CN106947006A - 一种高纯度菊粉的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高纯度菊粉的生产方法，该方法包括如下步骤：(1)研磨：将菊苣洗净、去皮、研磨压碎；(2)浸提：将压碎的菊苣加入菊粉提取液中，在35～40摄氏度下搅拌2～3h，然后将提取液加热至100℃，搅拌5～8h；(3)除杂：过滤菊粉提取液，得到菊粉粗提液；(5)对菊粉粗提液进行脱色、脱苦、脱盐处理，得到菊粉提取液A；(6)用纳滤膜处理步骤(5)得到的菊粉提取液A，收集滤出液，得到菊粉溶液，经冷冻干燥得到高纯度菊粉。本发明得到的菊粉性质稳定，纯度高，产品中单糖、蔗糖的含量少，其中菊粉的含量在95％以上。

Description

一种高纯度菊粉的生产方法
技术领域
本发明属于菊粉生产技术领域，具体涉及一种高纯度菊粉的生产方法。
背景技术
菊苣为菊科菊苣属多年生草本植物，又名欧洲菊苣、咖啡草或法国苣荬菜，原产于欧洲、西亚、中亚和北美洲，我国西北、华北及东北等地区均有分布。菊芭营养价值高，抗病虫害且高产，再生能力强，是一种很有开发潜力的高产优质饲草。菊苣肉质根内含70％左右(干物质重)的菊粉，可作为菊粉、低聚果糖(FOS)及高果糖浆的生产原料。
菊粉(inulin)又称菊糖，是由β-D-果糖苷键(1→2)连接多个果糖基而成的链状多糖，末端常含有一个α-D-葡萄糖基。菊粉的分子式表示为GFn，或是Fm。其中G为终端葡萄糖单位(Glucose)，F代表果糖分子(Fructose)，n或m则代表果糖单位数。通常，一个糖苷键叫一个聚合度(DP)，菊粉在低聚合度时(DP＝2～9)又叫低聚果糖，当只有一个果糖基与葡萄糖基相连时既DP＝1时就是蔗糖(sucrose)。实际上，蔗糖不属于菊粉。
菊粉在人体内可延长碳水化合物的供能时间而又不显著提高血糖水平，代谢过程不需要胰岛素参与，有助于减少糖尿病人对胰岛素的依赖性和需要，控制血糖水平。对肠道双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的生长还具有明显的促进作用。
菊粉是一种存在于多种蔬菜和水果中的天然成分，在许多欧美国家被归类为天然食品配料。近年来，菊粉的开发利用受到国际食品界的高度重视，并成功应用在乳制品、面包、糖果、饮料和调味料等食品领域。在中国，随着人们对健康的重视，菊粉的开发利用也逐渐广泛起来。菊粉在巧克力制品中可以替代蔗糖使用，不需要另外调整工艺，制成的巧克力耐热且富含纤维，口感好。菊粉作为甜味剂使用，不会弘起牙齿龋变。菊粉在谷物食品或膨化食品中使用，可以增加食品的脆性与膨胀性。菊粉可使水形成油脂一样的口感，故可替代油脂用于生产肉制品、奶油、冰琪淋等产品。菊粉能为牛奶、酸奶、乳制品饮料和大豆制品等低脂食品提供全脂产品样的口感。在涂抹食品中，菊粉具有与高脂肪制品相似的熔融及流变性，可稳定乳化液以利于涂抹。菊粉作为一种食品纤维具有中性味道，可以掩盖苦涩并给人柔软的感觉，适于在低热量高纤维的运动饮料中使用。
纳滤是80年代中期发展起来的属于压力驱动的新型膜分离技术，纳滤膜能截留分子量约为200～1000Da，介于超滤和反渗透之间，填补了超滤和反渗透之间的空白。利用纳滤膜可以实现对高相对分子质量有机物和第相对分子质量有机物的分离。现有技术中已经有报道利用纳滤膜精制低聚果糖的报道，但是纳滤膜容易被物料污染、重复利用率不高，导致生产成本增加。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，提供一种制备高纯度菊粉的生产方法，以解决现有技术中菊粉纯度不高的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高纯度菊粉的生产方法，该方法包括如下步骤：
(1)研磨：将菊苣洗净、去皮、研磨压碎；
(2)浸提：将压碎的菊苣加入菊粉提取液中，在35～40摄氏度下搅拌2～3h，然后将提取液加热至100℃，搅拌5～8h；
(3)除杂：过滤菊粉提取液，得到菊粉粗提液；
(5)对菊粉粗提液进行脱色、脱苦、脱盐处理，得到菊粉提取液A；
(6)用纳滤膜处理步骤(5)得到的菊粉提取液A，收集滤出液，得到菊粉溶液，经冷冻干燥得到高纯度菊粉。
步骤(2)中，所述的菊粉提取液为含有果胶酶的Tris-HCl缓冲液，所述Tris-HCl缓冲液的浓度为1mol/L，pH为6.8。
其中，果胶酶的添加量是300～1000U/L
步骤(5)中，所述对菊粉粗提液进行脱色、脱苦处理，是将菊粉粗提液依次通过壳聚糖和硅藻土混合物和阳离子大孔树脂。
其中，所述壳聚糖和硅藻土的混合物，其中壳聚糖和硅藻土的质量比为2～3:1。
其中，所述阳离子大孔树脂为XDA-5或D941。
步骤(6)中，所述的纳滤膜为孔径为0.2～0.6纳米的磺化聚砜复合纳滤膜。
其中，利用孔径为0.2～0.6纳米的磺化聚砜复合纳滤膜处理菊粉提取液，其处理条件为通量200～400L/m3·h、压力0.8～1MPa、pH6.8。
其中，所述的磺化聚砜复合纳滤膜为NTR-7410。
有益效果：
本发明公开了一种高纯度菊粉的生产方法，得到的菊粉性质稳定，纯度高，产品中单糖、蔗糖的含量少，其中菊粉的含量在95％以上。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1：
取500g新鲜菊苣净、去皮、研磨压碎；将压碎的菊苣加入含有果胶酶的Tris-HCl缓冲液中，所述Tris-HCl缓冲液的浓度为1mol/L，pH为6.8，果胶酶的添加量是300～1000U/L，在35～40摄氏度下搅拌2～3h，然后将提取液加热至100℃，搅拌5～8h；过滤菊粉提取液，得到菊粉粗提液；
对菊粉粗提液进行脱色、脱苦、脱盐处理，将菊粉粗提液依次通过壳聚糖和硅藻土混合物和阳离子大孔树脂，壳聚糖和硅藻土的质量比为2～3:1，所述阳离子大孔树脂为XDA-5或D941，得到菊粉提取液A；
用纳滤膜菊粉提取液A，纳滤膜为孔径为0.2～0.6纳米的磺化聚砜复合纳滤膜，其处理条件为通量200～400L/m3·h、压力0.8～1MPa、pH6.8，收集滤出液，得到菊粉溶液，所述的磺化聚砜复合纳滤膜为NTR-7410，经冷冻干燥得到高纯度菊粉。
实施例2：果胶酶的添加量对菊粉提取效率的影响。
操作方法同实施例1，所不同的是调节果胶酶的添加量为300U/L、500U/L、700U/L、900U/L、1000U/L
表1胶酶的添加量对菊粉提取效率的影响
果胶酶添加量 300U/L 500U/L 700U/L 900U/L 1000U/L
菊粉产率 68％ 75％ 78％ 85％ 88％
实施例3：果胶酶作用时间对菊粉产率的影响。
操作方法同实施例1，使用果胶酶的添加量为900U/L，调整果胶酶的处理时间为1h、2h、3h、4h、5h。
表2果胶酶作用时间对菊粉产率的影响
时间 1h 2h 3h 4h 5h
菊粉产率 55％ 65％ 85％ 84％ 83％
实施例4：壳聚糖和硅藻土的混合物对菊粉溶液脱色脱苦效率的影响。
操作方法同实施例1，将该菊粉粗提液分别用壳聚糖与硅藻土的质量比为1:1、壳聚糖与硅藻土的质量比为2:1、壳聚糖与硅藻土的质量比为3:1、壳聚糖与硅藻土的质量比为4:1、壳聚糖与硅藻土的质量比为5:1进行脱色脱苦处理。
然后通过检测560nm处的低聚果糖混合液的吸光率来确定脱色效果。脱色率的计算方法式(1)所示：
结果见表3和表4。
表3壳聚糖与硅藻土对菊粉溶液脱色效率的影响
透光率％ 脱色率％
壳聚糖 63 60
壳聚糖：硅藻土＝1:1 71 78
壳聚糖：硅藻土＝2:1 90 84
壳聚糖：硅藻土＝3:1 96 87
壳聚糖：硅藻土＝4:1 85 76
壳聚糖：硅藻土＝5:1 84 75
表4壳聚糖与硅藻土对菊粉溶液脱苦效率的影响
实施例5：经纳滤膜处理后提取液中菊粉的含量。
用NTR-7410纳滤膜对低聚果糖溶液进行纳滤处理，纳滤后溶液中各种糖分的含量如表7所示。纳滤时采用的条件为：
表7NTR-7410纳滤膜处理后的结果
单糖(％) 菊粉(％)
纳滤前 5 95
纳滤后 0 99
从表7中可以看出，NTR-7410纳滤膜对低聚果糖混合溶液具有较好的纳滤效果，得到的低聚果糖含量为99％以上。

Claims (9)

1.一种高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)研磨：将菊苣洗净、去皮、研磨压碎；
(2)浸提：将压碎的菊苣加入菊粉提取液中，在35～40摄氏度下搅拌2～3h，然后将提取液加热至100℃，搅拌5～8h；
(3)除杂：过滤菊粉提取液，得到菊粉粗提液；
(5)对菊粉粗提液进行脱色、脱苦、脱盐处理，得到菊粉提取液A；
(6)用纳滤膜处理步骤(5)得到的菊粉提取液A，收集滤出液，得到菊粉溶液，经冷冻干燥得到高纯度菊粉。
2.根据权利要求1所述的高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的菊粉提取液为含有果胶酶的Tris-HCl缓冲液，所述Tris-HCl缓冲液的浓度为1mol/L，pH为6.8。
3.根据权利要求1所述的高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，果胶酶的添加量是300～1000U/L。
4.根据权利要求1所述的高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，步骤(5)中，所述对菊粉粗提液进行脱色、脱苦处理，是将菊粉粗提液依次通过壳聚糖和硅藻土混合物和阳离子大孔树脂。
5.根据权利要求4所述的高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，所述壳聚糖和硅藻土的混合物，其中壳聚糖和硅藻土的质量比为2～3:1。
6.根据权利要求4所述的高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，所述阳离子大孔树脂为XDA-5或D941。
7.根据权利要求1所述的高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的纳滤膜为孔径为0.2～0.6纳米的磺化聚砜复合纳滤膜。
8.根据权利要求7所述的高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，利用孔径为0.2～0.6纳米的磺化聚砜复合纳滤膜处理菊粉提取液，其处理条件为通量200～400L/m3·h、压力0.8～1MPa、pH6.8。
9.根据权利要求7所述的高纯度菊粉的生产方法，其特征在于，所述的磺化聚砜复合纳滤膜为NTR-7410。
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