CN106749743A - 一种仙草多糖提取***和提取工艺 - Google Patents

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康辉
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Abstract

本发明公开了一种仙草多糖提取***，其特征在于：包括粉碎装置、超声波逆流提取装置、卧式离心装置、一级碟片式离心装置、絮凝沉淀装置、二级碟片式离心装置、保安过滤器、连接树脂脱色装置、一级膜浓缩组件、二级膜浓缩组件、喷雾干燥装置或醇沉装置等结构。本发明还包括一种仙草多糖的提取工艺。采用上述技术方案，本发明所述的仙草多糖提取***和提取工艺，应用于从仙草中提取仙草多糖，具有下述有益效果：提取时间短；同时在常温下可以达到30%的固形物含量，保持产品的风味，具有产品纯度高等优点。

Description

一种仙草多糖提取***和提取工艺
技术领域
本发明涉及仙草多糖提取领域，特别涉及一种仙草多糖提取***和提取工艺。
背景技术
凉粉草，又名：仙人草、仙人冻、仙草，为唇形科植物，茎下部伏地。仙草多糖是仙草中含有一种具有凝胶性的多糖。仙草多糖由甘露糖、鼠李糖、核糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和木糖 8 种单糖组成。仙草多糖作为一种多组分产品，长期以来给人的感觉颜色是黑色，含有较多的蛋白、鞣制、色素，且纯度不高，成分不明，以内销为主。为了打开国际市场，需生产组分明确的仙草多糖产品；以及作为其他食品的凝冻添加剂，避免带入色素、盐分。
目前对仙草多糖的提取主要有水煮、醇沉等工艺，如陈永通在公开号为CN1230356A的中国发明专利申请《新凝冻剂-仙草多糖制备方法》中公开了一种仙草多糖及其制备方法，它是将仙草经选料、粉碎、加Na2CO3、加水熬汁，过滤弃渣，将得到的仙草滤液经过活性炭脱色后蒸发浓缩，喷雾干燥制得仙草多糖粉剂；该工艺方法的仙草多糖的收率低，提取的仙草多糖中将容易掺杂蛋白质，为后期的分离带来较大困难，若不分离，仙草多糖产品品质差，不易保存。曹华斌、陈敏炎、廖书琴在公开号为CN102911282A的中国发明专利《一种仙草多糖液的脱色、脱蛋白工艺方法》中提供了一种仙草多糖液的脱色、脱蛋白工艺方法，其主要是通过熬煮、过滤澄清、管式离心机离心、树脂脱色、真空浓缩，最后用喷雾干燥即成仙草多糖，该方法也是针对通过熬煮方法提取的仙草多糖的提纯方式。周军、陈悦水在公开号为CN104387488A的中国发明专利《一种微生物发酵提取仙草多糖的方法》中公开了一种微生物发酵法提取仙草多糖的方法，该方法包括粉碎、首次提取、发酵菌种子液的制备、接种、发酵、二次提取、粗滤和离心分离、膜浓缩、醇沉、干燥步骤。但是该工艺采用了发酵提取步骤，具有提取周期长，同时加入了发酵种子液，增加了后续的处理难度和工序，同时导致最终所得的仙草多糖纯度偏低。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供具有目标产物纯度高、收率高，生产周期短的仙草多糖提取***及提取工艺。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种仙草多糖提取***，其特征在于：包括粉碎装置，与粉碎装置相连的超声波逆流提取装置，所述的超声波逆流提取装置依次连接卧式离心装置、一级碟片式离心装置、絮凝沉淀装置；所述的絮凝沉淀装置的料液出料口通过管道连接二级碟片式离心装置进料口；所述的二级碟片式离心装置的出料口通过管道连接保安过滤器进料口；所述的保安过滤器的出料口通过管道连接树脂脱色装置进料口，所述的树脂脱色装置内填充有弱碱性阴离子交换树脂；所述的树脂脱色装置的出料口通过管道连接输料泵进料口，所述的输料泵出料口连接一级膜浓缩组件的进料口；所述的一级膜浓缩组件的浓缩液出口通过第一回流管道连接循环泵的进料口和通过第一浓缩管道连接电渗析脱盐装置的进料口；所述的电渗析脱盐装置的出料口通过管道连接一级增压泵的进料口，所述的一级增压泵的出料口连接二级增压泵的进料口；所述的二级增压泵的出水口通过管道连接二级膜浓缩组件的进料口；所述的二级膜浓缩组件的浓缩液出口通过第二回流管道连接二级增压泵的进料口和通过第二浓缩管道连接喷雾干燥装置或醇沉装置。
进一步的，所述的一级膜浓缩组件采用截留分子量为50-250道尔顿的低压纳滤膜浓缩组件。
进一步的，所述的二级膜浓缩组件采用高倍膜浓缩组件，所述的高倍膜浓缩组件中的膜为截留分子量为50-150道尔顿，耐压范围为0-90bar的耐高压有机膜。
优选的，所述的保安过滤器为袋式过滤器，其过滤精度为1-10μm。
本发明还包括一种仙草多糖的提取工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：先将仙草粉碎至100-200目；将粉碎好的仙草粉末通过超声波逆流水提，得超声波提取液；
步骤2：超声波提取液通过卧式离心装置去除固体悬浮物；卧式离心后所得的提取液通过一级碟片式离心去除部分可溶性蛋白和鞣质；一级碟片式离心后的提取液加入絮凝剂絮凝沉淀，去除蛋白质和鞣质；絮凝沉淀后的提取液进入二级碟片式离心去除悬浮物；
步骤3：二级碟片式离心后的提取液进入保安过滤器中过滤，去除固体颗粒；通过保安过滤器的提取液进行弱碱性阴离子交换树脂脱色，去除提取液中的色素，得树脂脱色液；
步骤4：树脂脱色液进行一级浓缩，一级浓缩采用低压纳滤浓缩，低压纳滤浓缩过程中通过循环泵增压到压力15-25bar后进行低压纳滤浓缩，浓缩液先回流到循环泵进料口，待浓缩液浓度达到一级目标浓度后，得一级浓缩液；
步骤5：一级浓缩液进行电渗析脱盐处理，去除料液中的盐离子，得电渗析脱盐液；所述的电渗析脱盐处理中的电渗析装置中的极水室中的极水采用电导率为8000-10000us/cm的硫酸钠溶液；浓水室中的浓水为纯水，压力控制在0.5-1bar，温度控制在20-40℃，加水量控制在3倍以内；
步骤6：电渗析脱盐液进行二级浓缩，二级浓缩采用高倍膜浓缩组件进行循环浓缩；所述的高倍膜浓缩组件中的膜为截留分子量为50-150道尔顿，耐压范围为0-90bar的耐高压有机膜；浓缩过程中通过一级增压泵和二级增压泵到压力50-70bar进行高压浓缩，浓缩液先回流到二级增压泵进料口，待浓缩液浓度达到二级目标浓度后，得二级浓缩液；
步骤7：二级浓缩液进行蒸发浓缩后进行喷粉干燥或进行醇沉制得仙草多糖。
优选的，步骤2所述的絮凝剂为ZTC-II型絮凝剂。
优选的，步骤4所述的保安过滤器为袋式过滤器，其过滤精度为1-10μm。
优选的，所述的一级目标浓度为仙草多糖固形物质量分数为5-7%。
优选的，所述的二级目标浓度为仙草多糖固形物质量分数为20-30%。
采用上述技术方案，本发明所述的仙草多糖提取***和提取工艺，应用于从仙草中提取仙草多糖，具有下述有益效果：
1)采用超声波逆流水提，提取时间短，同时可以在常温下提高产品得率到90%以上；
2)通过卧式离心+一级碟片式离心+絮凝沉淀+二级碟片式离心的组合工艺可以有效去除料液中的固体杂质、悬浮物、部分可溶性蛋白和鞣质；
3)通过树脂脱色+一级低压膜浓缩+电渗析脱盐+二级高压膜浓缩的组合工艺，可以有效去除产品中的色素和盐分，同时不需要经过传统多效蒸发器，在常温下可以达到30%的固形物含量，保持产品的风味，具有产品纯度高等优点。
附图说明
图1为本发明所述的仙草多糖提取***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明所述的仙草多糖提取***，包括：
包括粉碎装置101，与粉碎装置101相连的超声波逆流提取装置102，超声波逆流提取装置102依次连接卧式离心装置103、一级碟片式离心装置104、絮凝沉淀装置105；所述的絮凝沉淀装置105的料液出料口通过管道连接二级碟片式离心装置106进料口；所述的二级碟片式离心装置106的出料口通过管道连接保安过滤器107进料口；保安过滤器107的出料口通过管道连接树脂脱色装置108进料口，树脂脱色装置108内填充有弱碱性阴离子交换树脂；树脂脱色装置108的出料口通过管道连接输料泵109进料口，所述的输料泵109出料口连接一级膜浓缩组件110的进料口；一级膜浓缩组件110的浓缩液出口通过第一回流管道115连接循环泵109的进料口和通过第一浓缩管道116连接电渗析脱盐装置111的进料口；电渗析脱盐装置111的出料口通过管道连接一级增压泵112的进料口，所述的一级增压泵112的出料口连接二级增压泵113的进料口；所述的二级增压泵113的出水口通过管道连接二级膜浓缩组件114的进料口；所述的二级膜浓缩组件114的浓缩液出口通过第二回流管道117连接二级增压泵的进料口和通过第二浓缩管道118连接喷雾干燥装置或醇沉装置119。
优选的，一级膜浓缩组件110采用截留分子量为50-250道尔顿的低压纳滤膜浓缩组件；二级膜浓缩组件114采用高倍膜浓缩组件，所述的高倍膜浓缩组件中的膜为截留分子量为50-150道尔顿，耐压范围为0-90bar的耐高压有机膜；保安过滤器107为袋式过滤器，其过滤精度为1-10μm。
本发明还包括一种仙草多糖的提取工艺，包括如下步骤：
步骤1：先将仙草粉碎至100-200目；将粉碎好的仙草粉末通过超声波逆流水提，得超声波提取液，超声波逆流水提可以在常温下提高产品的收率率到90%以上；
步骤2：超声波提取液通过卧式离心装置去除固体悬浮物如沙子等；卧式离心后所得的提取液通过一级碟片式离心去除部分可溶性蛋白和鞣质；一级碟片式离心后的提取液加入ZTC- II型絮凝剂絮凝沉淀，去除蛋白质和鞣质；絮凝沉淀后的提取液进入二级碟片式离心去除悬浮物；
步骤4：二级碟片式离心后的提取液进入过滤精度为1-10μm的保安过滤器中过滤，去除固体颗粒；通过保安过滤器的提取液进行弱碱性阴离子交换树脂脱色，去除提取液中的色素，得树脂脱色液；
步骤5：树脂脱色液进行一级浓缩，一级浓缩采用低压纳滤浓缩，低压纳滤浓缩过程中通过循环泵增压到压力15-25bar后进行低压纳滤浓缩，浓缩液先回流到循环泵进料口，待浓缩液浓度达到一级目标浓度：仙草多糖固形物质量分数为5-7%后，得一级浓缩液；
步骤6：一级浓缩液的电导率为30 ms/cm左右，需进行脱盐处理，本发明通过进行电渗析脱盐处理，去除料液中的盐离子，得电渗析脱盐液；所述的电渗析脱盐处理中的电渗析装置中的极水室中的极水采用电导率为8000-10000us/cm的硫酸钠溶液；浓水室中的浓水为纯水，压力控制在0.5-1bar，温度控制在20-40℃，加水量控制在3倍以内，电渗析脱盐后的电渗析脱盐液电导率＜3ms/cm；
步骤7：电渗析脱盐液进行二级浓缩，二级浓缩采用高倍膜浓缩组件进行循环浓缩；所述的高倍膜浓缩组件中的膜为截留分子量为50-150道尔顿，耐压范围为0-90bar的耐高压有机膜；浓缩过程中通过一级增压泵和二级增压泵到压力50-70bar进行高压浓缩，浓缩液先回流到二级增压泵进料口，待浓缩液浓度达到二级目标浓度即仙草多糖固形物质量分数为20-30%后，得二级浓缩液；
步骤8：二级浓缩液进行蒸发浓缩后进行喷粉干燥或进行醇沉制得高纯度的仙草多糖，经检测，其纯度可达90%以上，收率可达18%以上。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种仙草多糖提取***，其特征在于：包括粉碎装置，与粉碎装置相连的超声波逆流提取装置，所述的超声波逆流提取装置依次连接卧式离心装置、一级碟片式离心装置、絮凝沉淀装置；所述的絮凝沉淀装置的料液出料口通过管道连接二级碟片式离心装置进料口；所述的二级碟片式离心装置的出料口通过管道连接保安过滤器进料口；所述的保安过滤器的出料口通过管道连接树脂脱色装置进料口，所述的树脂脱色装置内填充有弱碱性阴离子交换树脂；所述的树脂脱色装置的出料口通过管道连接输料泵进料口，所述的输料泵出料口连接一级膜浓缩组件的进料口；所述的一级膜浓缩组件的浓缩液出口通过第一回流管道连接循环泵的进料口和通过第一浓缩管道连接电渗析脱盐装置的进料口；所述的电渗析脱盐装置的出料口通过管道连接一级增压泵的进料口，所述的一级增压泵的出料口连接二级增压泵的进料口；所述的二级增压泵的出水口通过管道连接二级膜浓缩组件的进料口；所述的二级膜浓缩组件的浓缩液出口通过第二回流管道连接二级增压泵的进料口和通过第二浓缩管道连接喷雾干燥装置或醇沉装置。
2.根据权利要求1所述的一种仙草多糖提取***，其特征在于：所述的一级膜浓缩组件采用截留分子量为50-250道尔顿的低压纳滤膜浓缩组件。
3.根据权利要求1所述的一种仙草多糖提取***，其特征在于：所述的二级膜浓缩组件采用高倍膜浓缩组件；所述的高倍膜浓缩组件中的膜为截留分子量为50-150道尔顿，耐压范围为0-90bar的耐高压有机膜。
4.根据权利要求1所述的一种仙草多糖提取***，其特征在于：所述的保安过滤器为袋式过滤器，其过滤精度为1-10μm。
5.一种仙草多糖的提取工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：先将仙草粉碎至100-200目；将粉碎好的仙草粉末通过超声波逆流水提，得超声波提取液；
步骤3：超声波提取液通过卧式离心装置去除固体悬浮物；卧式离心后所得的提取液通过一级碟片式离心去除部分可溶性蛋白和鞣质；一级碟片式离心后的提取液加入絮凝剂絮凝沉淀，去除蛋白质和鞣质；絮凝沉淀后的提取液进入二级碟片式离心去除悬浮物；
步骤4：二级碟片式离心后的提取液进入保安过滤器中过滤，去除固体颗粒；通过保安过滤器的提取液进行弱碱性阴离子交换树脂脱色，去除提取液中的色素，得树脂脱色液；
步骤5：树脂脱色液进行一级浓缩，一级浓缩采用低压纳滤浓缩，低压纳滤浓缩过程中通过循环泵增压到压力15-25bar后进行低压纳滤浓缩，浓缩液先回流到循环泵进料口，待浓缩液浓度达到一级目标浓度后，得一级浓缩液；
步骤6：一级浓缩液进行电渗析脱盐处理，去除料液中的盐离子，得电渗析脱盐液；所述的电渗析脱盐处理中的电渗析装置中的极水室中的极水采用电导率为8000-10000us/cm的硫酸钠溶液；浓水室中的浓水为纯水，压力控制在0.5-1bar，温度控制在20-40℃，加水量控制在3倍以内；
步骤7：电渗析脱盐液进行二级浓缩，二级浓缩采用高倍膜浓缩组件进行循环浓缩；所述的高倍膜浓缩组件中的膜为截留分子量为50-150道尔顿，耐压范围为0-90bar的耐高压有机膜；浓缩过程中通过一级增压泵和二级增压泵到压力50-70bar进行高压浓缩，浓缩液先回流到二级增压泵进料口，待浓缩液浓度达到二级目标浓度后，得二级浓缩液；
步骤8：二级浓缩液进行蒸发浓缩后进行喷粉干燥或进行醇沉制得仙草多糖。
6.根据权利要求5所述的一种仙草多糖的提取工艺，其特征在于，步骤2所述的絮凝剂为ZTC-II型絮凝剂。
7.根据权利要求5所述的一种仙草多糖的提取工艺，其特征在于，步骤4所述的保安过滤器为袋式过滤器，其过滤精度为1-10μm。
8.根据权利要求5所述的一种仙草多糖的提取工艺，其特征在于，所述的一级目标浓度为仙草多糖固形物质量分数为5-7%。
9.根据权利要求5所述的一种仙草多糖的提取工艺，其特征在于，所述的二级目标浓度为仙草多糖固形物质量分数为20-30%。
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