[发明专利]一种利用菊粉制备果聚糖及葡萄糖酸的方法

摘要

一种利用菊粉制备果聚糖及葡萄糖酸的方法，属于分离纯化技术领域。本发明以市售菊粉为原料，经过制备蔗糖酶水解溶液，制备葡萄糖氧化酶处理液，制备超滤分离液，制备葡萄糖酸分离液，制备葡萄糖酸浓缩液，制备果聚糖分离液，制备低聚果糖粉末和多聚果糖粉末的步骤，制备出两种果聚糖粉末和质量百分浓度为10～15％的葡萄糖酸溶液。本发明技术通过酶解、分离、浓缩等操作，生产出高附加值产品，产品纯度高，产品用途明确，质量符合市场要求；所用生产设备均为工业化设备，例如纳滤、超滤、反渗透及电渗析等分离装置，分离条件温和，分离效率高；采用的原料和溶剂能实现全部利用，无“三废”排放，是典型的绿色公艺，便于推广应用。

主权项

1.一种利用菊粉制备果聚糖及葡萄糖酸的方法，其特征在于具体的工艺步骤如下：(1)制备蔗糖酶水解溶液先向不锈钢酶水解反应釜内泵入纯净水，再按照菊粉质量与纯净水体积比(kg/L)为1∶10～20的比例，在搅拌下将菊粉溶解于纯净水中，接着开启该水解反应釜的升温装置，将溶解菊粉的水溶液升温至40～45℃并保温10～15min，按照蔗糖酶与菊粉质量之比(kg/kg)为1∶150～300的比例加入蔗糖酶，然后在温度为40～45℃、搅拌速度为60～100r/min的条件下处理10～16h，就制备出蔗糖酶水解溶液，用于下步制备葡萄糖氧化酶处理液；(2)制备葡萄糖氧化酶处理液第(1)步完成后，将第(1)步制备的蔗糖酶水解溶液升温至50～60℃并保温10～15min，按照葡萄糖氧化酶与菊粉质量之比(kg/kg)为1∶100～200的比例加入葡萄糖氧化酶，然后在温度为50～60℃、搅拌速度为60～100r/min的条件下处理1～2h，就制备出葡萄糖氧化酶处理液，用于下步制备超滤分离液；(3)制备超滤分离液第(2)步完成后，将第(2)步制备的葡萄糖氧化酶处理液泵入截留分子量为10000～30000Da的超滤器中，在表压为0.2～0.5MPa下进行第一次超滤，直至第一次超滤截留液与第一次超滤滤过液体积之比(L/L)为1∶5～8时止，分别收集第一次超滤滤过液和第一次超滤截留液，对收集的第一次超滤截留液，加入该截留液体积4～6倍的纯净水，再次进行第二次超滤，第二次超滤的表压及停止第二次超滤时第二次超滤截留液与第二次超滤滤过液体积之比均与第一次超滤相同，第二次超滤完成后，分别收集第二次超滤滤过液和第二次超滤截留液，对收集的第二次超滤滤过液，与收集的第一次超滤滤过液合并，即制备出超滤分离液，用于下步制备葡萄糖酸分离液；对收集的第二次超滤截留液，与玉米粉混合后干燥，作为饲料增味剂；(4)制备葡萄糖酸分离液第(3)步完成后，将第(3)步制备的超滤分离液泵入阴极膜电渗析器中，在电压为150～200V，电流为1～3A，进水压力为0.5～2kg/cm²的条件下进行电渗析处理并收集电渗析器中从浓水口和淡水口流出的液体，对收集的从淡水口流出的液体，含低聚果糖和多聚果糖，即为果聚糖溶液，用于制备果聚糖分离液；对收集的从浓水口流出的液体，含葡萄糖酸，即制备出葡萄糖酸分离液，用于下步制备葡萄糖酸浓缩液；(5)制备葡萄糖酸浓缩液第(4)步完成后，将第(4)步制备的葡萄糖酸分离液泵入反渗透器中，在表压为0.7～0.9MPa的条件下进行反渗透浓缩，直至反渗透截留液中葡萄糖酸质量百分浓度达到10～15％时止，分别收集反渗透滤过液和截留液，对收集的反渗透滤过液，泵入废水池进行生化处理，达标后排放；对收集的反渗透截留液，即为葡萄糖酸质量百分浓度达到10～15％的葡萄糖酸浓缩液，用于制备蛋白质凝固剂、食品防腐剂和水泥减水剂等；(6)制备果聚糖分离液第(4)步完成后，将第(4)步制备的果聚糖溶液，泵入截留分子量为800～1500Da的纳滤/超滤器中，在表压为0.2～0.5MPa下进行第一次纳滤/超滤，直至第一次纳滤/超滤截留液与第一次纳滤/超滤滤过液体积之比为1∶5～8(L/L)时止，分别收集第一次纳滤/超滤滤过液和第一次纳滤/超滤截留液，对收集的第一次纳滤/超滤截留液，加入该截留液体积4～6倍的纯净水，再次进行第二次纳滤/超滤，第二次纳滤/超滤的表压，及停止第二次纳滤/超滤时第二次纳滤/超滤截留液与第二次纳滤/超滤滤过液体积之比均与第一次纳滤/超滤相同，第二次纳滤/超滤完成后，分别收集第二次纳滤/超滤滤过液和第二次纳滤/超滤截留液，对收集的第二次纳滤/超滤滤过液，与收集的第一次纳滤/超滤滤过液合并，该合并液含低聚果糖，用于下步制备低聚果糖粉末；对收集的第二次纳滤/超滤截留液，含多聚果糖，用于下步制备多聚果糖粉末，对收集的该合并液和收集的第二次纳滤/超滤截留液，合称为果聚糖分离液，即制备出果聚糖分离液；(7)制备低聚果糖粉末和多聚果糖粉末第(6)步完成后，将第(6)步制备的含低聚果糖的纳滤/超滤滤过液的合并液泵入截留分子量为200～600Da的纳滤器中，在表压为0.7～0.9MPa的条件下进行纳滤浓缩，直至纳滤截留液中低聚果糖质量百分浓度达到15～20％时止，分别收集纳滤滤过液和纳滤截留液，对收集的纳滤滤过液，泵入废水池处理，达标后排放；对收集的纳滤截留液，泵入喷雾干燥机，在进风温度为150～180℃、出风温度为90～100℃、喷雾离心机转速为5000～8000r/min的条件下进行喷雾干燥，就制备出白色的低聚果糖粉末，对(6)步收集的含多聚果糖的第二次纳滤/超滤截留液，泵入截留分子量为1000～2500Da的超滤器中，在表压为0.7～0.9MPa的条件下进行超滤浓缩，直至超滤截留液中多聚果糖质量百分浓度达到15～20％时止，分别收集超滤滤过液和超滤截留液，对收集的超滤滤过液，泵入废水池处理，达标后排放；对收集的超滤截留液，泵入喷雾干燥机，在进风温度为150～180℃、出风温度为90～100℃、喷雾离心机转速为5000～8000r/min的条件下进行喷雾干燥，就制备出白色的多聚果糖粉末。