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菊粉的制备方法

发布日期:2020/5/15 14:21:45

背景及概述[1-2]

菊粉,又名菊糖,是由D-果糖经β-(2,1)糖苷键连接而成的链状多糖,末端常含有一个葡萄糖基,菊粉对人体健康大有裨益:有助于控制血糖水平,适宜于糖尿病人食用,不引起血糖波动,降低胆固醇的量,控制血脂,减小心血管疾病的危害,增殖肠道内的双歧杆菌,预防肠道感染,促进矿物质的吸收,防治便秘,在食品工业中,菊粉成功应用在乳制品、面包、糖果、饮料和调味料等领域,例如菊粉吸湿性强,在食品加工中利用这一点延缓水分蒸发,防止产品变味,延长食品货架期和保质期,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。

制备[2-3]

报道一、

一种以菊芋为原料的菊粉制备方法,包括以下步骤:

(1)、菊芋的清洗:

将新鲜的菊芋放置在超声波清洗机内部,开启超声波清洗机30分钟,对菊芋表皮污渍进行清洗去皮,清洗完成后捞出,超声波清洗设备内壁设置有鱼鳞纹,超声波清洗机内部水温在40℃,在超声波清洗机带动水流动的过程中,菊芋因高温膨胀的表皮与鱼鳞纹接触进行去皮,备用。

(2)、菊芋的粉碎:

将清洗去皮后的菊粉放置在粉碎机内部进行粉碎,粉碎机为三级粉碎机,并将粉碎后的块状菊芋放置在捣碎机内部进行捣碎,粉碎时使用锤片式捣碎机,初次粉碎后菊芋的粒径为15mm,捣碎后的粒径为5mm,备用。

(3)、菊芋的匀浆:

将捣碎后的菊芋放置在搅拌机内部混水快速搅拌匀浆,然后进行超声波处理,得到菊芋浆,水的用量为菊芋质量的1.5-3倍,超声波处理的功率为50~100W,频率40KHZ,处理时间为12分钟,备用。

(4)、提取液的提取:

对菊芋浆进行加热加压,放置5分钟对菊芋浆进行沉淀,沉淀完成后制备出粗提取液,备用。

(5)提取液的浓缩:

减压浓缩上述步骤中的粗提取液,得到浓缩的菊粉粗提取液,备用。

(6)粗提取液的膜滤:

将浓缩后的提取液导入膜滤机的内部,通过滤膜对粗提取液中的蛋白质和纤维素进行过滤,滤膜孔径为4mm并对过滤后的提取液进行加热35℃,并对其进行搅拌,搅拌转速为80r/min的条件下絮凝,絮凝完成后离心除去未祛除的沉淀得到菊粉溶液,备用。

(7)、菊粉溶液的脱色:

用活性炭除去步骤(6)中得到的菊粉溶液中的色素,然后使用离心机离心除去活性炭,得到脱色的菊粉溶液,备用。

(8)、脱离子:

分别使用阴离子交换树脂和阳离子交换树脂除去步骤(7)中的菊粉溶液中的离子,得到脱离子的菊粉溶液,备用。

(9)、二级膜滤:

将脱离子后的菊粉溶液进行搅拌,并通过滤膜进行二次过滤得到精细菊粉溶液,滤膜孔径为4mm备用。

(10)、菊粉溶液的醇降:

将(9)中经过搅拌后的精细菊粉溶液,导入沉淀箱内部,进行菊粉溶液的醇降,收集得到不同聚合度范围的菊粉沉淀,备用。

(11)、菊粉的干燥:

将醇降后的菊粉溶液,分别导入不同的烘干设备内部,烘干温度在120-180℃,对精细菊粉溶液进行干燥处理,备用。

(12)、菊粉的包装:

将制备后的菊粉经灌装在包装袋内部进行打包。

报道二、

一种耐高温酶法合成菊粉的方法,其利用出芽胞杆菌为发酵菌种生产耐高温菊粉合成酶,然后再利用耐高温菊粉合成酶根据需要生产不同DP值菊粉,该方法的步骤为:

⑴、培养出芽胞杆菌生产耐高温菊粉合成酶:发酵原料经高温灭菌后打入种子罐及发酵罐中,出芽胞杆菌TKB28菌株经过摇瓶、种子罐的二级接种后,按5%接种量接入发酵罐中,通入无菌空气搅拌条件下,37℃恒温发酵16小时左右,然后通过离心将菌体和发酵液分离,通过分子量20000的超滤膜浓缩菊粉合成酶溶液,测定所得菊粉合成酶浓缩液的酶活;发酵原料包括:蔗糖200g;蛋白胨50g;无机盐2g。蔗糖为碳源,蛋白胨为有机氮源,辅以少量无机盐类形成发酵原料。

⑵、合成菊糖反应:在底物浓度为20%的蔗糖溶液、温度为70℃条件下,按1‑1.5U/mL的加入量加入高温菊粉合成酶,初期pH值5.5,保温8小时后当蔗糖浓度小于5%时,调节pH为7.0,同时通过流加蔗糖使蔗糖浓度维持在5‑10%,12小时后停止流加;当反应进行4小时后溶液中主要为DP值9-12的菊糖和葡萄糖及少量蔗糖,当12小时后反应结束,溶液中主要为DP值21-25的菊糖和葡萄糖;

⑶、除杂与制粉:反应结束后的溶液通过微滤、离子交换树脂除去料液中的少量不溶物、灰分、和色素,然后通过纳滤膜去除葡萄糖及少量蔗糖,使菊粉的纯度在95%以上,最后通过喷雾干燥制得高纯度菊粉。

⑷、步骤⑵合成菊糖反应进行4小时后结束反应,将所得反应溶液进行步骤⑶除杂与制粉,得到DP值9-12、纯度在95%以上的菊粉。

⑸、步骤⑵合成菊糖反应进行12小时后结束反应,将所得反应溶液进行步骤⑶除杂与制粉,得到DP值21-25、纯度在95%以上的菊粉。

参考文献

[1]简明精细化工大辞典

[2][中国发明]CN201910187644.9一种以菊芋为原料的菊粉制备方法

[3][中国发明]CN201210594592.5一种耐高温酶法合成菊粉的方法

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