[发明专利]一种从甘蔗中提取高附加值功能性产物的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及制糖工业中使用膜分离技术和离子交换分离技术结合，尤其是一种从甘蔗中提取高附加值功能性产物的工艺。

背景技术

由于甘蔗的压榨是连皮压榨，且在制糖过程中会发生美拉德反应、酶促反应、微生物反应等，因此在清汁中存在大量非糖色素，这些色素对后续制糖工艺有很多的影响，因此在制糖过程中要对其进行脱色处理。

甘蔗中含有大量的高效抗氧化性物质，在以往的制糖过程中没有对其进行加工利用造成了资源浪费；并且以往的制糖工艺中，人们只提取了甘蔗中的糖，而将甘蔗中其他的功能性成分当成废物排放，还对环境造成很大的影响。

发明内容

本发明提供一种从甘蔗中提取高附加值功能性产物的工艺，其目的是提高制糖产业的综合利用率，具有生产工艺简单、自动化程度高、投入成本低、经济效益高、产品功能性良好、保护环境等优点。

本发明采用下述技术方案予以实现：

    一种从甘蔗中提取高附加值功能性产物的工艺，其特征在于，用离子交换树脂对经预处理的清汁进行处理，吸附其中的功能性产物，之后对饱和树脂进行洗脱，从中提取出具有高附加值的功能性产物，具体步骤如下：

（a）使用离子交换树脂处理清汁，得到饱和离子交换树脂和处理后的清汁；

（b）使用盐碱液对饱和离子交换树脂进行洗脱；

（c）把得到的洗脱液过膜进行除杂并浓缩；

（d）将浓缩液进行干燥处理。

作为本发明的优选技术方案：

使用离子交换树脂处理前的清汁预处理为使用超滤去除清汁中的大分子杂质，留下蔗糖和色素等小分子，再经纳滤去除水分和部分盐类达到浓缩；膜处理所用超滤膜为：孔径0.02~1.5微米，膜材质为无机材质，操作压力0.2~2兆帕，操作温度20~95℃；所用纳滤膜为：孔径1~3纳米，膜材质为无机材质，操作压力0.2~4兆帕，操作温度20~95℃；将清汁浓度从初始浓度14%~18%浓缩到25%~65%，从而增加后续柱分离的处理量并减轻柱负担。

进一步，步骤（a）所用离子交换树脂为阴离子交换树脂，所述清汁的锤度控制在14~65°Bx，温度控制在40~80℃，处理量控制在60~300BV，流速为10~30BV/h，以软化水反洗树脂床至出水无色，得饱和离子交换树脂和处理后的清汁。

    步骤（b）使用质量浓度为1%~5%的NaOH溶液和质量浓度为6%~17%NaCl溶液按1:1比例混合的再生液对饱和离子交换树脂进行洗脱；洗脱的温度控制在40~80℃，用量为30~50BV，流速1~10BV/h，以软化水洗树脂床至出水无色，得洗脱液。

步骤（a）所述阴离子交换树脂为阴离子交换树脂A1213。

    步骤（c）所述的洗脱液过膜并浓缩，浓缩倍数为5~10倍。

步骤（d）所述浓缩液的干燥采用喷雾干燥，喷雾干燥参数为：进风温度200℃，喷头转速25000r/min，干燥时间6~10h，产品干燥到水分含量低于3%。

步骤（d）所述浓缩液的干燥采用真空冷冻干燥，真空冷冻干燥参数为：真空度3Pa，冷阱温度-70℃，干燥时间6~10h，产品干燥到水分含量低于3%。

所得功能性产物为色素类物质，有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素和花青素等，还有部分黄酮类物质。

 本发明的工艺路线主要为：清汁→树脂处理→树脂中产物提取→产品加工；主要包括以下步骤：（1）把经过预处理的清汁用离子交换树脂进行处理，（2）对饱和的树脂进行洗脱，得到洗脱液，（3）将洗脱液经行膜过滤及浓缩，（4）将浓缩液进行干燥处理；达到了对甘蔗资源的综合利用。

使用本发明的工艺技术，树脂处理前的清汁先经过膜处理，除去清汁中的大分子，留下蔗糖和色素等小分子，并将清汁浓度从初始浓度浓缩到相应浓度，从而增加后续柱分离的处理量减少柱负担，并提高产品品质。

采用膜分离技术和离子交换技术对清汁进行脱色，既可达到提高清汁品质的目的又可从脱色废液中提取高活性抗氧化剂以提高经济效益、生产出高附加值的功能性产物，并可减少企业排污负担，不但降低了糖厂的排污压力和治污成本，又回收了有价值的资源、减少了环境污染，可谓一举三得。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1）本发明使用离子交换树脂对清汁进行处理，提取出了清汁中的功能性产物，且提高了终产品白砂糖的品质，并降低了制糖清净过程的成本，减少了企业的排污负担，提高了资源综合利用率和经济效益。