中合併液一回收乙醇後剩餘的液體，調整pH至6.5，裝桶，用作植物營養用的葉面肥或衝施肥。
該液體肥含有一定量的N、P、K、礦物質以及小分子有機物質等植物生長所需要的營養素。
實施例2
一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維並聯產果膠的方法，包括步驟：
A半纖維素的製備
A1）蘋果渣去雜、烘乾（滅活果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶）並粉碎後加入蒸煮鍋，加入果果渣質量6倍的水，加入氫氧化鉀至鹼液濃度為6%，通蒸汽升溫至85℃後停止通蒸汽，通入氮氣，將蒸煮鍋內空氣排淨後封口；然後間歇性向蒸煮鍋中通入蒸汽以及氮氣，以維持蒸煮鍋內溫度為92℃、壓力為0.7MPa，保溫保壓60分鐘後噴放。
該步驟用稀鹼提取半纖維素；採用較低蒸煮溫度（92℃）、較高鍋內壓力（0.7MPa）以及惰性氣體環境，目的在於保證半纖維素、纖維素、木質素、果膠等組份避免高溫、有氧條件下的分解、氧化、剝皮、酯化等反應，對保證分子基團的完整性以及產品質量作用明顯；較高壓力（0.7MPa）保證了鹼液對蘋果渣細胞壁間的有效滲透及大分子的溶出。
A2）將步驟1）所得噴放漿狀物轉移至膠體磨中研磨25分鐘。用機械法破解大分子之間的部分化學連接鍵，進一步增加各物質的得率。
A3）固液分離，得濾渣一和濾液一。濾渣一即為含有纖維素、木質素、果膠等成分的漿料；濾液一則為半纖維素粗液。
A4）濾液一中加入濾液一3倍體積的乙醇，攪拌均勻後，靜置至沉澱完全。
A5）分離沉澱與上清，得濾渣二和濾液二。
A6）濾渣二採用稀氫氧化鉀溶液溶解，然後加入稀鹼液6倍體積的95%的乙醇，待沉澱完全後，分離沉澱與上清，如此重複操作4次，得濾渣三和濾液三。
步驟A4）、A5）、A6）為半纖維素的純化步驟。步驟A4）醇沉所得濾渣二主要為半纖維素粗品，濾液二中主要為乙醇和濾液一中的水相，濾液二中的乙醇全部回收再利用；步驟A6）進行純化，將所得半纖維素粗品再次溶解後重新醇沉，該過程中所用的乙醇也全部回收再利用。
A7）濾渣三經熱風乾燥（溫度95℃）、粉碎即得半纖維素成品。經檢測，本實施例中蘋果渣所得半纖維素的質量為幹基蘋果渣質量的19.5%，純度為97.5%。
B木質素的製備
B1）將濾渣一置於蒸煮鍋，加入濾渣一6倍質量的水，通入氮氣，使濾渣均勻分布在水中；然後加入複合蛋白酶（550U/Kg幹基濾渣一），間歇2分鐘，通入氮氣，酶解30分鐘；隨後加入常溫型α-澱粉酶（450U/Kg幹基濾渣一），酶解20分鐘；然後通入蒸汽升溫至68℃，保溫8分鐘滅活酶的活性。
其中，複合蛋白酶由具備內肽酶活性的鹼性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成，複合蛋白酶中具備內肽酶活性的鹼性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:3；該複合蛋白酶可以在常溫下高效水解蛋白質。
常溫型α-澱粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-澱粉酶；微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置於微波發生器，設置微波功率為900W，脈衝頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復30次；將微波處理後的培養液塗布在固體培養基上，30℃條件下培養1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-澱粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。選出常溫下α-澱粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養，從而獲得常溫型α-澱粉酶；常溫型α-澱粉酶在22-35℃溫度下高效率地水解澱粉，不必像目前大多採用的高溫型α-澱粉酶需要高溫（80-90℃）條件，因而減少了能耗也降低了對設備的要求，同時極大減少了副反應的發生；此處用酶法可以柔和地將蛋白質、澱粉水解成小分子的肽類、胺基酸、麥芽糖、葡萄糖等進入濾液中，從而成功脫除蛋白質和澱粉；以保證木質素的純度 。
B2）滅酶後，向蒸煮鍋中加入95%的乙醇至乙醇的質量分數為55%，然後間歇性地通入水蒸汽和氮氣，以維持蒸煮鍋內溫度為115℃、壓力為1.3 MPa，保溫保壓90分鐘後噴放。含乙醇的熱蒸汽全部由罩口進入乙醇回收系統。
B3）步驟B2）所得噴放漿狀物固液分離，得濾渣四和濾液四；濾渣四採用55%的乙醇洗滌，乙醇洗液與濾液四合併，得合併液一。
濾渣四即為含有纖維素和果膠的漿料，濾液四即為醇溶的木質素。
B4）合併液一蒸發濃縮，得木質素粗品；木質素粗品用水洗滌後經熱風乾燥（溫度90℃）、粉碎得木質素成品。經檢測，本實施例中蘋果渣所得木質素的質量為幹基蘋果渣質量的29.5%，純度為97.1%。
C膳食纖維的製備
C1）將濾渣四置於提取罐，加入濾渣四10倍的水，攪勻後加入稀硫酸，調節pH至3，通入水蒸汽，溫度升至90℃後停止通水蒸汽，接著通入氮氣，排淨罐內空氣後封口；間歇性地通入水蒸汽和氮氣，以維持罐內溫度為92℃，並使物料在罐內均勻分布，保溫抽提120分鐘。
C2）抽提完畢後，將提取罐內的物質進行固液分離，得濾渣五和濾液五。
濾渣五即為膳食纖維粗品，濾液五為果膠提取液。
C3）濾渣五加入漂白罐中，加入濾渣五3倍的水，攪勻後加入雙氧水至雙氧水的濃度為3%，升溫至70℃，保溫40分鐘。
本步驟主要在漂白的同時，用雙氧水在弱鹼性條件下溶解殘存在纖維素表面的半纖維素和木質素，以保證膳食纖維的純度。
C4）固液分離，並用水洗滌濾渣，得濾渣六和濾液六。該步驟為膳食纖維的純化步驟。
C5）濾渣六經熱風乾燥（溫度105℃）、粉碎得膳食纖維成品。經檢測，本實施例中蘋果渣所得膳食纖維的質量為幹基蘋果渣質量的42.7%，純度為97.6%。
D果膠的製備
D1）濾液五經脫色、過濾得脫色濾液五。
D2）向脫色濾液五中加入脫色濾液五9倍體積的含鹽酸的乙醇（乙醇的體積分數為95%，鹽酸的濃度為0.5mol/L）至乙醇的質量分數為55%，攪拌均勻後，靜置60分鐘，固液分離得濾渣七和濾液七。濾渣七即為果膠粗品。
D3）用稀硫酸溶解濾渣七，重複步驟D1）和D2），最後所得固體即為純化後的果膠。
步驟D3）為果膠的純化步驟，去除醇溶性雜質。
D4）步驟D3）所得純化後的果膠經熱風乾燥（溫度95℃）、粉碎即得果膠成品。經檢測，本實施例中蘋果渣所得果膠的質量為幹基蘋果渣質量的5.7%，純度為96.4%。
E液態肥的製備
本實施例中使用了氫氧化鉀、硫酸；合併濾液六以及半纖維素製備中乙醇回收後剩餘液體和木質素製備中合併液一回收乙醇後剩餘的液體，調整pH至6.5，裝桶，用作植物營養用的葉面肥或衝施肥。
該液體肥含有一定量的N、P、K、礦物質以及小分子有機物質等植物生長所需要的營養素。
實施例3
一種利用果樹枝、果皮（渣）生產膳食纖維並聯產果膠的方法，包括步驟：
A半纖維素的製備
A1）橘皮去雜、切片烘乾（滅活果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶）並粉碎後加入蒸煮鍋，加入橘皮質量12倍的水，加入氨水至鹼液濃度為5%，通蒸汽升溫至90℃後停止通蒸汽，通入氮氣，將蒸煮鍋內空氣排淨後封口；然後間歇性向蒸煮鍋中通入蒸汽以及氮氣，以維持蒸煮鍋內溫度為91℃、壓力為0.8MPa，保溫保壓80分鐘後噴放。
該步驟用稀鹼提取半纖維素及脫除灰分中的大部分矽質等無機鹽；採用較低蒸煮溫度（91℃）、較高鍋內壓力（0.8MPa）以及惰性氣體環境，目的在於保證半纖維素、纖維素、木質素、果膠等組份避免高溫、有氧條件下的分解、氧化、剝皮、酯化等反應，對保證分子基團的完整性以及產品質量作用明顯；較高壓力（0.8MPa）保證了鹼液對橘皮細胞壁間的有效滲透及大分子的溶出。
A2）將步驟1）所得噴放漿狀物轉移至中濃磨中研磨15分鐘。用機械法破解大分子之間的部分化學連接鍵，進一步增加各物質的得率。
A3）壓濾機壓濾分離，得濾渣一和濾液一。濾渣一即為含有纖維素、木質素、果膠等成分的漿料；濾液一則為半纖維素粗液。
A4）濾液一中加入濾液一4倍體積的95%的乙醇，攪拌均勻後，靜置至沉澱完全。
A5）分離沉澱與上清，得濾渣二和濾液二。
A6）濾渣二採用稀氨水溶解，然後加入稀氨水4倍體積的95%的乙醇，待沉澱完全後，分離沉澱與上清，如此重複操作2次，得濾渣三和濾液三。
步驟A4）、A5）、A6）為半纖維素的純化步驟。步驟A4）醇沉所得濾渣二主要為半纖維素粗品，濾液二中主要為乙醇和濾液一中的水相，濾液二中的乙醇全部回收再利用；步驟A6）進行純化，將所得半纖維素粗品再次溶解後重新醇沉，該過程中所用的乙醇也全部回收再利用。
A7）濾渣三經流化床乾燥（溫度100℃）、粉碎即得半纖維素成品。經檢測，本實施例中橘皮所得半纖維素的質量為幹基橘皮質量的17.2%，純度為96.6%。
B木質素的製備
B1）將濾渣一置於蒸煮鍋，加入濾渣一10倍質量的水，通入氮氣，使濾渣均勻分布在水中；然後加入複合蛋白50分鐘；隨後加入常溫型α-澱粉酶（500U/Kg幹基濾渣一），酶解40分鐘；然後通入蒸汽升溫至62℃，保溫12分鐘滅活酶的活性。
其中，複合蛋白酶由具備內肽酶活性的鹼性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成，複合蛋白酶中具備內肽酶活性的鹼性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:2；該複合蛋白酶可以在常溫下高效水解蛋白質。
常溫型α-澱粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-澱粉酶；微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置於微波發生器，設置微波功率為900W，脈衝頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復30次；將微波處理後的培養液塗布在固體培養基上，30℃條件下培養1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-澱粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。選出常溫下α-澱粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養，從而獲得常溫型α-澱粉酶；常溫型α-澱粉酶在22-35℃溫度下高效率地水解澱粉，不必像目前大多採用的高溫型α-澱粉酶需要高溫（80-90℃）條件，因而減少了能耗也降低了對設備的要求，同時極大減少了副反應的發生；此處用酶法可以柔和地將蛋白質、澱粉水解成小分子的肽類、胺基酸、麥芽糖、葡萄糖等進入濾液中，從而成功脫除蛋白質和澱粉；以保證木質素的純度 。
B2）滅酶後，向蒸煮鍋中加入95%的乙醇至乙醇的質量分數為50%，然後間歇性地通入水蒸汽和氮氣，以維持蒸煮鍋內溫度為105℃，壓力為1.6MPa，保溫保壓100分鐘後噴放。含乙醇的熱蒸汽全部由罩口進入乙醇回收系統。
B3）步驟B2）所得噴放漿狀物固液分離，得濾渣四和濾液四；濾渣四採用50%的乙醇洗滌，乙醇洗液與濾液四合併，得合併液一。
濾渣四即為含有纖維素和果膠的漿料，濾液四即為醇溶的木質素。
B4）合併液一蒸發濃縮，得木質素粗品；木質素粗品用水洗滌後經流化床乾燥（溫度100℃）、粉碎得木質素成品。經檢測，本實施例中橘皮所得木質素的質量為幹基橘皮質量的14.8%，純度為96.8%。
C膳食纖維的製備
C1）將濾渣四置於提取罐，加入濾渣四8倍的水，攪勻後加入稀硝酸，調節pH至4，通入水蒸汽，溫度升至85℃後停止通水蒸汽，接著通入氮氣，排淨罐內空氣後封口；間歇性地通入水蒸汽和氮氣，以維持罐內溫度為90℃，並使物料在罐內均勻分布，保溫抽提150分鐘。
C2）抽提完畢後，將提取罐內的物質進行固液分離，得濾渣五和濾液五。
濾渣五即為膳食纖維粗品，濾液五為果膠提取液。
C3）濾渣五加入漂白罐中，加入濾渣五3倍的水，攪勻後加入雙氧水至雙氧水的濃度為4.5%，升溫至55℃，保溫70分鐘。
本步驟主要在漂白的同時，用雙氧水在弱鹼性條件下溶解殘存在纖維素表面的半纖維素和木質素，以保證膳食纖維的純度。
C4）固液分離，並用水洗滌濾渣，得濾渣六和濾液六。該步驟為膳食纖維的純化步驟。
C5）濾渣六經流化床乾燥（溫度95℃）、粉碎得膳食纖維成品。經檢測，本實施例中橘皮所得膳食纖維的質量為幹基橘皮質量的29.5%，純度為97.7%。
D果膠的製備
D1）濾液五經脫色、過濾得脫色濾液五。
D2）向脫色濾液五中加入脫色濾液五7倍體積的含鹽酸的乙醇（乙醇的體積分數為95%，鹽酸的濃度為0.5mol/L）至乙醇的質量分數為50%，攪拌均勻後，靜置60分鐘，固液分離得濾渣七和濾液七。濾渣七即為果膠粗品。
D3）用稀硝酸溶解濾渣七，重複步驟D1）和D2），最後所得固體即為純化後的果膠。
步驟D3）為果膠的純化步驟，去除醇溶性雜質。
D4）步驟D3）所得純化後的果膠經流化床乾燥（溫度100℃）、粉碎即得果膠成品。經檢測，本實施例中橘皮所得果膠的質量為幹基橘皮質量的27.8%，純度為96.1%。
另外，合併某些濾液和廢水，調整pH以及營養成分，可製備植物生長需要的液態肥，充分利用濾液和廢水，減少排放。
E液態肥的製備
本實施例中使用了氨水、硝酸；合併濾液六以及半纖維素製備中乙醇回收後剩餘液體和木質素製備中合併液一回收乙醇後剩餘的液體，調整pH至6.5，裝桶，用作植物營養用的葉面肥或衝施肥。
該液體肥含有一定量的N、P、K、礦物質以及小分子有機物質等植物生長所需要的營養素。