以菊芋為原料生產(chǎn)低聚果糖的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以菊芋為原料生產(chǎn)低聚果糖的方法，具體工藝為（1）清洗，（2）切絲，（4）清凈，（5）脫色，（6）脫鹽，（7）超濾膜分級，（8）菊粉酶酶解，（9）一次濃縮，（10）色譜分離，（11）二次濃縮，（12）干燥。采用三步法純化分級技術(shù)生產(chǎn)低聚果糖，工藝容易控制，利用超濾膜分級技術(shù)將聚合度小于9的低聚果糖提前分離，辟免在酶解過程中會將聚合度小的菊粉(果聚糖)分解為單糖。產(chǎn)品收率達(dá)到90%、純度可達(dá)到95%左右。
【專利說明】
以菊芋為原料生產(chǎn)低聚果糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥領(lǐng)域，尤其是一種低聚果糖的生產(chǎn)方法?！颈尘凹夹g(shù)】[00〇2]菊芋(Jerusalem artichoke)，俗稱洋姜、鬼子姜，為菊科向日葵屬多年生草本植物，原產(chǎn)北美洲，在中國栽培歷史悠久，但多為零星種植。菊芋適應(yīng)性強(qiáng)，生長旺盛，栽培技術(shù)簡單。我國對地下塊莖傳統(tǒng)上僅是食用。近年來，以現(xiàn)代新技術(shù)分離精制而成的菊粉、低聚果糖、超高果糖漿等，在國際上已公認(rèn)其具有較高的營養(yǎng)價值和保健作用。低聚果糖是功能性低聚糖，具有抗齲齒、調(diào)節(jié)腸道菌群、提高機(jī)體免疫力、降血壓、降血脂及促進(jìn)鈣吸收的優(yōu)良生理功能自20世紀(jì)80年代初，歐洲開始利用菊苣提取低聚果糖，尤其是近幾年來，隨著低聚果糖的保健作用及品質(zhì)改良作用逐漸得到體現(xiàn)，全球各國紛紛加大了對低聚果糖生產(chǎn)的研究以及應(yīng)用價值的發(fā)掘，低聚果糖被廣泛應(yīng)用于保健食品、飲料、乳制品、糖果等食品行業(yè)，飼料工業(yè)以及醫(yī)藥、美容等行業(yè)，據(jù)悉全球已經(jīng)有四十多個國家將菊粉低聚果糖批準(zhǔn)列為食品的營養(yǎng)補(bǔ)充劑，在歐洲已經(jīng)步入到產(chǎn)業(yè)化成熟發(fā)展的階段。目前，國內(nèi)生產(chǎn)低聚果糖的的企業(yè)都采用直接酶解菊粉的工藝，在酶解過程中會將聚合度小菊粉分解為單糖，產(chǎn)品收率只有55%，純度只能達(dá)到86%左右，國外發(fā)達(dá)國家低聚果糖純度可達(dá)90%，有一定差距，影響了產(chǎn)品的出口。因此，提高產(chǎn)品純度是國內(nèi)低聚果糖生產(chǎn)者的主要任務(wù)之一。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以菊芋為原料采用三步法純化分級技術(shù)生產(chǎn)低聚果糖的方法。該方法采用超濾膜分級、內(nèi)切菊粉酶酶解、色譜分離技術(shù)生產(chǎn)的低聚果糖，具有功能性低聚果糖的生理功能，還有膳食纖維的生理效應(yīng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種以菊芋為原料生產(chǎn)低聚果糖的方法，其特征在于具體步驟如下:(1)清洗:用l〇_20°C的清水洗去菊芋表面的泥沙，除去雜質(zhì)；(2)切絲:利用平盤切絲機(jī)將清洗好的菊芋切成絲狀，菜絲長度在8m/100g以上，碎片小于5%，不含聯(lián)片；(3)浸提:將菜絲送到連續(xù)滲出器內(nèi)，加入45-75°C的熱水停留80-120分鐘，得到浸出汁；(4 )清凈:采用碳酸法清凈工藝，在浸出汁中加入對菊芋重量為0.15-0.35%CaC0的石灰乳調(diào)節(jié)菊芋浸出汁pH值到11.2反應(yīng)15分鐘，再通入二氧化碳，調(diào)節(jié)pH為10.8反應(yīng)10分鐘至蛋白凝聚點(diǎn)，凝聚蛋白；通過碳酸鈣的沉淀進(jìn)一步除去雜質(zhì)，得到初料液；(5)脫色:在初料液中加入初料液質(zhì)量3%的糖用活性炭，攪拌均勾，加熱到78-83°C，反應(yīng)30min，吸附料液中的色素；(6)脫鹽:將脫色后的初料液利用大孔型弱堿陰離子樹脂進(jìn)行脫色，再用凝膠型強(qiáng)酸陽離子交換樹脂進(jìn)行脫鹽；(7)超濾膜分級:將脫鹽后料液通過超濾膜分級為聚合度大于9的菊粉和聚合度小于9 的低聚果糖；(8)菊粉酶酶解:將超濾膜截留液即DP>9的料液加入0.5-0.8INU/g DS內(nèi)切性菊粉酶， 調(diào)節(jié)pH值到4.7，溫度控制在60° C反應(yīng)12小時，酶解得到聚合度小于9的低聚果糖；(9)一次濃縮:將超濾膜透過液即DP<9的料液和酶解后的料液混合，進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，控制料液錘度為45-50;(10 )色譜分離:采用連續(xù)式色譜工藝，將濃縮后的料液進(jìn)入順序式模擬移動床，進(jìn)行低聚果糖和單糖的分離純化，得到精料液；(11)二次濃縮:將精料液進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，控制料液錘度為35-40;(12)干燥:用壓力式噴霧干燥塔將濃縮后的精料液通過高壓均質(zhì)機(jī)霧化，在噴霧干燥塔內(nèi)與140-160°C的高溫空氣充分接觸，瞬間蒸發(fā)掉多余水分，得到成品低聚果糖。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:以菊芋為原料生產(chǎn)低聚果糖，能充分利用菊芋富含菊粉(果聚糖)的優(yōu)勢，可生產(chǎn)出含量高的低聚果糖。采用三步法純化分級技術(shù)生產(chǎn)低聚果糖，工藝容易控制，利用超濾膜分級技術(shù)將聚合度小于9的低聚果糖提前分離，辟免在酶解過程中會將聚合度小的菊粉(果聚糖)分解為單糖。產(chǎn)品收率達(dá)到90%、純度可達(dá)到95%左右。擴(kuò)大了菊芋的利用率，提高了商品價值?！靖綀D說明】圖1為本發(fā)明產(chǎn)品檢測報告第一頁；圖2為本發(fā)明產(chǎn)品檢測報告第二頁；圖3為本發(fā)明產(chǎn)品檢測報告第三頁?！揪唧w實(shí)施方式】
[0006]實(shí)施例1，一種以菊芋為原料生產(chǎn)低聚果糖的方法，其特征在于具體步驟如下:(1)清洗:用15°C的清水洗去菊芋表面的泥沙，除去雜質(zhì)；(2)切絲:利用平盤切絲機(jī)將清洗好的菊芋切成絲狀，菜絲長度在8m/100g以上，碎片小于5%，不含聯(lián)片；(3)浸提:將菜絲送到連續(xù)滲出器內(nèi)，加入60°C的熱水停留100分鐘，得到浸出汁；(4)清凈:采用碳酸法清凈工藝，在浸出汁中加入菊芋重量0.2%CaC0的石灰乳調(diào)節(jié)菊芋浸出汁pH值到11.2反應(yīng)15分鐘，再通入二氧化碳，調(diào)節(jié)pH為10.8反應(yīng)10分鐘至蛋白凝聚點(diǎn)， 凝聚蛋白；通過碳酸鈣的沉淀進(jìn)一步除去雜質(zhì)，得到初料液；(5)脫色:在初料液中加入初料液質(zhì)量3%的糖用活性炭，攪拌均勻，加熱到80°C，反應(yīng) 30min，吸附料液中的色素；(6)脫鹽:將脫色后的初料液利用大孔型弱堿陰離子樹脂進(jìn)行脫色，再用凝膠型強(qiáng)酸陽離子交換樹脂進(jìn)行脫鹽；(7)超濾膜分級:將脫鹽后料液通過超濾膜分級為聚合度大于9的菊粉和聚合度小于9 的低聚果糖；(8)菊粉酶酶解:將超濾膜截留液即DP>9的料液加入0.5-0.8INU/g DS內(nèi)切性菊粉酶， 調(diào)節(jié)pH值到4.7，溫度控制在60° C反應(yīng)12小時，酶解得到聚合度小于9的低聚果糖;其中DS表示底物濃度，底物濃度為20%;(9)一次濃縮:將超濾膜透過液即DP<9的料液和酶解后的料液混合，進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，控制料液錘度為45-50;(10 )色譜分離:采用連續(xù)式色譜工藝，將濃縮后的料液進(jìn)入順序式模擬移動床，進(jìn)行低聚果糖和單糖的分離純化，得到精料液；(11)二次濃縮:將精料液進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，控制料液錘度為35-40;(12)干燥:用壓力式噴霧干燥塔將濃縮后的精料液通過高壓均質(zhì)機(jī)霧化，在噴霧干燥塔內(nèi)與140-160°C的高溫空氣充分接觸，瞬間蒸發(fā)掉多余水分，得到成品低聚果糖。
[0007] 經(jīng)檢測，產(chǎn)品純度為96.4%。(見產(chǎn)品檢測報告)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以菊芋為原料生產(chǎn)低聚果糖的方法，其特征在于具體步驟如下:(1)清洗:用l〇_20°C的清水洗去菊芋表面的泥沙，除去雜質(zhì)；(2)切絲:利用平盤切絲機(jī)將清洗好的菊芋切成絲狀，菜絲長度在8m/100g以上，碎片小 于5%，不含聯(lián)片；(3)浸提:將菜絲送到連續(xù)滲出器內(nèi)，加入45-75°C的熱水停留80-120分鐘，得到浸出 汁；(4清凈:采用碳酸法清凈工藝，在浸出汁中加入對菊芋重量為0.15-0.35%Ca⑶的石灰 乳調(diào)節(jié)菊芋浸出汁pH值到11.2反應(yīng)15分鐘，再通入二氧化碳，調(diào)節(jié)pH為10.8反應(yīng)10分鐘至 蛋白凝聚點(diǎn)，凝聚蛋白；通過碳酸鈣的沉淀進(jìn)一步除去雜質(zhì)，得到初料液；(5)脫色:在初料液中加入初料液質(zhì)量3%的糖用活性炭，攪拌均勻，加熱到78-83°C，反 應(yīng)30min，吸附料液中的色素；(6)脫鹽:將脫色后的初料液利用大孔型弱堿陰離子樹脂進(jìn)行脫色，再用凝膠型強(qiáng)酸陽 離子交換樹脂進(jìn)行脫鹽；(7)超濾膜分級:將脫鹽后料液通過超濾膜分級為聚合度大于9的菊粉和聚合度小于9 的低聚果糖；(8)菊粉酶酶解:將超濾膜截留液加入0.5-0.8INU/g DS內(nèi)切性菊粉酶，調(diào)節(jié)pH值到 4.7，溫度控制在60° C反應(yīng)12小時，酶解得到聚合度小于9的低聚果糖；(9)一次濃縮:將超濾膜透過液和酶解后的料液混合，進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，控制 料液錘度為45-50;(10)色譜分離:采用連續(xù)式色譜工藝，將濃縮后的料液進(jìn)入順序式模擬移動床，進(jìn)行低 聚果糖和單糖的分離純化，得到精料液；(11)二次濃縮:將精料液進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，控制料液錘度為35-40;(12)干燥:用壓力式噴霧干燥塔將濃縮后的精料液通過高壓均質(zhì)機(jī)霧化，在噴霧干燥 塔內(nèi)與140-160°C的高溫空氣充分接觸，瞬間蒸發(fā)掉多余水分，得到成品低聚果糖。
【文檔編號】C08B37/18GK105950684SQ201610504176
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】李志文, 李向東, 李兵, 張琴
【申請人】白銀熙瑞生物工程有限公司