CN103923231B - 一种利用菊芋和/或菊苣连续制备菊粉和果胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用菊芋和/或菊苣连续制备菊粉和果胶的方法。本发明的技术方案为：该方法包括如下步骤：将菊芋和/或菊苣进行清洗、脱皮、破碎，压榨制得汁液A和残渣A；向残渣A中加水再次进行压榨制得汁液B和残渣B；将汁液A及汁液B合并得到汁液C，将除杂后的汁液C过滤后得到汁液D和滤渣，将滤渣用酸化乙醇洗涤，离心分离得到果胶沉淀A；将汁液D进行浓缩得到菊粉；对残渣B进行酸提取得到果胶澄清液；用果胶澄清液得到果胶沉淀B；果胶沉淀A和果胶沉淀B进行真空干燥后，得到果胶。本发明的方法，通过制备工艺优化，将菊粉与果胶的生产联合起来，既充分利用了原料，又节约了生产成本，扩大了生产效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备菊粉和果胶的方法，特别是涉及一种利用菊芋和/或菊苣连续制备菊粉和果胶的方法。
背景技术
菊粉，又名菊糖，是由D-果糖经β（1→2）糖苷键连接而成的链状多糖，末端常含有一个葡萄糖基。菊粉是作为除淀粉外的一种能量储备物质而存在于许多植物中，几乎不被胃酸水解和消化，在结肠中被大量有益微生物用作营养物质，具有益生素的特点。同时，菊粉还具有控制血脂、不引起血糖波动、促进矿物质吸收、防治便秘等生理功能。目前菊粉主要从菊芋和菊苣中提取，提取菊粉后会产生大量的残渣，而这些残渣经过简单的加工后往往用于饲喂牲畜。经测定提取菊粉后的干菊芋渣中含有15%～20%的果胶，相对于其他的提取果胶的原料如苹果渣（果胶含量15～20%）、甜菜渣（果胶含量15%）、向日葵盘（果胶含量25%）和南瓜（果胶含量10～15%），菊芋渣中果胶含量较为丰富。由于果胶具有卓越的凝胶性和乳化稳定性而使其成为食品工业中的一种重要的添加剂，现已被广泛用于果酱、果冻、糖果、乳酸及果汁饮料中。
菊粉的加工生产过程主要包括原料清洗、提取、除杂、纯化、浓缩、干燥等步骤，在提取菊粉后的残渣中含有原果胶，在除杂过程产生的滤渣中含有水溶性果胶，若能实现菊粉与果胶的联产，将会进一步提高菊芋或菊苣的利用价值。现有的技术主要利用干菊芋渣或菊苣渣提取果胶，需要将湿的残渣先进行烘干处理，增加了干燥工序，提高了生产成本，且提取的果胶主要为菊芋或菊苣中的原果胶，并没利用水溶性的果胶。
发明内容
本发明的目的是提供一种从菊芋和/或菊苣中连续提取菊粉和果胶的方法，通过制备工艺优化，将菊粉与果胶的生产联合起来，既充分利用了原料，又节约了生产成本，扩大了生产效益。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种利用菊芋和/或菊苣连续制备菊粉和果胶的方法，包括如下步骤：
（1）将菊芋和/或菊苣进行清洗、脱皮、破碎，所述破碎过程中加入抗氧化剂进行护色，然后进行压榨榨汁，制得汁液A和残渣A；
（2）向所述残渣A中加入少于2倍所述残渣A重量的水再次进行压榨，通过分离制得汁液B和残渣B；
（3）将所述汁液A及所述汁液B合并得到汁液C，将所述汁液C升温至60～80℃，采用石灰充CO2法除杂；
（4）将除杂后的所述汁液C过滤后得到汁液D和滤渣，将所述滤渣在50～70℃下用酸化乙醇洗涤，离心分离得到果胶沉淀A，将所述果胶沉淀A用70%的乙醇洗涤3次；
（5）将所述汁液D采用分子量为200道尔顿的纳滤膜进行浓缩，得到菊粉浓度为20～30%的浓缩液A，所述浓缩液A经过离子交换树脂脱盐后进行灭菌，灭菌后的所述浓缩液A经过喷雾干燥得到菊粉；
（6）对所述残渣B进行酸提取，将所述残渣B倒入酸性提取液中，提取2～3次，经过离心后得到果胶澄清液；
（7）用氨水调节所述果胶澄清液至pH=3.5，经超滤膜浓缩后得到浓缩液B，向所述浓缩液B中加入所述浓缩液B两倍体积的95%的乙醇进行醇析，滤出沉淀物，得到果胶沉淀B，将所述果胶沉淀B用70%的乙醇洗涤3次；
（8）将洗涤后的所述果胶沉淀A和所述果胶沉淀B合并，进行真空干燥后，得到果胶。
优选方式为所述步骤（1）中的抗氧化剂包括维生素C、柠檬酸或亚硫酸氢钠等，所述抗氧化剂的质量分数为3～5‰。
优选方式为所述步骤（3）中的所述石灰充CO2法为向所述汁液C中加入食品级Ca(OH)2，至溶液的PH=10，在60～80℃搅拌30min后，通入CO2气体使溶液的PH达到7.0为止。
优选方式为所述步骤（4）中的所述酸化乙醇的配方为V乙醇：V盐酸=7:1，在50～70℃下的洗涤时间为30min。
优选方式为所述步骤（6）的所述酸提取的条件为：料液质量比为1:5～10，所述酸性提取液为pH=1～2的磷酸提取液，在90～100℃的水浴条件下搅拌50～90min，过滤后得到所述果胶澄清液。
优选方式为所述步骤（7）中的所述超滤膜的截留分子量为5000～10000道尔顿。
优选方式为所述步骤（8）中的所述真空干燥时的温度为40～50℃，干燥时间为24h。
本发明的有益效果是：本发明将菊粉与果胶的生产联合起来，菊粉提取过程中产生的残渣直接用于下一步的果胶提取，省却了干燥的步骤，缩短了工艺流程，既节约了时间，又减少了生产能耗，降低了生产成本。同时充分利用菊芋中水溶性果胶，与干菊芋渣直接提取果胶相比，果胶得率增加了10～15%。菊粉与果胶的联产提高了菊芋的利用价值，与单独利用菊芋生产菊粉相比，生产总值能够提高50%以上。整个工艺流程简单，所得到的产品符合质量要求，易于工业化推广。
附图说明
图1为本发明利用菊芋或菊苣连续提取菊粉和果胶的工艺生产流程图。
具体实施方式
实施例1
称取100kg的鲜菊芋，经过清洗、脱皮、破碎，破碎的过程中加入3‰的亚硫酸氢钠溶液，然后送入带式压榨机，经压榨后得到菊芋汁液A和菊芋渣A，向菊芋渣A中加入50L的纯水再次压榨，压滤得到菊芋汁液B和菊芋渣B，合并汁液A和汁液B汁液C，加入Ca（OH）2固体粉末至PH=10，60℃下搅拌30分钟后，通入CO2气体至PH=7.0，过滤得到滤渣和汁液D，汁液D经过纳滤浓缩得到菊粉浓度为20%的浓缩液A，浓缩液A经离子交换树脂脱盐后，喷雾干燥，得到白色菊粉粉末11kg。向滤渣中加入10L的酸化乙醇溶液，在60℃条件下洗涤30min，离心分离得到果胶沉淀A，用70%的乙醇洗涤3次。向菊芋渣B中加入50L纯水，用磷酸调节溶液的pH=1.2，升温至90℃，搅拌70min后，过滤，滤液用氨水调节至pH=3.5，用截留分子量为5000道尔顿的超滤膜浓缩至原体积的1/4得到浓缩液B，向浓缩液B中加入25L的95%的乙醇溶液，静置4小时，离心得到果胶沉淀B，用70%的乙醇洗涤三次。将果胶沉淀A和果胶沉淀B合并，在40℃下真空干燥24小时，粉碎得到淡黄色果胶800g。经咔唑硫酸法测得其半乳糖醛酸的含量为66.6%，灰分含量为4.2%，pH=2.73。
实施例2
称取150kg的鲜菊芋，经清洗、脱皮、破碎，破碎的过程中加入4‰的NaHSO3溶液，然后送入带式压榨机，压榨得到菊芋汁液A和菊芋渣A，向菊芋渣A中加入80L的纯水再次压榨，压滤得到菊芋汁液B和菊芋渣B，合并汁液A和汁液B得到汁液C，将汁液C升温至75℃，加入Ca（OH）2固体粉末至PH=10，搅拌30分钟后，通入CO2气体使PH=7.0，过滤得到滤渣和汁液D，汁液D经过纳滤浓缩得到菊粉浓度为25%浓缩液A，浓缩液A经离子交换树脂脱盐后，喷雾干燥，得到白色菊粉粉末17kg。向滤渣中加入15L的酸化乙醇溶液，在70℃下洗涤30min，离心分离得到果胶沉淀A，用70%的乙醇洗涤3次。向菊芋渣B加入100L纯水，用磷酸调节溶液的pH为1.5，升温至90℃，搅拌90min，然后过滤，用氨水调节滤液的pH为3.5，用截留分子量为10000道尔顿的超滤膜进行浓缩，浓缩至原体积的1/4得到浓缩液B，向浓缩液B中加入50L的95%的乙醇溶液，静置4小时，离心，得到果胶沉淀B，用70%的乙醇洗涤三次。将果胶沉淀A和果胶沉淀B合并，45℃下真空干燥24h，粉碎得到淡黄色果胶1100g。经咔唑硫酸法测得其半乳糖醛酸的含量为67.8%，灰分含量为4.5%，pH=2.83。
实施例3
称取100kg的鲜菊苣，清洗、破碎，破碎的过程中加入5‰的柠檬酸溶液，然后送入带式压榨机，压榨得到菊苣汁液A和菊苣渣A，向菊苣渣A中加入100L的纯水再次压榨，压滤得到菊苣汁液B和菊苣渣B，合并汁液A和汁液B得到汁液C，将汁液C升温至80℃，加入Ca（OH）2固体粉末至PH=10，搅拌30分钟后，通入CO2气体至PH=7.0，过滤得到滤渣和汁液D。汁液D经过纳滤浓缩得到菊粉浓度为30%浓缩液A，浓缩液A经离子交换树脂脱盐后，喷雾干燥，得到白色菊粉粉末12.5kg。向滤渣中加入10L的酸化乙醇溶液，在50℃下洗涤30min，离心分离得到果胶沉淀A，用70%的乙醇洗涤3次。向菊苣渣B中加入75L纯水，用磷酸调节pH至1.8，升温至100℃，搅拌50min，过滤，滤液用氨水调节至pH=3.5，用截留分子量为5000道尔顿的超滤膜进行浓缩，浓缩至原体积的1/4得到浓缩液B，向浓缩液B中加入35L的95%的乙醇溶液，静置4小时，离心得到果胶沉淀B，用70%的乙醇洗涤沉淀三次。合并果胶沉淀A和果胶沉淀B，50℃下真空干燥24h，粉碎得淡黄色果胶750g。经咔唑硫酸法测得半乳糖醛酸的含量为66.6%，灰分含量为4.2%，pH=2.73。
Claims (2)
1.一种利用菊苣连续制备菊粉和果胶的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）将菊苣进行清洗、脱皮、破碎，所述破碎过程中加入抗氧化剂进行护色，然后进行压榨榨汁，制得汁液A和残渣A；
（2）向所述残渣A中加入少于2倍所述残渣A重量的水再次进行压榨，通过分离制得汁液B和残渣B；
（3）将所述汁液A及所述汁液B合并得到汁液C，将所述汁液C升温至80℃，向所述汁液C中加入食品级Ca(OH)2，至溶液的pH=10，在80℃下搅拌30min后，通入CO2气体使溶液的pH达到7.0为止，进行除杂；
（4）将除杂后的所述汁液C过滤后得到汁液D和滤渣，将所述滤渣在50℃下用酸化乙醇洗涤，酸化乙醇的配方为V乙醇：V盐酸=7:1，洗涤时间为30min，离心分离得到果胶沉淀A，将所述果胶沉淀A用70%的乙醇洗涤3次；
（5）将所述汁液D采用分子量为200道尔顿的纳滤膜进行浓缩，得到菊粉浓度为20~30%的浓缩液A，所述浓缩液A经过离子交换树脂脱盐后进行灭菌，灭菌后的所述浓缩液A经过喷雾干燥得到菊粉；
（6）对所述残渣B进行酸提取，将所述残渣B倒入酸性提取液中，酸提取的条件为：料液质量比为1:5~10，所述酸性提取液为pH=1~2的磷酸提取液，在100℃的水浴条件下搅拌50min，过滤，提取2~3次，经过离心后得到果胶澄清液；
（7）用氨水调节所述果胶澄清液至pH=3.5，经超滤膜浓缩至原体积的1/4后得到浓缩液B，所述超滤膜的截留分子量为5000道尔顿，向所述浓缩液B中加入所述浓缩液B两倍体积的95%的乙醇进行醇析，静置4小时，离心得到果胶沉淀B，将所述果胶沉淀B用70%的乙醇洗涤3次；
（8）将洗涤后的所述果胶沉淀A和所述果胶沉淀B合并，进行真空干燥后，得到果胶；真空干燥时的温度为50℃，干燥时间为24h。
2.根据权利要求1所述的利用菊苣连续制备菊粉和果胶的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的抗氧化剂包括维生素C、柠檬酸或亚硫酸氢钠，所述抗氧化剂的质量分数为3~5‰。
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