CN110236152A - 一种低糖浓缩甘薯汁提取方法 - Google Patents

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CN110236152A CN201910660207.4A CN201910660207A CN110236152A CN 110236152 A CN110236152 A CN 110236152A CN 201910660207 A CN201910660207 A CN 201910660207A CN 110236152 A CN110236152 A CN 110236152A
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单守水
于飞
张毅
刘苹
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Rushan Dakang Biotechnology Co.,Ltd.
YANTAI METTLE BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd.
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Yantai Mai Te Er Biotechnology Co Ltd
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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    • A23L19/10—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof of tuberous or like starch containing root crops
    • A23L19/105—Sweet potatoes

Abstract

一种低糖浓缩甘薯汁的提取方法，对甘薯淀粉提取后的排放液经离心获得除去淀粉残留的无可见杂质离心液；将离心液超滤，截留蛋白质获得膜透过液；先投膜透过液，边升温边投入甘薯渣获得料液；料液升温，按照料液干质的0.1％～0.5％添加淀粉洗涤酶，按照30～50u/g干质添加中温α‑淀粉酶，按照75～150u/g干质添加大麦β‑淀粉酶，按原料干质的1～5％添加复合蛋白酶酶解2～3小时；酶解后过滤获得滤渣及滤液；将滤液升温80～90℃加热0.5h～1h，冷却降至常温后获得冷却液；向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀；对清液真空浓缩获得低糖浓缩甘薯汁。所得甘薯汁含糖量低、功能性营养物质高，实现甘薯原料的高值利用。

Description

一种低糖浓缩甘薯汁提取方法
技术领域
本发明涉及一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，属于甘薯加工技术领域。
背景技术
甘薯，又称红薯、山芋、地瓜、番薯等，属于旋花科甘薯属一年生或多年生草本植物，是世界上重要的粮食、饲料和工业原料作物。甘薯在我国的种植区域很广，以长江流域、黄淮平原和东南沿海为最多。甘薯营养丰富，且营养均衡，营养价值不低于米面。
目前，甘薯在生产淀粉的加工过程中会产生四倍于甘薯加工量的工艺排放液及接近投入甘薯量的含水甘薯渣。人们公认的甘薯中的功能性物质如蛋白质、小分子肽、氨基酸、维生素、矿物质及多种生物活性物质基本溶于工艺水即形成的工艺排放液。现阶段，生产工厂通常将这些工艺排放液均按照废水处理，不仅造成极大的浪费并且会造成环境污染，带来环保压力。薯渣也因含水量超过90％，污染生产环境，多用来直接低价销售给种植户或养殖户作为肥料或饲料，得不到附加值的综合利用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，基于淀粉加工后的工艺排放液获得低糖含量的浓缩甘薯汁，减少环境污染，实现清洁、绿色、资源高值化综合利用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，包括以下步骤：
1)原料获取：获取进行淀粉提取后的工艺排放液、甘薯渣，对所述排放液进行离心、沉淀，进一步获除去残留的淀粉获得无可见杂质的离心液体；
2)离心液超滤：将所述离心液经过超滤系统过滤，截留分子量4万～10万的生物活性蛋白等物质，获得清亮的膜透过液，膜截留的蛋白浓缩液用于蛋白回收；
3)投料升温：按照1:2.5～1:5的料水比投入所述甘薯渣和膜透过液，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至50～65℃；
4)料液酶解：料液升温至50～65℃后，按照干物质0.1％～0.5％添加淀粉洗涤酶，按照30～50u/g干物质添加中温α-淀粉酶，按照75～150u/g干物质添加大麦β-淀粉酶，按干物质的1～5％添加复合蛋白酶酶解，酶解2-3小时；
5)料液板框过滤：不添加硅藻土过滤，分别获得滤渣及滤液，对滤渣50～60℃真空干燥并粉碎过筛获得甘薯膳食纤维；
6)滤液加热：将滤液升温至80～90℃加热0.5h～1h，冷却降至常温后获得冷却液；
7)冷却液板框精滤：向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀，获得清液；
8)清液浓缩：对所述清液进行真空浓缩获得低糖浓缩甘薯汁，低糖浓缩甘薯汁浓缩后干物质含量范围73％～75％。
作为低糖浓缩甘薯汁提取方法的优选方案，所述步骤1)中，向所述甘薯浆液中添加护色剂进行护色，所述护色剂的成分为0.2wt％维生素C、0.4wt％柠檬酸和0.8wt％壳聚糖按重量比3：2：2组合。
作为低糖浓缩甘薯汁提取方法的优选方案，所述步骤3)中，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至50～65℃。
作为低糖浓缩甘薯汁提取方法的优选方案，所述步骤4)中，料液酶解过程中pH值为5.0～6.5。
作为低糖浓缩甘薯汁提取方法的优选方案，所述步骤4)中，料液酶解的时间为2～3h。
作为低糖浓缩甘薯汁提取方法的优选方案，所述步骤5)中，滤渣过筛采用100～200目的滤网。
作为低糖浓缩甘薯汁提取方法的优选方案，所述步骤7)中，硅藻土的添加重量占冷却液的10％，硅藻土为300号：10号硅藻土按重量比2:1组合。
作为低糖浓缩甘薯汁提取方法的优选方案，对步骤8)获得的低糖浓缩甘薯汁在80～90℃条件下灌装，灌装后封装并进行巴氏杀菌。
作为低糖浓缩甘薯汁提取方法的优选方案，每100g低糖浓缩甘薯汁的糖含量≤30g。
本发明的有益效果是：利用淀粉加工后的排放水提取低糖含量的浓缩甘薯汁。该产品营养丰富，且功能性成分含量高、含糖量低，可应用于食品、保健品、饮料以及特殊医用食品等行业。“变废为宝”、实现清洁生产和原料高附加值的综合利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明提供的低糖浓缩甘薯汁提取方法工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
此外，应当理解，本文所述的任何数值范围旨在包括归入其中的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括介于(并包括)所述最小值1和所述最大值10之间的所有子范围，即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
本发明中未提及购买渠道或制备方法的药品或组分均为市售。
具体的，参见图1，提供一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，包括以下步骤：
S1：原料获取：获取进行淀粉提取后的排放液，对所述排放液进行离心沉淀获得去除淀粉残留后的离心液；
S2：离心液超滤：将所述离心液经过超滤系统过滤，截留分子量4万～10万的生物活性蛋白，获得膜透过液；
S3：投料升温：按照1:2.5～1:5的料水比投入所述甘薯渣和透过液，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至50～65℃；
S4：料液酶解：料液升温至50～65℃后，按照干物质0.1％～0.5％添加淀粉洗涤酶，按照30～50u/g干质添加中温α-淀粉酶，按照75～150u/g干质添加大麦β-淀粉酶，按干物质的1～5％添加复合蛋白酶酶解2-3小时；
S5：料液过滤：不添加硅藻土过滤，分别获得滤渣及滤液，对滤渣50～60℃真空干燥并粉碎过筛获得甘薯膳食纤维；
S6：滤液加热：将滤液升温至80～90℃加热0.5h～1h，冷却降至常温后获得冷却液；
S7：冷却液精滤：向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀，获得清液；
S8：清液浓缩：对所述清液进行真空浓缩获得低糖浓缩甘薯汁，低糖浓缩甘薯汁浓缩后干物质含量范围73％～75％。
低糖浓缩甘薯汁提取方法的一个实施例中，所述步骤S1中，向所述甘薯浆液中添加护色剂进行护色，所述护色剂的成分为0.2wt％维生素C、0.4wt％柠檬酸和0.8wt％壳聚糖按重量比3：2：2组合。
低糖浓缩甘薯汁提取方法的一个实施例中，所述步骤S3中，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至50～65℃。
低糖浓缩甘薯汁提取方法的一个实施例中，所述步骤S4中，料液酶解过程中pH值为5.0～6.5。料液酶解的时间为2～3h。
低糖浓缩甘薯汁提取方法的一个实施例中，所述步骤S5中，滤渣过筛采用100～200目的滤网。
低糖浓缩甘薯汁提取方法的一个实施例中，所述步骤S7中，硅藻土的添加重量占冷却液的10％，硅藻土为300号：10号硅藻土按重量比2:1组合。
低糖浓缩甘薯汁提取方法的一个实施例中，对步骤S8获得的低糖浓缩甘薯汁在80～90℃条件下灌装，灌装后封装并进行巴氏杀菌，每100g低糖浓缩甘薯汁的糖含量≤30g。
实施例1
实施例1提供一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，包括以下步骤：
S11：原料获取：获取进行淀粉提取后的排放液，对所述排放液进行离心沉淀获得去除淀粉残留后的离心液；
S12：离心液超滤：将所述离心液经过超滤系统过滤，截留分子量4万～10万的生物活性蛋白，获得膜透过液以及蛋白浓缩液；
S13：投料升温：按照1:1:5的料水比投入所述甘薯渣和透过液，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至50℃；
S14：料液酶解：料液升温至50℃后，按照干物质0.1％添加淀粉洗涤酶，按照30u/g添加中温α-淀粉酶，按照75u/g干基添加大麦β-淀粉酶，按干物质的1％添加复合蛋白酶酶解，料液酶解过程中pH值为5.0，料液酶解的时间为2h；
S15：料液过滤：不添加硅藻土过滤，分别获得滤渣及滤液，对滤渣50℃真空干燥并粉碎过筛获得甘薯膳食纤维，滤渣过筛采用100～200目的滤网；
S16：滤液加热：将滤液升温至80℃加热，滤液加热的时间为1h，冷却降至常温后获得冷却液；
S17：冷却液精滤：向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀，获得清液；
S18：清液浓缩：对所述清液进行真空浓缩获得低糖浓缩甘薯汁，低糖浓缩甘薯汁浓缩后干物质含量73.0％。
对步骤S18获得的低糖浓缩甘薯汁在80～90℃条件下灌装，灌装后封装并进行巴氏杀菌，每100g低糖浓缩甘薯汁的糖含量26.1g。
实施例2
实施例2提供一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，包括以下步骤：
S21：原料获取：获取进行淀粉提取后的排放液，对所述排放液进行离心沉淀获得去除淀粉残留后的离心液；
S22：离心液超滤：将所述离心液经过超滤系统过滤，截留分子量4万～10万的生物活性蛋白，获得蛋白浓缩液以及透过液；
S23：投料升温：按照1:2的料水比投入所述透过液和淀粉加工过程排放的甘薯渣，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至55℃；
S24：料液酶解：料液升温至58℃后，按照干物质0.2％添加淀粉洗涤酶，按照35u/g干物添加中温α-淀粉酶，按照95u/g干物添加大麦β-淀粉酶，按干物质的2％添加复合蛋白酶酶解，料液酶解过程中pH值为5.3，料液酶解的时间为2.2h；
S25：料液过滤：不添加硅藻土过滤，分别获得滤渣及滤液，对滤渣52℃真空干燥并粉碎过筛获得甘薯膳食纤维，滤渣过筛采用100～200目的滤网；
S26：滤液加热：将滤液升温至82℃加热，滤液加热的时间为0.9h，冷却降至常温后获得冷却液；
S27：冷却液精滤：向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀，获得清液；
S28：清液浓缩：对所述清液进行真空浓缩获得低浓度糖浓缩甘薯汁，低糖浓缩甘薯汁浓缩后干物质含量73.4％。
对步骤S28获得的低糖浓缩甘薯汁在80～90℃条件下灌装，灌装后封装并进行巴氏杀菌，每100g低糖浓缩甘薯汁的糖含量28.1g。
实施例3
实施例3提供一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，包括以下步骤：
S31：原料获取：获取进行淀粉提取后的排放液，对所述排放液进行离心沉淀获得去除淀粉残留后的离心液；
S32：离心液超滤：将所述离心液经过超滤系统过滤，截留分子量4万～10万的生物活性蛋白，获得蛋白浓缩液以及透过液；
S33：投料升温：按照1:2.3的料水比投入所述甘薯渣和透过液，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至60℃；
S34：料液酶解：料液升温至60℃后，按照干物质0.3％添加淀粉洗涤酶，按照40u/g添加中温α-淀粉酶，按照115u/g添加大麦β-淀粉酶，按干物质的3％添加复合蛋白酶酶解，料液酶解过程中pH值为5.7，料液酶解的时间为2.5h；
S35：料液过滤：不添加硅藻土过滤，分别获得滤渣及滤液，对滤渣55℃真空干燥并粉碎过筛获得甘薯膳食纤维，滤渣过筛采用100～200目的滤网；
S36：滤液加热：将滤液升温至85℃加热，滤液加热的时间为0.8h，冷却降至常温后获得冷却液；
S37：冷却液精滤：向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀，获得清液；
S38：清液浓缩：对所述清液进行真空浓缩获得低糖度浓缩甘薯汁，低糖浓缩甘薯汁浓缩后干物质含量73.8％。
对步骤S38获得的低糖浓缩甘薯汁在80～90℃条件下灌装，灌装后封装并进行巴氏杀菌，每100g低糖浓缩甘薯汁的糖含量27.9g。
实施例4
实施例4提供一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，包括以下步骤：
S41：原料获取：获取进行淀粉提取后的排放液，对所述排放液进行离心沉淀获得去除淀粉后的离心液；
S42：离心液超滤：将所述离心液经过超滤系统过滤，截留分子量4～10万的生物活性蛋白，获得蛋白浓缩液以及透过液；
S43：投料升温：按照1:2.4的料水比投入所述甘薯渣和透过液，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至62℃；
S44：料液酶解：料液升温至62℃后，按照干物质0.4％添加淀粉洗涤酶，按照45u/g添加中温α-淀粉酶，按照135u/g添加大麦β-淀粉酶，按干物质的4％添加复合蛋白酶酶解，料液酶解过程中pH值为6.0，料液酶解的时间为2.8h；
S45：料液过滤：不添加硅藻土过滤，分别获得滤渣及滤液，对滤渣58℃真空干燥并粉碎过筛获得甘薯膳食纤维，滤渣过筛采用100～200目的滤网；
S46：滤液加热：将滤液升温至88℃加热，滤液加热的时间为0.6，冷却降至常温后获得冷却液；
S47：冷却液精滤：向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀，获得清液；
S48：清液浓缩：对所述清液进行真空浓缩获得低糖浓缩甘薯汁，低糖浓缩甘薯汁浓缩后干物质含量74.2％。
对步骤S48获得的低糖浓缩甘薯汁在80～90℃条件下灌装，灌装后封装并进行巴氏杀菌，每100g低糖浓缩甘薯汁的糖含量28.8g。
实施例5
实施例5提供一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，包括以下步骤：
S51：原料获取：获取进行淀粉提取后的排放液，对所述排放液进行离心沉淀获得去除淀粉后的离心液；
S52：离心液超滤：将所述离心液经过超滤系统过滤，截留分子量4万～10万的生物活性蛋白，获得蛋白浓缩液以及透过液；
S53：投料升温：按照1:2.5的料水比投入所述甘薯渣和透过液，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至65℃；
S54：料液酶解：料液升温至65℃后，按照干物质0.5％添加淀粉洗涤酶，按照50u/g添加中温α-淀粉酶，按照150u/g添加大麦β-淀粉酶，按干物质的5％添加复合蛋白酶酶解，料液酶解过程中pH值为6.5，料液酶解的时间为3h；
S55：料液过滤：不添加硅藻土过滤，分别获得滤渣及滤液，对滤渣60℃真空干燥并粉碎过筛获得甘薯膳食纤维，滤渣过筛采用100～200目的滤网；
S56：滤液加热：将滤液升温至90℃加热，滤液加热的时间为0.5h，冷却降至常温后获得冷却液；
S57：冷却液精滤：向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀，获得清液；
S58：清液浓缩：对所述清液进行真空浓缩获得低糖浓缩甘薯汁，低糖浓缩甘薯汁浓缩后干物质含量75％。
对步骤S58获得的低糖浓缩甘薯汁在80～90℃条件下灌装，灌装后封装并进行巴氏杀菌，每100g低糖浓缩甘薯汁的还原糖含量27.6g。
实施例1至实施例5中的获得的低糖浓缩甘薯汁的产品指标如表1：
表1低糖浓缩甘薯汁的产品指标
外观 口感 含糖量 蛋白含量 浓度
实施例1 棕色粘稠液体 浓郁的甘薯香味，微甜，无异味 26.8％ 10％ 73％
实施例2 棕色粘稠液体 浓郁的甘薯香味，微甜，无异味 28.1％ 12％ 73.4％
实施例3 棕色粘稠液体 浓郁的甘薯香味，微甜，无异味 27.9％ 10.5％ 73.8％
实施例4 棕色粘稠液体 浓郁的甘薯香味，微甜，无异味 28.8％ 11.2％ 74.2％
实施例5 棕色粘稠液体 浓郁的甘薯香味，微甜，无异味 27.6％ 10.8％ 75％
具体的，表1中低糖浓缩甘薯汁的产品指标检测方法如下：
1、感官：
取适量样品，倒在玻璃烧杯或培养皿中，在自然光线下用肉眼观察样品的外观，有无杂质，并嗅其味，取少量样品放入口中仔细品尝其味，多个样品时，应在品尝下一个样品前用清水漱口。
2、含糖量检测：
检测方法依据GB 5009.7食品安全国家标准食品中还原糖的检测。
3、蛋白含量检测：
检测方法依据GB 5009.5食品安全国家标准食品中蛋白质的检测。
4、浓度检测：
检测方法依据GB/T 20885葡萄糖浆中干物质(固形物)的检测。
通过该工艺获得的甘薯汁含糖量低，糖组分主要为麦芽糖及低聚糖，其中的蛋白质组成比较合理，尤其是必需氨基酸含量较高，特别是赖氨酸含量较高，此外甘薯中含有丰富的维生素(胡萝卜素、维生素A、B、C、E)，以及矿物质，营养丰富，易于人体吸收适于各类人群使用。可直接稀释饮用，也可作为食品原料，如烘焙食品、各类饮品以及医用食品等的生产原料或配料，应用范围广泛。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原料获取：获取进行淀粉提取后的排放液，对所述排放液进行离心沉淀获得去除淀粉后的离心液；
2)离心液超滤：将所述离心液经过超滤系统过滤，截留分子量4万～10万的生物活性蛋白，获得蛋白浓缩液以及透过液；
3)投料升温：先投所述透过液，边升温边投入甘薯淀粉生产过程排放的甘薯渣获得混合料液，料液搅拌均匀；
4)料液酶解：料液升温至50～65℃后，按照原料的0.1％～0.5％添加淀粉洗涤酶，按照30～50u/g添加中温α-淀粉酶，按照75～150u/g添加大麦β-淀粉酶，按原料的1～5％添加复合蛋白酶酶解；
5)料液过滤：不添加硅藻土过滤，分别获得滤渣及滤液，对滤渣50～60℃真空干燥并粉碎过筛获得甘薯膳食纤维；
6)滤液加热：将滤液升温至80～90℃加热0.5h～1h，冷却降至常温后获得冷却液，使热、冷凝物沉淀析出；
7)冷却液精滤：向冷却液中添加硅藻土过滤除去沉淀，获得清液；
8)清液浓缩：对所述清液进行真空浓缩获得低糖浓缩甘薯汁，低糖浓缩甘薯汁浓缩后干物质含量范围73％～75％。
2.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，所述步骤1)中，向所述甘薯浆液中添加护色剂进行护色，所述护色剂的成分为0.2wt％维生素C、0.4wt％柠檬酸和0.8wt％壳聚糖按重量比3：2：2组合。
3.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，所述步骤3)中，先投所述透过液，边升温边投入所述甘薯渣获得料液，料液搅拌均匀，升温至50～65℃。
4.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，所述步骤4)中，加入所述的各种酶制剂。
5.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，所述步骤4)中，料液酶解过程中pH值为5.0～6.5、时间为2～3h。
6.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，所述步骤5)中，滤渣过筛采用100～200目的滤网。
7.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，所述步骤6)中，将滤液升温至80～90℃加热0.5h～1h，冷却降至常温，使热、冷凝物沉淀析出。
8.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，所述步骤7)中，硅藻土的添加重量占冷却液的10％，硅藻土为300号：10号硅藻土按重量比2:1组合。
9.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，对步骤8)获得的低糖浓缩甘薯汁在80～90℃条件下灌装，灌装后封装并进行巴氏杀菌。
10.根据权利要求1所述的一种低糖浓缩甘薯汁提取方法，其特征在于，每100g低糖浓缩甘薯汁的糖含量≤30g。
CN201910660207.4A 2019-07-22 2019-07-22 一种低糖浓缩甘薯汁提取方法 Pending CN110236152A (zh)

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