CN103074398B - 一种以废糖蜜为原料制备低聚果糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农产品深加工技术领域，特别公开了一种以废糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于：以蔗糖精制生产过程产生的废糖蜜为原料，将废糖蜜配成质量浓度为15~20%的溶液，过500Da的纳滤膜透析，透析液经浓缩后直接加入固定化果糖基转移酶，调节pH为5~6，在38~42℃下糖化10~20h，然后过滤、脱色、离交、浓缩、干燥最后得固体低聚果糖成品。本发明以废糖蜜原料代替蔗糖制备低聚果糖，其原料来源丰富，操作简单易行，且生产成本低廉，工艺设计合理，产品质量符合低聚果糖国家标准，适于工业化生产，并可显著增加经济效益，提高副产物的附加值。
Description
技术领域
本发明属于农产品深加工技术领域，特别涉及一种以废糖蜜为原料制备低聚果糖的方法。
背景技术
我国是重要的食糖生产国，糖料种植在农业经济中占有重要地位，仅次于粮食、油料、棉花，居第四位。以广西糖业为例，全区糖厂年入榨甘蔗300多万吨，产废糖蜜10万吨。甘蔗糖蜜含蔗糖约24%~36%，其他糖约12%~24%；甜菜糖蜜所含糖类几乎全为蔗糖，约47%之多。此外无氮浸出物中还含有3%~4%的可溶性胶体，主要为木糖胶、阿拉伯糖胶和果胶等。目前废糖蜜的处理方式是直接卖给畜禽养殖场喂养畜禽，1吨售价为800~900元，经济效益较低。
传统低聚果糖生产工艺大都采用粉末活性炭脱色、离子交换除杂等工艺精制低聚果糖，由操作工人直接往脱色罐中加入粉末活性炭，搅拌，然后升温到80～100℃，保温0.5h后过滤。采用此种方式存在以下问题：(1)工人直接往脱色罐液中加入粉末活性炭，会造成大量活性炭粉尘飞扬，致使工作现场环境极其恶劣，污染十分严重。(2)当脱色罐内温度升至80～100℃时，常常会出现爆沸现象，致使高温液体四溢飞溅，造成人员伤害，因此该过程会存在一定的安全隐患。(3)活性炭在和液体接触过程中，常常会大量漂浮在液体表面，即使是充分搅拌也不能很快使它和糖液进行充分融合，以达到尽快脱色的目的，脱色过程中通常需要浪费大量的搅拌时间，因而延长了产品生产周期，造成资源浪费。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种简单易行、生产成本低的以废糖蜜为原料制备低聚果糖的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种以废糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于：以蔗糖精制生产过程产生的废糖蜜为原料，将废糖蜜配成质量浓度为15~20%的溶液，过500Da的纳滤膜透析，透析液经浓缩后直接加入固定化果糖基转移酶，调节pH为5~6，在38~42℃下糖化10~20h，然后过滤、脱色、离交、浓缩、干燥最后得固体低聚果糖成品。
所述纳滤膜透析，废糖蜜不经任何处理直接配成质量浓度为15~20%的溶液，纳滤膜孔径为500Da，废糖蜜中蔗糖的回收率达到71%以上；透析液经浓缩到质量分数为45~55%后直接加入固定化的果糖基转移酶糖化；所述脱色方法为采用脱色树脂进行脱色。。
所述纳滤膜透析的操作条件为：在操作温度为40~41℃、进压和出压分别为5～8bar、4～6bar的操作条件下，当膜通量≤2LMH时停止进料，用稀碱液反洗膜。
所述脱色和离交工艺条件：脱色树脂柱与离交树脂柱串联，形成连续的脱色离交工艺，进样溶液pH为5.5～6.5，进样浓度为30~35%，进样流速为2.0~2.5 BV/h，料液依次通过脱色柱、中转柱、阳柱、阴柱、阳柱，当脱色柱料液透光率≤85%，离交柱出口料液电导≥100μs/cm时停止进料，树脂进行再生处理。
本发明以含量30~40%的废糖蜜原料代替蔗糖制备低聚果糖，其原料来源丰富，且生产成本低廉。废糖蜜经纳滤膜处理除掉不溶性杂质和大分子色素，再经固定化果糖基转移酶转化制取低聚果糖，并采用改进的连续脱色离交工艺精制低聚果糖。脱色树脂具有对色素的选择性强，再生容易，受到有机物污染后易于复苏的优点，另外采用脱色树脂脱色，脱色之后的糖液直接进入连续离子交换系统进行糖液的精制，形成连续的脱色离交工艺，可提高单元操作的连续性，降低劳动量，提高效率。
利用废糖蜜开发生产低聚果糖符合国家产业政策，是国家鼓励发展的高科技产品，本发明采用废糖蜜为原料，突破了行业内目前普遍采用的以蔗糖或菊粉为原料生产低聚果糖的生产模式，实现了原料代替，符合国家当前提倡的循环经济发展，加快了农产品深加工结构调整和产业升级，延伸了农业资源产业链，提高了资源综合利用水平，催生了新的经济增长点。推进了国家高技术产业化进程，为行业的可持续发展提供了有效的途径，对推进行业清洁生产、节能减排、资源保护和综合利用起到了良好的示范带动作用。
本发明的有益效果：本发明以废糖蜜原料代替蔗糖制备低聚果糖，其原料来源丰富，操作简单易行、回收率高，且生产成本低廉，工艺设计合理，产品质量符合低聚果糖国家标准，适于工业化生产，并可显著增加经济效益，提高副产物的附加值。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明的以废糖蜜为原料生产低聚果糖工艺流程图；
附图2为本发明的脱色离交工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。
实施例1：
将废糖蜜与饮用水按一定比例配成浓度为15%的溶液，进纳滤膜过滤，在平均操作温度为34~45℃、进压和出压分别为5～8bar、4～6bar的操作条件下，当膜通量≤2LMH时停止进料，用稀碱液反洗膜。透析液经浓缩后质量分数为52%的溶液，加入果糖基转移酶，调节pH为5.0，38℃保温10h，过滤，采用改进的连续脱色立交工艺精心糖液的精制，脱色离交工艺条件：进样溶液pH为5.0，进样浓度为30%，进样流速为2. BV/h，即3ml/min，料液依次通过脱色柱、中转柱、阳柱、阴柱、阳柱，当脱色柱料液透光率≤85%，离交柱出口料液电导≥100μs/cm时停止进料，树脂进行再生处理。糖液经浓缩、真空干燥得低聚果糖含量大于55%的固体产品。
实施例2：
将废糖蜜与饮用水按一定比例配成浓度为20%的溶液，进纳滤膜过滤，在平均操作温度为35~45℃、进压和出压分别为5～8bar、4～6bar的操作条件下，当膜通量≤2LMH时停止进料，用稀碱液反洗膜。透析液经浓缩的质量分数为50%的溶液，加入果糖基转移酶，调节pH为5.5，38℃保温20h，过滤，采用改进的连续脱色立交工艺精心糖液的精致，脱色离交工艺条件：进样溶液pH为5.5，进样浓度为35%，进样流速为2.5 BV/h，即4ml/min，料液依次通过脱色柱、中转柱、阳柱、阴柱、阳柱，当脱色柱料液透光率≤85%，离交柱出口料液电导≥100μs/cm时停止进料，树脂进行再生处理。糖液经浓缩、色谱分离、真空干燥得低聚果糖含量大于95%的固体产品。
Claims (1)
1.一种以废糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于：以蔗糖精制生产过程产生的废糖蜜为原料，将废糖蜜不经任何处理直接配成质量浓度为15~20%的溶液，过500Da的纳滤膜透析，透析液经浓缩到质量分数为45~55%后直接加入固定化果糖基转移酶糖化，调节pH为5~6，在38~42℃下糖化10~20h，然后过滤、脱色、离交、浓缩、干燥最后得固体低聚果糖成品；脱色方法为采用脱色树脂进行脱色；纳滤膜透析的操作条件为：在操作温度为35~45℃、进压和出压分别为5～8bar、4～6bar的操作条件下，当膜通量≤2LMH时停止进料，用稀碱液反洗膜；脱色和离交工艺条件：脱色树脂柱与离交树脂柱串联，形成连续的脱色离交工艺，进样溶液pH为5.5～6.5，进样浓度为30~35%，进样流速为2.0~2.5 BV/h，料液依次通过脱色柱、中转柱、阳柱、阴柱、阳柱，当脱色柱料液透光率≤85%，离交柱出口料液电导≥100μs/cm时停止进料，树脂进行再生处理。
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