CN105950684A - 以菊芋为原料生产低聚果糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以菊芋为原料生产低聚果糖的方法，具体工艺为（1）清洗，（2）切丝，（4）清净，（5）脱色，（6）脱盐，（7）超滤膜分级，（8）菊粉酶酶解，（9）一次浓缩，（10）色谱分离，（11）二次浓缩，（12）干燥。采用三步法纯化分级技术生产低聚果糖，工艺容易控制，利用超滤膜分级技术将聚合度小于9的低聚果糖提前分离，辟免在酶解过程中会将聚合度小的菊粉(果聚糖)分解为单糖。产品收率达到90%、纯度可达到95%左右。

Description

以菊芋为原料生产低聚果糖的方法

技术领域

本发明涉及生物医药领域，尤其是一种低聚果糖的生产方法。

背景技术

菊芋(Jerusalem artichoke),俗称洋姜、鬼子姜,为菊科向日葵属多年生草本植物,原产北美洲,在中国栽培历史悠久,但多为零星种植。菊芋适应性强,生长旺盛,栽培技术简单。我国对地下块茎传统上仅是食用。近年来,以现代新技术分离精制而成的菊粉、低聚果糖、超高果糖浆等,在国际上已公认其具有较高的营养价值和保健作用。低聚果糖是功能性低聚糖,具有抗龋齿、调节肠道菌群、提高机体免疫力、降血压、降血脂及促进钙吸收的优良生理功能

自20世纪80年代初，欧洲开始利用菊苣提取低聚果糖，尤其是近几年来，随着低聚果糖的保健作用及品质改良作用逐渐得到体现，全球各国纷纷加大了对低聚果糖生产的研究以及应用价值的发掘，低聚果糖被广泛应用于保健食品、饮料、乳制品、糖果等食品行业，饲料工业以及医药、美容等行业，据悉全球已经有四十多个国家将菊粉低聚果糖批准列为食品的营养补充剂，在欧洲已经步入到产业化成熟发展的阶段。目前，国内生产低聚果糖的的企业都采用直接酶解菊粉的工艺，在酶解过程中会将聚合度小菊粉分解为单糖，产品收率只有55%，纯度只能达到86%左右，国外发达国家低聚果糖纯度可达90%，有一定差距，影响了产品的出口。因此，提高产品纯度是国内低聚果糖生产者的主要任务之一。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种以菊芋为原料采用三步法纯化分级技术生产低聚果糖的方法。该方法采用超滤膜分级、内切菊粉酶酶解、色谱分离技术生产的低聚果糖，具有功能性低聚果糖的生理功能，还有膳食纤维的生理效应。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种以菊芋为原料生产低聚果糖的方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）清洗：用10-20℃的清水洗去菊芋表面的泥沙，除去杂质；

（2）切丝： 利用平盘切丝机将清洗好的菊芋切成丝状，菜丝长度在8m/100g以上，碎片小于5%，不含联片；

（3）浸提：将菜丝送到连续渗出器内，加入45-75℃的热水停留80-120分钟，得到浸出汁；

（4）清净：采用碳酸法清净工艺，在浸出汁中加入对菊芋重量为0.15-0.35%CaCO的石灰乳调节菊芋浸出汁pH值到11.2反应15分钟，再通入二氧化碳，调节pH为10.8反应10分钟至蛋白凝聚点，凝聚蛋白；通过碳酸钙的沉淀进一步除去杂质，得到初料液；

（5）脱色：在初料液中加入初料液质量3%的糖用活性炭，搅拌均匀，加热到78-83℃，反应30min，吸附料液中的色素；

（6）脱盐：将脱色后的初料液利用大孔型弱碱阴离子树脂进行脱色，再用凝胶型强酸阳离子交换树脂进行脱盐；

（7）超滤膜分级：将脱盐后料液通过超滤膜分级为聚合度大于9的菊粉和聚合度小于9的低聚果糖；

（8）菊粉酶酶解：将超滤膜截留液即DP＞9的料液加入0.5-0.8INU/g DS内切性菊粉酶,调节pH值到4.7，温度控制在60°C反应12小时，酶解得到聚合度小于9的低聚果糖；

（9）一次浓缩：将超滤膜透过液即DP＜9的料液和酶解后的料液混合，进入蒸发器进行蒸发浓缩，控制料液锤度为45-50；

（10）色谱分离：采用连续式色谱工艺，将浓缩后的料液进入顺序式模拟移动床，进行低聚果糖和单糖的分离纯化，得到精料液；

（11）二次浓缩：将精料液进入蒸发器进行蒸发浓缩，控制料液锤度为35-40；

（12）干燥 ：用压力式喷雾干燥塔将浓缩后的精料液通过高压均质机雾化，在喷雾干燥塔内与140-160℃的高温空气充分接触，瞬间蒸发掉多余水分，得到成品低聚果糖。

本发明的有益效果是：

以菊芋为原料生产低聚果糖, 能充分利用菊芋富含菊粉(果聚糖)的优势, 可生产出含量高的低聚果糖。采用三步法纯化分级技术生产低聚果糖，工艺容易控制，利用超滤膜分级技术将聚合度小于9的低聚果糖提前分离，辟免在酶解过程中会将聚合度小的菊粉(果聚糖)分解为单糖。产品收率达到90%、纯度可达到95%左右。扩大了菊芋的利用率, 提高了商品价值。

附图说明

图1为本发明产品检测报告第一页；

图2为本发明产品检测报告第二页；

图3为本发明产品检测报告第三页。

具体实施方式

实施例1，一种以菊芋为原料生产低聚果糖的方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）清洗：用15℃的清水洗去菊芋表面的泥沙，除去杂质；

（2）切丝： 利用平盘切丝机将清洗好的菊芋切成丝状，菜丝长度在8m/100g以上，碎片小于5%，不含联片；

（3）浸提：将菜丝送到连续渗出器内，加入60℃的热水停留100分钟，得到浸出汁；

（4）清净：采用碳酸法清净工艺，在浸出汁中加入菊芋重量0.2%CaCO的石灰乳调节菊芋浸出汁pH值到11.2反应15分钟，再通入二氧化碳，调节pH为10.8反应10分钟至蛋白凝聚点，凝聚蛋白；通过碳酸钙的沉淀进一步除去杂质，得到初料液；

（5）脱色：在初料液中加入初料液质量3%的糖用活性炭，搅拌均匀，加热到80℃，反应30min，吸附料液中的色素；

（6）脱盐：将脱色后的初料液利用大孔型弱碱阴离子树脂进行脱色，再用凝胶型强酸阳离子交换树脂进行脱盐；

（7）超滤膜分级：将脱盐后料液通过超滤膜分级为聚合度大于9的菊粉和聚合度小于9的低聚果糖；

（8）菊粉酶酶解：将超滤膜截留液即DP＞9的料液加入0.5-0.8INU/g DS内切性菊粉酶,调节pH值到4.7，温度控制在60°C反应12小时，酶解得到聚合度小于9的低聚果糖；其中DS表示底物浓度，底物浓度为20%；

（9）一次浓缩：将超滤膜透过液即DP＜9的料液和酶解后的料液混合，进入蒸发器进行蒸发浓缩，控制料液锤度为45-50；

（10）色谱分离：采用连续式色谱工艺，将浓缩后的料液进入顺序式模拟移动床，进行低聚果糖和单糖的分离纯化，得到精料液；

（11）二次浓缩：将精料液进入蒸发器进行蒸发浓缩，控制料液锤度为35-40；

（12）干燥 ：用压力式喷雾干燥塔将浓缩后的精料液通过高压均质机雾化，在喷雾干燥塔内与140-160℃的高温空气充分接触，瞬间蒸发掉多余水分，得到成品低聚果糖。

经检测，产品纯度为96.4%。（见产品检测报告）。

Claims (1)

1.一种以菊芋为原料生产低聚果糖的方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）清洗：用10-20℃的清水洗去菊芋表面的泥沙，除去杂质；

（2）切丝：利用平盘切丝机将清洗好的菊芋切成丝状，菜丝长度在8m/100g以上，碎片小于5%，不含联片；

（3）浸提：将菜丝送到连续渗出器内，加入45-75℃的热水停留80-120分钟，得到浸出汁；

（4清净：采用碳酸法清净工艺，在浸出汁中加入对菊芋重量为0.15-0.35%CaCO的石灰乳调节菊芋浸出汁pH值到11.2反应15分钟，再通入二氧化碳，调节pH为10.8反应10分钟至蛋白凝聚点，凝聚蛋白；通过碳酸钙的沉淀进一步除去杂质，得到初料液；

（5）脱色：在初料液中加入初料液质量3%的糖用活性炭，搅拌均匀，加热到78-83℃，反应30min，吸附料液中的色素；

（6）脱盐：将脱色后的初料液利用大孔型弱碱阴离子树脂进行脱色，再用凝胶型强酸阳离子交换树脂进行脱盐；

（7）超滤膜分级：将脱盐后料液通过超滤膜分级为聚合度大于9的菊粉和聚合度小于9的低聚果糖；

（8）菊粉酶酶解：将超滤膜截留液加入0.5-0.8INU/g DS内切性菊粉酶,调节pH值到4.7，温度控制在60°C反应12小时，酶解得到聚合度小于9的低聚果糖；

（9）一次浓缩：将超滤膜透过液和酶解后的料液混合，进入蒸发器进行蒸发浓缩，控制料液锤度为45-50；

（10）色谱分离：采用连续式色谱工艺，将浓缩后的料液进入顺序式模拟移动床，进行低聚果糖和单糖的分离纯化，得到精料液；

（11）二次浓缩：将精料液进入蒸发器进行蒸发浓缩，控制料液锤度为35-40；

（12）干燥 ：用压力式喷雾干燥塔将浓缩后的精料液通过高压均质机雾化，在喷雾干燥塔内与140-160℃的高温空气充分接触，瞬间蒸发掉多余水分，得到成品低聚果糖。