CN114736995A - 一种麦芽糖浆的纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及麦芽糖制造技术领域,尤其为一种麦芽糖浆的纯化方法,包括以下步骤:S1,将糖浆原液和去离子水一起反应釜中,搅拌均匀后加入酸化剂,进行灭菌处理后,得到糖浆溶液,将糖浆溶液泵入纳滤循环罐进行纳滤处理,当纳滤循环罐内的溶液体积下降到泵入的糖浆溶液体积的7/25时,向浓缩液中加入纯水,使纳滤循环罐内的溶液体积上升至与泵入的糖浆溶液体积相等,继续进行纳滤处理,重复上述步骤3‑4次,得到浓缩糖浆溶液,本发明可以有效解决目前采用的结晶法、吸附法、膜分离法等技术在超高麦芽糖浆生产工艺中用于提高麦芽糖浆纯度,但是由于高纯麦芽糖浆黏度较大,且各组分物化性质差异较小,从分离角度制备超高麦芽糖浆会受到较大限制的问题。
Description
技术领域
本发明涉及麦芽糖制造技术领域,具体为一种麦芽糖浆的纯化方法。
背景技术
麦芽糖浆是淀粉糖系列中一种重要的糖浆,其中高麦芽糖浆占总液体糖浆产量的50%以上,我国早在汉代人们就已经会使用大米淀粉和麦芽来熬制麦芽糖浆,最近几十年来,随着酶工程技术的快速发展,各类高性能的酶制剂应用于麦芽糖浆的生产,麦芽糖浆的纯度和品质得以大幅改善,产品种类出现多样化,而糖浆中的主要成分麦芽糖,具有甜度低、入口无后味、优良的发酵性、耐酸性、稳定的耐热性、抗结晶性、低渗透压和人体内特殊的功能等诸多优良特性,故各类麦芽糖浆产品被广泛应用于食品、医学和化工等行业,2010年我国玉米产量高达1.68亿吨,玉米淀粉产量高达2578万吨,占淀粉总产量的80%以上,一般生产高麦芽糖浆的原料为淀粉,所以玉米淀粉就成为生产高麦芽糖浆理想的原料,通过开发一条高效、低碳、绿色的高麦芽糖浆生产工艺,可以有助于提高我国玉米精深加工水平,而玉米深加工业的快速发展,可直接推动玉米产前、产后各产业的发展,拉动整个农牧业的产业链,有效提高农民收入水平,将农业资源优势转化为商品优势和经济优势,对加快我国农业产业结构转型具有深远的意义。
目前采用结晶法、吸附法、膜分离法等技术中在超高麦芽糖浆生产工艺中用于提高麦芽糖浆纯度,但是由于高纯麦芽糖浆黏度较大,且各组分物化性质差异较小,从分离角度制备超高麦芽糖浆会受到较大限制。
综上所述,本发明提供一种麦芽糖浆的纯化方法来改善这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种麦芽糖浆的纯化方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种麦芽糖浆的纯化方法,包括以下步骤:
S1,将糖浆原液和去离子水一起反应釜中,搅拌均匀后加入酸化剂,进行灭菌处理后,得到糖浆溶液,将糖浆溶液泵入纳滤循环罐进行纳滤处理,当纳滤循环罐内的溶液体积下降到泵入的糖浆溶液体积的7/25时,向浓缩液中加入纯水,使纳滤循环罐内的溶液体积上升至与泵入的糖浆溶液体积相等,继续进行纳滤处理,重复上述步骤3-4次,得到浓缩糖浆溶液;
S2,将浓缩糖浆溶液投入脱色釜,用盐酸调节pH值到5.1-5.5,加入活性炭和硅藻土,然后用蒸汽加热脱色釜,使浓缩糖浆溶液升温至70℃-78℃,保温并搅拌45min-50min,再送入板框过滤机中滤除杂质和絮凝物,得到初步提纯麦芽糖料液,对初步提纯麦芽糖料液进行模拟移动床纯化,收集萃余液,得到二次提纯麦芽糖料液;
S3,将得到的二次提纯麦芽糖料液依次投入阴离子树脂吸附罐和阳离子树脂吸附罐进行吸附处理,经过阴阳离子吸附后,得纯净麦芽糖溶液,将纯净的麦芽糖溶液投入浓缩釜,浓缩处理后即得高纯度麦芽糖浆。
作为本发明优选的方案,所述S1中灭菌处理的具体操作步骤为:先将反应釜加热至95℃,并保温1.5h,然后降温至75℃,再静置2.5h。
作为本发明优选的方案,所述S1中纳滤处理采用截留分子量为250Da的纳滤膜,且纳滤膜元件为聚醚砜材质的宽流道卷式膜,纳滤处理的压力为4.2MPa-4.5MPa,糖液温度42℃-45℃,膜通量为78L/M2·H-82L/M2·H,浓缩倍数为5-7倍。
作为本发明优选的方案,所述S2中活性炭、硅藻土以及浓缩糖浆溶液的质量比为15∶8∶1000。
作为本发明优选的方案,所述S2中模拟移动床色谱的固定相采用葡聚糖凝胶G-15,流动相采用乙醇与水的混合溶液,且乙醇与水的体积比为3∶10,模拟移动床由17-25根色谱柱组成,且色谱柱分四个区域,每区由4-6根相同的色谱柱串联组成。
作为本发明优选的方案,所述S2中模拟移动床纯化的温度为25℃-28℃,进样液流速为42mL/min-45mL/min,洗脱液流速为15mL/min-18mL/min,萃余液流速为42mL/min-45mL/min,萃取液流速为10mL/min-18mL/min,切换时间为48min-50min。
作为本发明优选的方案,所述S1中糖浆原液与去离子水的体积比为1∶1,酸化剂为乙酸,加入酸化剂后的糖浆原液的pH值为5.1-5.4。
作为本发明优选的方案,所述S3高纯度麦芽糖浆的含水量小于12%。
作为本发明优选的方案,所述S1中搅拌的转速为1200r/min-1300r/min,搅拌时间为30min-50min。
作为本发明优选的方案,所述S2中搅拌的转速为450r/min-500r/min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中,通过将糖浆原液和去离子水一起反应釜中,进行灭菌处理后泵入纳滤循环罐进行纳滤处理,得到浓缩糖浆溶液,将浓缩糖浆溶液投入脱色釜,加入活性炭和硅藻土,再送入板框过滤机中滤除杂质和絮凝物,得到初步提纯麦芽糖料液,对初步提纯麦芽糖料液进行模拟移动床纯化,收集萃余液,得到二次提纯麦芽糖料液,将得到的二次提纯麦芽糖料液依次投入阴离子树脂吸附罐和阳离子树脂吸附罐进行吸附处理,经过阴阳离子吸附后,得纯净麦芽糖溶液,将纯净的麦芽糖溶液投入浓缩釜,浓缩处理后即得高纯度麦芽糖浆,使用纳滤浓缩去除糖浆原液中过多的水分,再使用活性炭和硅藻土对糖浆原液进行初步过滤,去除原液中的杂物和絮凝物,在模拟移动床纯化处理中控制模拟移动床的操作温度、洗脱液的乙醇含量,能够有效地降低麦芽糖的溶解度,加快了其在模拟移动床中的移动速度,提高了分离效率,缩短了操作时间,再将二次提纯的麦芽糖料液依次送入离子树脂吸附罐和阳离子树脂吸附罐中,去除前面操作步骤中进入麦芽糖料液中的阴阳离子,从而得到高纯度麦芽糖浆,可以有效提高制造出的麦芽糖浆的纯度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种技术方案:
一种麦芽糖浆的纯化方法,包括以下步骤:
S1,将糖浆原液和去离子水一起反应釜中,搅拌均匀后加入酸化剂,进行灭菌处理后,得到糖浆溶液,将糖浆溶液泵入纳滤循环罐进行纳滤处理,当纳滤循环罐内的溶液体积下降到泵入的糖浆溶液体积的7/25时,向浓缩液中加入纯水,使纳滤循环罐内的溶液体积上升至与泵入的糖浆溶液体积相等,继续进行纳滤处理,重复上述步骤3-4次,得到浓缩糖浆溶液;
S2,将浓缩糖浆溶液投入脱色釜,用盐酸调节pH值到5.1-5.5,加入活性炭和硅藻土,然后用蒸汽加热脱色釜,使浓缩糖浆溶液升温至70℃-78℃,保温并搅拌45min-50min,再送入板框过滤机中滤除杂质和絮凝物,得到初步提纯麦芽糖料液,对初步提纯麦芽糖料液进行模拟移动床纯化,收集萃余液,得到二次提纯麦芽糖料液;
S3,将得到的二次提纯麦芽糖料液依次投入阴离子树脂吸附罐和阳离子树脂吸附罐进行吸附处理,经过阴阳离子吸附后,得纯净麦芽糖溶液,将纯净的麦芽糖溶液投入浓缩釜,浓缩处理后即得高纯度麦芽糖浆。
进一步的,所述S1中灭菌处理的具体操作步骤为:先将反应釜加热至95℃,并保温1.5h,然后降温至75℃,再静置2.5h。
进一步的,所述S1中纳滤处理采用截留分子量为250Da的纳滤膜,且纳滤膜元件为聚醚砜材质的宽流道卷式膜,纳滤处理的压力为4.2MPa-4.5MPa,糖液温度42℃-45℃,膜通量为78L/M2·H-82L/M2·H,浓缩倍数为5-7倍。
进一步的,所述S2中活性炭、硅藻土以及浓缩糖浆溶液的质量比为15∶8∶1000。
进一步的,所述S2中模拟移动床色谱的固定相采用葡聚糖凝胶G-15,流动相采用乙醇与水的混合溶液,且乙醇与水的体积比为3∶10,模拟移动床由17-25根色谱柱组成,且色谱柱分四个区域,每区由4-6根相同的色谱柱串联组成。
进一步的,所述S2中模拟移动床纯化的温度为25℃-28℃,进样液流速为42mL/min-45mL/min,洗脱液流速为15mL/min-18mL/min,萃余液流速为42mL/min-45mL/min,萃取液流速为10mL/min-18mL/min,切换时间为48min-50min。
进一步的,所述S1中糖浆原液与去离子水的体积比为1∶1,酸化剂为乙酸,加入酸化剂后的糖浆原液的pH值为5.1-5.4。
进一步的,所述S3高纯度麦芽糖浆的含水量小于12%。
进一步的,所述S1中搅拌的转速为1200r/min-1300r/min,搅拌时间为30min-50min。
进一步的,所述S2中搅拌的转速为450r/min-500r/min。
具体实施案例:
将糖浆原液和去离子水一起反应釜中,糖浆原液与去离子水的体积比为1∶1,搅拌均匀后加入酸化剂,酸化剂为乙酸,加入酸化剂后的糖浆原液的pH值为5.4,搅拌的转速为1300r/min,搅拌时间为50min,将反应釜加热至95℃,并保温1.5h,然后降温至75℃,再静置2.5h,得到糖浆溶液,将糖浆溶液泵入纳滤循环罐进行纳滤处理,纳滤处理采用截留分子量为250Da的纳滤膜,且纳滤膜元件为聚醚砜材质的宽流道卷式膜,纳滤处理的压力为4.5MPa,糖液温度为45℃,膜通量为82L/M2·H,浓缩倍数为7倍,当纳滤循环罐内的溶液体积下降到泵入的糖浆溶液体积的7/25时,向浓缩液中加入纯水,使纳滤循环罐内的溶液体积上升至与泵入的糖浆溶液体积相等,继续进行纳滤处理,重复上述步骤4次,得到浓缩糖浆溶液;
将浓缩糖浆溶液投入脱色釜,用盐酸调节pH值到5.5,加入活性炭和硅藻土,活性炭、硅藻土以及浓缩糖浆溶液的质量比为15∶8∶1000,然后用蒸汽加热脱色釜,使浓缩糖浆溶液升温至78℃,保温并搅拌50min,搅拌的转速为500r/min,再送入板框过滤机中滤除杂质和絮凝物,得到初步提纯麦芽糖料液,对初步提纯麦芽糖料液进行模拟移动床纯化,模拟移动床色谱的固定相采用葡聚糖凝胶G-15,流动相采用乙醇与水的混合溶液,且乙醇与水的体积比为3∶10,模拟移动床由20根色谱柱组成,且色谱柱分四个区域,每区由5根相同的色谱柱串联组成,模拟移动床纯化的温度为28℃,进样液流速为45mL/min,洗脱液流速为18mL/min,萃余液流速为45mL/min,萃取液流速为18mL/min,切换时间为50min,收集萃余液,得到二次提纯麦芽糖料液;
将得到的二次提纯麦芽糖料液依次投入阴离子树脂吸附罐和阳离子树脂吸附罐进行吸附处理,经过阴阳离子吸附后,得纯净麦芽糖溶液,将纯净的麦芽糖溶液投入浓缩釜,浓缩处理后即得含水量小于12%的高纯度麦芽糖浆。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将糖浆原液和去离子水一起反应釜中,搅拌均匀后加入酸化剂,进行灭菌处理后,得到糖浆溶液,将糖浆溶液泵入纳滤循环罐进行纳滤处理,当纳滤循环罐内的溶液体积下降到泵入的糖浆溶液体积的7/25时,向浓缩液中加入纯水,使纳滤循环罐内的溶液体积上升至与泵入的糖浆溶液体积相等,继续进行纳滤处理,重复上述步骤3-4次,得到浓缩糖浆溶液;
S2,将浓缩糖浆溶液投入脱色釜,用盐酸调节pH值到5.1-5.5,加入活性炭和硅藻土,然后用蒸汽加热脱色釜,使浓缩糖浆溶液升温至70℃-78℃,保温并搅拌45min-50min,再送入板框过滤机中滤除杂质和絮凝物,得到初步提纯麦芽糖料液,对初步提纯麦芽糖料液进行模拟移动床纯化,收集萃余液,得到二次提纯麦芽糖料液;
S3,将得到的二次提纯麦芽糖料液依次投入阴离子树脂吸附罐和阳离子树脂吸附罐进行吸附处理,经过阴阳离子吸附后,得纯净麦芽糖溶液,将纯净的麦芽糖溶液投入浓缩釜,浓缩处理后即得高纯度麦芽糖浆。
2.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S1中灭菌处理的具体操作步骤为:先将反应釜加热至95℃,并保温1.5h,然后降温至75℃,再静置2.5h。
3.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S1中纳滤处理采用截留分子量为250Da的纳滤膜,且纳滤膜元件为聚醚砜材质的宽流道卷式膜,纳滤处理的压力为4.2MPa-4.5MPa,糖液温度42℃-45℃,膜通量为78L/M2·H-82L/M2·H,浓缩倍数为5-7倍。
4.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S2中活性炭、硅藻土以及浓缩糖浆溶液的质量比为15∶8∶1000。
5.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S2中模拟移动床色谱的固定相采用葡聚糖凝胶G-15,流动相采用乙醇与水的混合溶液,且乙醇与水的体积比为3∶10,模拟移动床由17-25根色谱柱组成,且色谱柱分四个区域,每区由4-6根相同的色谱柱串联组成。
6.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S2中模拟移动床纯化的温度为25℃-28℃,进样液流速为42mL/min-45mL/min,洗脱液流速为15mL/min-18mL/min,萃余液流速为42mL/min-45mL/min,萃取液流速为10mL/min-18mL/min,切换时间为48min-50min。
7.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S1中糖浆原液与去离子水的体积比为1∶1,酸化剂为乙酸,加入酸化剂后的糖浆原液的pH值为5.1-5.4。
8.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S3高纯度麦芽糖浆的含水量小于12%。
9.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S1中搅拌的转速为1200r/min-1300r/min,搅拌时间为30min-50min。
10.根据权利要求1所述的一种麦芽糖浆的纯化方法,其特征在于:所述S2中搅拌的转速为450r/min-500r/min。
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