CN103478533B - 一种富含葛根素的速溶葛粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富含葛根素的速溶葛粉及其制备方法，属于农产品加工技术领域。由下述原料制成：葛根淀粉80～95重量份、葛根水提物5～20重量份、三氯蔗糖0.01～0.1重量份。其制备方法为：将三氯蔗糖水溶液和葛根淀粉按配比混匀，调节含水量至11～13%；进行膨化熟化，膨化温度为135～145℃，膨化速度为0.5米～1米/分钟，再进行干燥，干燥温度为80～90℃，干燥时间为2-5小时，粉碎过80～100目筛得速溶葛根淀粉；将葛根水提物和速溶葛根淀粉按配比混匀，干法制粒，粉碎过60～80目筛得富含葛根素的速溶葛粉。本发明实施例提供的速溶葛粉中葛根素的质量含量大于15mg/g，且味道、外观和速溶性好。
Description
技术领域
本发明属于农产品加工技术领域，特别涉及一种富含葛根素的速溶葛粉及其制备方法。
背景技术
葛根在我国分布方泛，资源丰富，含有丰富的淀粉、膳食纤维、黄酮、多糖等。具有滋补营养、养颜护肤、抗氧化、延缓衰老、改善骨质疏松、调节雌激素水平、清除体内垃圾，以及改善循环、降脂减肥、调节血压等多种保健功能，对呵护女性青春，更显得尤为重要。
目前，市场上销售的葛根粉产品其葛根素等葛根异黄酮含量极少，尤其是具备抗氧化功能的水溶葛根多糖基本上不含有，大量的有效成分都随废水、废渣中带走而浪费掉了。如申请号为200810047837.6的发明专利公开了一种用凉开水也可冲调的葛粉，该葛粉由膨化葛粉和阿巴斯糖组成，粒度40-60目，其组成质量百分比为，98%膨化葛粉，2%阿巴斯糖。其中，膨化葛粉的制备方式为：
（1）、将葛根粉碎，用清水浸泡，沉淀，去水分、浮尘和纤维，重复此过程3-4次，将沉淀取出晒晾干，即得到纯净的普通葛粉；
（2）、将普通葛粉调至水分质量含量为13%-15%，之后用双螺杆挤压膨化机进行膨化；
（3）、将膨化后的普通葛粉烘干至水分质量含量小于等于7%，再粉碎到40-60目，得膨化葛粉；
（4）、按质量百分比98%膨化葛粉和2%阿巴斯糖，水分质量含量小于等于7%，搅拌均匀后进行计量包装即得。
从上述过程可以看出，葛粉生产主要是提取葛根中的淀粉，而大量的黄酮类物质及多糖类物质等具有更高价值的物质却保留在了废水和废渣中，导致葛粉成品中的葛根素等葛根异黄酮含量极少，并不能有效地实现对葛根的利用。
发明内容
一方面，本发明实施例提供了一种富含葛根素的速溶葛粉，该速溶葛粉在膨化葛粉中加入了葛根水提物和三氯蔗糖，三氯蔗糖作为甜味剂是蔗糖甜度的600倍，并不被人体转化成能量，适用于所有的人群，特别对糖尿病人或是减肥群体更具优势；且少量的三氯蔗糖即可满足甜度要求进而提高产品中葛根素的含量；同时，葛根水提物为从葛根粉生产过程中产生的废水和废渣中回收而来，其葛根素的质量含量大于10%，保证产品中葛根素等物质含量很高。另外，本发明实施例中充分利用了葛粉生产过程中的各种物质（包括废水和废渣），使葛根淀粉生产过程与其废水、废渣处理过程相互配合，最大化地利用葛根中的各种成分。另一方面，本发明实施例还提供了前述速溶葛粉的制备方法，其制备方法是将葛根淀粉与三氯蔗糖水溶液充分混合，调节至规定的含水量，再经膨化熟化、干燥、粉碎过筛，得到速溶葛根淀粉，然后将速溶葛根淀粉与葛根水提物混匀，再经干法制粒、粉碎过筛即得到富含葛根素的速溶葛粉。使用该方法制备的速溶葛粉其葛根素等物质的含量高，且同时保证了速溶葛粉的口感和可溶性。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种富含葛根素的速溶葛粉，由下述原料制成：葛根淀粉80～95重量份、葛根水提物5～20重量份、三氯蔗糖0.01～0.1重量份。该配比不但使葛根淀粉生产和其废水、废渣处理过程结合起来（保证葛根淀粉的产量和葛根水提物的产量基本相当）；同时，葛根水提物和三氯蔗糖具有一定味道，在该配比范围内速溶葛粉的味道、颜色和可溶性都较好。
优选地，本发明实施例提供的速溶葛粉，由下述原料制成：葛根淀粉82～92重量份、葛根水提物8～18重量份、三氯蔗糖0.02～0.08重量份。
更优选地，本发明实施例提供的速溶葛粉，由下述原料制成：葛根淀粉87重量份、葛根水提物13重量份、三氯蔗糖0.05重量份。该配比的速溶葛粉的味道、颜色和可溶性都非常好，且葛根淀粉和葛根水提物（葛根水提物的产量稍微过量）的产量配合得也非常好，即在兼顾产品口感的同时控制了产品的成本（生产、保藏和运输）。
其中，本发明实施例中的葛根淀粉的制备过程为本领域内的常见技术。具体地，如图1所示，本发明中葛根淀粉的制备方法为：
A1、浆渣分离：取鲜葛，剔除虫伤霉烂部分，清洗后切成2～3厘米小段，边挤压粉碎边加水洗粉，过滤得浆液和纤维性废渣；
A2、精制：将步骤A1得到的浆液进行沉降，分离母液得到粗粉，该粗粉用水漂洗沉降2-3次，分离漂洗液得到湿精粉；
A3、干燥：湿精粉于70～80℃真空烘干燥得葛根淀粉。
在上述制备过程中：鲜葛破碎后会产生大量纤维性废渣，而在浆液沉降和漂洗过程中会产生大量废水。具体地，产生的纤维性废渣的质量约为鲜葛质量的20～30%，产生的废水的质量为鲜葛质量的12～13倍，废水与纤维性废渣的质量比为40-50：1。
其中，本发明实施例中葛根水提物的制备方法为：
将前述葛根淀粉制备时产生的全部废水分1-3次浸提葛根淀粉制备时产生的全部纤维性废渣，浸提温度为40～80℃，每次浸提的时间为1～6小时，分离得到浸提液，浸提液再微滤膜过滤，反渗透膜浓缩至浓缩液的质量为葛根淀粉制备时所使用的鲜葛质量的0.9-1.1倍，将浓缩液进行喷雾干燥得到葛根水提物。其中，废水包括葛根淀粉制备（步骤A2）时产生的母液和漂洗液。
其中，本发明中的以葛根淀粉制备时产生的全部废水作浸提溶媒分至少一次浸提该葛根淀粉制备时产生的全部纤维性废渣，分的次数越多浸提效果越好，有效成分浸出越多，葛根素的浸出总量就越多；但浸提次数过多，又会造成设备利用率不高，处理量下降，总的来讲，分三次浸提综合效益最好。
其中，本发明采用上述浸提方式，不但操作方便还实现了对废水和废渣的立即处理，即在加工完一批次的葛根后即可马上对废水和废渣进行处理，废水和废渣都无残留，有效保留了废水和废渣中的有效成分。当然，本发明实施例中也可以采取如下方式实现浸提过程，其废水与废渣的配比与前述的浸提方式的配比基本一致。其具体配比为：纤维性废渣1重量份，废水40-50重量份，废水分1-3次浸提纤维性废渣。即如将45重量份的废水均分为3等份，每次浸提时，用15重量份的废水浸提1重量份的纤维性废渣，每次浸提温度为40～80℃，每次浸提的时间为1～6小时，每次浸提完成后趁热过滤，如次浸提3次，3次浸提完成后合并3次的浸提液。
优选地，本发明中的浸提温度为50-70℃，最佳浸提温度为70℃。优选地，本发明实施例中的浸提时间为3小时。
其中，本发明实施例中的微滤膜采用两级微滤膜，一级微滤膜的孔径为5微米，二级微滤膜的孔径为2微米。
其中，本发明实施例中的反渗透膜浓缩的条件为：进膜压力3.0～3.5MPa、出膜压力2.5～3.0MPa，温度为常温。当压差接近0.7MPa时，就必须停止膜浓缩，为了确保不受影响，应结合选型以及实际的经验综合考虑，并要留有足够的余地，一般实际应用时压差不超过0.5MPa。
其中，本发明中反渗透膜浓缩的进膜压力优选为3.1～3.4MPa，最佳为3.2～3.3MPa。本发明中反渗透膜浓缩的出膜压力优选为2.8～3.0MPa，最佳为2.9～3.0MPa。
其中，本发明中的干燥条件为：进料温度为55～65℃，有利于提高喷雾干燥时的效率；进风温度控制在200℃，出风温度控制在100℃。优选地，本发明中喷雾干燥的进料温度为58～62℃，最佳为60℃。当然，采用其他温度同样可以，上述干燥条件并不作为本发明的限定。
具体地，如图1所示，本发明实施例中的葛根水提物的制备方法包括以下步骤：
B1、浸提：前述葛根淀粉制备时产生的废水分1-3次浸提前述葛根淀粉制备时产生的纤维性废渣或按照废水（分1-3次）与废渣的质量比为40-50:1的配比浸提，浸提温度为40～80℃，每次浸提时间为1～6小时，分离（离心或过滤）纤维渣和滤液，纤维渣用1-3倍鲜葛重量的水漂洗（可分多次漂洗，每次漂洗使用约1倍鲜葛重量的水），每次漂洗后沉降一端时间，合并滤液和洗液。
B2、微滤：将步骤B1得到的合并液（滤液和洗液）进行二级微滤膜过滤，一级微滤膜的孔径为5微米，二级微滤膜的孔径为2微米。
B3、浓缩：将步骤B2得到的微滤液通过反渗透膜浓缩至浓缩液的质量为葛根淀粉制备时所使用的鲜葛质量的0.9-1.1倍时，停止膜浓缩，得浓缩液和透析液。其中，反渗透膜浓缩的条件为：温度为常温，进膜压力3.0～3.5MPa、出膜压力2.5～3.0MPa。其中，透析液能用于葛根淀粉制备时的浆渣分离过程和/或精制过程中以节约用水和回收少量的有效成分。
B4、喷雾干燥：将步骤B3得到的浓缩液进行喷雾干燥得到葛根水提物。其中，喷雾干燥的条件为：进料温度为55～65℃，进风温度为200℃，出风温度为100℃。
当然，葛根水提物也可以为葛根及葛根饮片以水为溶媒浸渍或煎煮所得的提取物，但没有实现葛根生产中各种物质的综合利用。
其中，在上述步骤B1中经浸提后得到的纤维渣经常规处理后，可用于生产膳食纤维。在上述步骤B3中得到的全部透析液可回用于葛根破碎及漂洗工序。在上述步骤B4得到的葛根水提物含有葛根素、葛根异黄酮及葛根多糖等有效成分，其中，葛根素的质量含量大于10%，葛根异黄酮及葛根多糖的含量也较高。该葛根水提物具有抗氧化、延缓衰老、改善骨质疏松、清除体内垃圾，以及改善循环、降脂减肥、调节血压等功能。
其中，本发明中葛根淀粉和葛根水提物的制备方法可以参见本公司同日申请的另一个发明专利（发明名称为一种葛粉生产废水、废渣综合利用方法）。
另一方面，如图2所示，本发明实施例还提供了前述速溶葛粉的制备方法，该方法具体包括：
C1、将三氯蔗糖制成水溶液，将三氯蔗糖水溶液和葛根淀粉按配比（三氯蔗糖与葛根淀粉的配比）混匀，调节含水量至11～13%；
C2、将步骤C1得到的混合物进行膨化熟化，用常规膨化熟化方法，膨化温度为135～145℃，膨化速度为0.5米～1米/分钟，再进行干燥，干燥温度为80～90℃，干燥时间为2-5小时，然后粉碎过80～100目筛，得到速溶葛根淀粉；
C3、将前述过程得到的葛根水提物和步骤C2得到的速溶葛根淀粉按配比（葛根水提物与三氯蔗糖的配比或葛根水提物与葛根淀粉的配比）混匀，在温度20～30℃和湿度60%以下的环境下进行干法制粒，粉碎过60～80目筛得到富含葛根素的速溶葛粉。
优选地，在步骤C1中含水量控制在11.5～12.5%；更优选地，含水量控制在12%。
优选地，在步骤C2中膨化温度为137～143℃；更优选地，膨化温度为138～142℃；最优选地，膨化温度为140℃。
优选地，在步骤C2中膨化速度为0.7～1.0米；更优选地，膨化速度为0.8～0.9米。
优选地，在步骤C2中干燥时间为3小时。
优选地，在步骤C3中制粒的环境温度为20～25℃，更优选地，环境温度为20～22℃。
其中，本发明实施例提供的速溶葛粉的使用方法为：将步骤C3得到的速溶葛粉称重分成20克/小包，18小包/大包。冬天食用时，取出一小包撕开，放入杯中，加入180～200毫升的温开水稍搅拌即成为晶莹剔透的胶体即可食之，其口感幼滑细腻，清香爽口；热天食用时，取出一小包撕开，放入杯中，加入180～200毫升的冷开水，稍搅拌即成为晶莹剔透的胶体即可食之。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明提供的富含葛根素的速溶葛粉比普通葛粉中含有更多的葛根素及葛根异黄酮、葛根多糖等有效物质。在养颜护肤、抗氧化、延缓衰老、调节雌激素水平、呵护女性青春、清除体内垃圾，以及改善循环、降脂减肥、调节血压等功能方面较普通葛粉效果更好。其中三氯蔗糖作为为甜味剂，是蔗糖甜度的600倍，并不被人体转化成能量，适用于所有的人群，特别对糖尿病人或是减肥群体更具优势，再加上通过膨化熟化工艺制成的速溶物，服用方便。另外，本发明将葛根淀粉生产及其废物处理过程完美地结合起来，最大化地利用了葛根中的各种成分，在保证口感、营养的同时降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明提供的葛粉生产及其废水、纤维性废渣过程的流程图；
图2是本发明提供的速溶葛粉的制备过程的流程图。
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，下面对本发明作进一步地详细描述。
实施例一：
取鲜葛1公斤，除去霉烂部分，清洗干净，切碎，用约8公斤水，边进行挤压粉碎边加水洗粉，过滤，浆液放入沉降槽中，进行沉降12小时，分离母液，除砂并用约共3公斤水漂洗沉降淀粉3次，每次漂洗后沉降3小时，取出湿淀粉控温70～80℃真空干燥4小时，得葛根淀粉190克。在上述过程中产生12公斤废水（母液和漂洗液）及一些纤维性废渣（约为0.2-0.3公斤）。
实施例二
实施例一得到的将纤维性废渣加到20L的带搅拌的夹套玻璃釜中，加入全部12公斤废水，在搅拌下，夹套热水升温至釜内温度50℃，保温浸提1小时，趁热过滤得到滤液和纤维渣，纤维渣用1公斤左右的水漂洗晾干备用，合并滤液、洗液，并用泵打至两级微滤膜（双层微孔滤膜过滤器）进行过滤得微滤液（一级微滤膜的孔径为5微米，二级微滤膜的孔径为2微米），将微滤液在常温条件下，控制进膜压力3.0～3.5MPa、出膜压力2.5～3.0MPa进入反渗透膜（反渗透系统）进行膜浓缩，当浓缩液重量约为0.9-1.1公斤时，停止膜浓缩，得浓缩液和透析液。将浓缩液，设定进料温度为55～65℃，进风温度200℃，出风温度100℃进行喷雾干燥得葛根水提物30克，经HPLC检测葛根素含量为10%，葛根素回收率为0.3%。全部透析液回用于葛根破碎、浆渣分离及漂洗工序，循环套用。其中，晾干后的纤维渣，可采取酸碱处理等常规方法加工成膳食纤维。
实施例三:
实施例三与实施例二基本相同，不同之处在于，废水分3次（每次4公斤）浸提纤维性废渣，最后得到葛根水提物32克，经HPLC检测葛根素含量为12.5%，葛根素回收率为0.4%。
实施例四：
取葛根淀粉100克、三氯蔗糖0.05克，水适量，将三氯蔗糖加入水中搅拌溶解，然后将三氯蔗糖水溶液加到葛根淀粉中，混合均匀，调节水份11～13%，用常规膨化方法，控制膨化温度135～145℃，膨化速度0.5～1米/分钟，进行膨化熟化，然后将熟化物放至真空干燥箱中控温80～90℃，干燥3小时、粉碎过80～100目筛，再经称重分成20克/小包，18小包/大包，即得普通速溶葛根粉，经HPLC检测葛根素含量为11mg/g。此成品冷热开水均可冲食。由于未添加葛根水提物，本实施例中的速溶葛粉中葛根素等有效成份较少，保健功能相对较差。
实施例五:
取葛根淀粉87克、葛根水提物13克、三氯蔗糖0.05克，水适量。将三氯蔗糖加入水中搅拌溶解，然后将三氯蔗糖水溶液加到葛根淀粉中，混合均匀，调节水份11～13%，用常规方法，控制膨化温度135～145℃，膨化速度0.5～1米/分，进行膨化熟化，然后将熟化物放至真空干燥箱中控温80～90℃，干燥3小时、粉碎过80～100目筛，得到速溶葛根粉，然后将葛根水提物加到速溶葛根粉中，充分混合均匀后，控制室内温度20～30℃，湿度60%以下进行干法制粒，粉碎过60～80目筛，再经称重分成20克/小包，18小包/大包即得成品。经HPLC检测葛根素含量为25.2mg/g。此成品冷热开水均可冲食，口感好，用三氯蔗糖作为甜味剂，适用所有的人群，尤其适用糖尿病人及减肥群体。
实施例六：
取葛根淀粉80克、葛根水提物20克、三氯蔗糖0.05克，水适量。将三氯蔗糖加入水中搅拌溶解，然后将三氯蔗糖水溶液加到葛根淀粉中，混合均匀，调节水份11～13%，用常规方法，控制膨化温度135～145℃，膨化速度0.5～1米/分，进行膨化熟化，然后将熟化物放至真空干燥箱中控温80～90℃，干燥3小时、粉碎过80～100目筛，得到速溶葛根粉，然后将葛根水提物加到速溶葛根粉中，充分混合均匀后，控制室内温度20～30℃，湿度60%以下进行干法制粒，粉碎过60～80目筛，再经称重分成20克/小包，18小包/大包即得成品。经HPLC检测葛根素含量为32.8mg/g。由于葛根水提物加得过多色泽偏深，口感稍差。
实施例七：
取葛根淀粉50克、葛根水提物7克、白砂糖43克，水适量。将水加到葛根淀粉中，混合均匀，调节葛粉水份11～13%，用常规方法，控制膨化温度135～145℃，膨化速度0.5～1米/分，进行膨化熟化，然后将熟化物放至真空干燥箱中控温80～90℃，干燥3小时，粉碎过80～100目筛，得到速溶葛粉，然后将其加到白砂糖粉末中（粉碎过100目筛），充分混合均匀后，控制室内温度20～30℃，湿度60%以下进行干法制粒，粉碎过60～80目筛，再经称重分成20克/小包，18小包/大包即得成品。经HPLC检测葛根素含量为13.9mg/g。此成品由于没有用三氯蔗糖代替白砂糖，不适用糖尿病人及减肥群体。同时，本实施例中甜度与其他实施例的甜度相当，当时由于白砂糖质量太多导致产品中葛根素含量较低。
实施例八：
取葛根淀粉95克、葛根水提物5克、三氯蔗糖0.05克，水适量。将三氯蔗糖加入水中搅拌溶解，然后将三氯蔗糖水溶液加到葛根淀粉中，混合均匀，调节葛粉水份11～13%，用常规方法，控制膨化温度135～145℃，膨化速度0.5～1米/分，进行膨化熟化，然后将熟化物放至真空干燥箱中控温80～90℃，干燥3小时，粉碎过80～100目筛，得到速溶葛粉，然后将其加到白砂糖粉末中（粉碎过100目筛），充分混合均匀后，控制室内温度20～30℃，湿度60%以下进行干法制粒，粉碎过60～80目筛，再经称重分成20克/小包，18小包/大包即得成品。经HPLC检测葛根素含量为16.5mg/g。
其中，上述实施例四到八采用的葛根淀粉由实施例一制得，葛根水提物可由实施例二或者实施例三制得。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1. 一种富含葛根素的速溶葛粉，其特征在于，由下述原料制成：葛根淀粉80～95重量份、葛根水提物5～20重量份、三氯蔗糖0.01～0.1重量份；
所述葛根水提物的制备方法，具体包括：
B1、浸提：葛根淀粉制备时产生的废水分1-3次浸提葛根淀粉制备时产生的纤维性废渣，浸提温度为40～80℃，每次浸提时间为1～6小时，分离纤维渣和滤液，纤维渣用1-3倍葛根淀粉制备时所用的鲜葛重量的水漂洗，合并滤液和洗液；
B2、微滤：将所述合并液进行二级微滤膜过滤，一级微滤膜的孔径为5微米，二级微滤膜的孔径为2微米；
B3、浓缩：将微滤液通过反渗透膜浓缩至浓缩液的质量为鲜葛质量的0.9-1.1倍时，停止膜浓缩，得浓缩液和透析液，所述反渗透膜浓缩的条件为：进膜压力3.0～3.5MPa、出膜压力2.5～3.0MPa，所述透析液能用于葛根淀粉制备时的浆渣分离过程和/或精制过程中；
B4、喷雾干燥：将所述浓缩液进行喷雾干燥得到所述葛根水提物，所述喷雾干燥的条件为：进料温度为55～65℃，进风温度为200℃，出风温度为100℃。
2. 根据权利要求1所述的速溶葛粉，其特征在于，由下述原料制成：葛根淀粉82～92重量份、葛根水提物8～18重量份、三氯蔗糖0.02～0.08重量份。
3. 根据权利要求1所述的速溶葛粉，其特征在于，由下述原料制成：葛根淀粉87重量份、葛根水提物13重量份、三氯蔗糖0.05重量份。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的速溶葛粉，其特征在于，所述葛根淀粉的制备方法为：
A1、浆渣分离：取鲜葛，剔除虫伤霉烂部分，清洗后切成2～3厘米小段，边挤压粉碎边加水洗粉，过滤得浆液和纤维性废渣；
A2、精制：将所述浆液进行沉降，分离母液得到粗粉，所述粗粉用水漂洗沉降2-3次，分离漂洗液得到湿精粉；
A3、干燥：湿精粉于70～80℃真空烘干燥得所述葛根淀粉。
5. 根据权利要求1所述的速溶葛粉，其特征在于，所述废水与所述纤维性废渣的质量比为40-50:1。
6. 如权利要求1-5任一项所述的速溶葛粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
C1、将所述三氯蔗糖制成水溶液，将所述三氯蔗糖水溶液和所述葛根淀粉按配比混匀，调节含水量至11～13%；
C2、进行膨化熟化，膨化温度为135～145℃，膨化速度为0.5米～1米/分钟，再进行干燥,干燥温度为80～90℃，干燥时间为2-5小时，粉碎过80～100目筛，得到速溶葛根淀粉；
C3、将葛根水提物和速溶葛根淀粉按配比混匀，在温度20～30℃和湿度60%以下的环境下进行干法制粒，粉碎过60～80目筛得到所述富含葛根素的速溶葛粉。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述膨化温度为138～142℃，所述膨化速度为0.7～1.0米/分钟。
8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述干法制粒的环境温度为20-25℃。
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