[发明专利]一种紫薯淀粉加工废水中提取花青素和β-淀粉酶的技术

说明书

本发明公开了一种紫薯淀粉加工废水中提取花青素和β‑淀粉酶的技术，属于生物环保技术领域。包括如下步骤：在废水中加入酸性硅藻土，使花青素和β‑淀粉酶沉淀，并在过滤得到的滤渣中加溶剂溶解，得花青素和淀粉酶的溶解液；将滤液经超滤浓缩得到高浓度花青素溶液，并与溶解液合并，随后将合并液经大孔吸附树脂吸附，将流出的淀粉酶溶液采用超滤方法浓缩纯化得到β‑淀粉酶，并将大孔树脂用乙醇溶液洗脱得到洗脱液；最终将洗脱液浓缩、干燥得到花青素产品。本发明公开的处理技术满足紫薯加工周期短、日处理量大的需求，为废水中花青素、淀粉酶回收及蛋白和多糖的资源化利用提供一种快速、高效、成本经济的方法，适合产业化应用。

技术领域

本发明属于生物环保技术领域，涉及一种紫薯淀粉加工废水中提取花青素和β-淀粉酶的技术。

背景技术

紫甘薯是我国近年引进的甘薯新品种，不仅含有普通甘薯的营养成分，而且富含花青素，是具食用、药用及保健作用于一身的奇特甘薯。新鲜紫薯不耐储藏，收获后除了少部分直接食用外，绝大部分加工成全粉、淀粉、粉丝等便于保存、流通和应用的产品。由于紫薯加工季节性强、周期短及分散性大等特点，使得紫薯资源难以规模化加工利用；且加工过程中耗水量和排污量大，不仅给治理造成诸多困难，而且限制了薯类产业规模集聚效益的发展。

由于花青素水溶性较好，在紫薯加工生产过程中，大部分花青素被水洗出并与加工废水一起排放，造成严重的优质资源浪费和环境污染。且β-淀粉酶是紫甘薯块根中仅次于甘薯贮藏蛋白的一种蛋白质成分，约占块根可溶蛋白的5％。目前我国对紫薯的利用主要是提取色素和淀粉，大量的β-淀粉酶未得到充分利用；同时排放的废水中含有大量的β-淀粉酶等蛋白质类物质，造成了水质污染。因此，如何简单有效地分离回收紫薯加工废水中具有高附加值的花青素和β-淀粉酶，并且减少工业化生产中的环境污染，是紫薯加工过程中亟待解决的问题。

此外，花青素对光敏感，长时间存放会导致色素分解；较长时间的处理更易使淀粉酶失活，要从淀粉加工废水中高效回收花青素和淀粉酶，应尽量缩短废水处理时间。且废水中存在的大量淀粉，使很多处理方法(如过滤、超滤、萃取、树脂吸附等)难以顺利进行。虽然大孔树脂吸附是近年来最常用的花青素分离提纯方法之一，但是耗时长，不适合紫薯废水中花青素的提取。由于紫薯加工废水中含有大量有机物，直接处理很容易堵塞树脂，因此，亟需研究开发低成本有效的废水前处理技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种紫薯淀粉加工废水中快速提取花青素和β-淀粉酶的技术，该处理技术满足紫薯加工周期短、日处理量大的需求，为废水中花青素、淀粉酶回收及蛋白和多糖的资源化利用提供一种快速、高效、成本经济的方法，适合产业化应用。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种紫薯淀粉加工废水中提取花青素和β-淀粉酶的技术，所述技术具体包括如下处理步骤：

(1)在紫薯淀粉加工废水中加入沉淀剂，使花青素及淀粉酶快速沉淀，并过滤得到滤渣和滤液；

上述采用添加沉淀剂对废水进行快速、大量、高效的处理，以实现花青素、淀粉酶与废水的快速分离，其可在短时间内处理大量废水；

(2)在所述滤渣中加溶剂溶解，得花青素和淀粉酶的溶解液；

(3)将所述滤液经超滤浓缩得到高浓度花青素溶液，并与所述溶解液合并，得到合并液；

(4)将所述合并液经大孔吸附树脂吸附，其中花青素被树脂吸附，淀粉酶不吸附而流出树脂柱，得到淀粉酶溶液；

(5)将所述淀粉酶溶液经超滤浓缩、纯化得到β-淀粉酶，并将所述大孔吸附树脂用乙醇溶液洗脱得到洗脱液；

(6)将所述洗脱液浓缩、干燥，最终得到花青素产品。