[发明专利]一种复合酶耦合连续纳滤膜分离甜菜多糖和甜菜碱的方法

说明书

本发明公开了一种复合酶耦合连续纳滤膜分离甜菜多糖和甜菜碱的方法，涉及有效成分分离技术领域，包括以下步骤：S1：将复合酶加入甜菜浸出液中，酶解，得酶解浸出液，所述复合酶为果胶酶、淀粉酶和木聚糖酶的混合物；S2：酶解浸出液经超滤膜澄清和活性炭脱色后，经一级纳滤，得截留液1和透过液1；透过液1经二级纳滤，得截留液2和透过液2；所述截留液1为甜菜多糖浓缩液，所述透过液2为甜菜碱浓缩液。本发明中复合酶耦合连续纳滤膜工艺不仅可以从甜菜渗出汁中连续分离甜菜多糖和甜菜碱，回收率高，而且降低膜压，增加膜使用寿命，降低能耗，适用持久的制糖工艺需求。

技术领域

本发明涉及有效成分分离技术领域，更具体的说是涉及一种复合酶耦合连续纳滤膜分离甜菜多糖和甜菜碱的方法。

背景技术

甜菜是主要糖料作物之一，甜菜制糖约占全球制糖产量的25％，其生产规模和产生的经济效益庞大。为提高糖品纯度，国内制糖厂在制糖过程中多数采用双碳酸法饱充清净工艺澄清甜菜渗出汁，但该工艺能耗高，制糖效率低，且有一些非糖成分仍保留在浓缩糖液中未得到有效去除，影响最终糖品结晶率和品质。还有更多的非糖成分成为废蜜后经排放流入地下水，浪费了资源并导致一定程度的水质污染。

非糖活性成分包括色素物质，有机大分子物质(多糖和果胶)和小分子物质(甜菜碱和还原糖)。甜菜多糖是一种分子量范围在0.74～300kDa的活性多糖，具有抗氧化，抑菌和调节免疫功能等重要生理活性。甜菜碱是一种季胺型生物碱，分子量为117.15，具有抗氧化、改善心血管疾病、改善肠道功能、抗肿瘤等活性，广泛应用在临床治疗、食品和化妆品等领域。

因此，提供一种综合开发甜菜多糖和甜菜碱的甜菜制糖工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合酶耦合连续纳滤膜分离甜菜多糖和甜菜碱的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合酶耦合连续纳滤膜分离甜菜多糖和甜菜碱的方法，包括以下步骤：

S1：将复合酶加入甜菜浸出液中，酶解，得酶解浸出液，所述复合酶为果胶酶、淀粉酶和木聚糖酶的混合物；

S2：酶解浸出液经超滤膜澄清和活性炭脱色后，经一级纳滤，得截留液1和透过液1；

透过液1经二级纳滤，得截留液2和透过液2；

所述截留液1为甜菜多糖浓缩液，所述透过液2为甜菜碱浓缩液。所述截留液2为蔗糖浓缩液。

有益效果：本发明采用低温复合酶酶解耦合多级纳滤膜过滤，通过降低料液悬浮物含量和不利于膜分离的非水溶性果胶含量，提高甜菜多糖和甜菜碱的收率，提高原料转化率。

作为本发明优选的技术方案，所述复合酶为低温复合酶，复合酶的添加量以重量体积比计为甜菜浸出液的3‰，

且复合酶中果胶酶、淀粉酶和木聚糖酶的重量比为7:2:1。

更优选的，所述果胶酶酶活力500U/mg，所述淀粉酶酶活力50U/mg，所述木聚糖酶酶活力6000U/mg。

作为本发明优选的技术方案，S1所述酶解的温度为45℃，时间为30min～2h，且酶解初始调节pH值至5。

更优选的，酶解时间为2h。

更有选的，用柠檬酸调节所述pH值。

作为本发明优选的技术方案，S2所述一级纳滤的膜截留分子量为200～800Da，二级纳滤的膜截留分子量为150～200Da。

一级纳滤膜将大部分甜菜粗多糖，而使甜菜碱、双糖(含蔗糖)和单糖(含葡萄糖)透过；透过的成分再经二级纳滤膜进行分离，将蔗糖截留而使甜菜碱和单糖透过。经过两级纳滤实现甜菜多糖、蔗糖和甜菜碱的有效分离。