专利名称：从西瓜中提取天然西瓜糖浆的方法
技术领域：
本发明涉及一种食品添加剂的天然产物提取技术，特别是一种不经过任何化
学反应以西瓜为原料，提取高浓度(Brix%60—70)、高纯度天然西瓜糖浆产品 的工业方法。
背景技术：
西瓜含糖量高，含糖量在8%以上，其中以果糖、葡萄为主，还有蔗糖。目 前市场上尚无西瓜糖衆的产品。西瓜糖浆的制备不同于浓縮果汁，浓縮果汁只 是将果汁中的水分浓缩掉。制备西瓜糖浆，首先要将西瓜中其它成分(包括蛋 白质、氨基酸、色素、粗纤维等)除掉，然后再浓縮脱水制成糖浆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从西瓜中提取天然糖浆的方法，所得到的天然糖 浆浓度高、纯度高，口感纯正新鲜。具有良好的安全性，可直接用于调制饮料、 甜食品的添加剂。
本发明提供的技术方案是 一种从西瓜中提取天然糖浆的方法，该方法包 括以下步骤
(1) 将西瓜破碎后进行榨汁，得到西瓜汁液，过滤后得到西瓜汁滤液；
(2) 将所得西瓜汁滤液先用微滤膜再用超滤膜进行两级分离，先后除去固 形不溶物和大分子类杂质，得到超滤清液。其中微滤膜的孔径为0. l —0微米;
超滤膜的孔径为10000—4000分子量；
(3) 将所得西瓜汁超滤清液先用截留分子量为50—80反渗透膜浓縮脱水， 然后用截留分子量为1000 — 500纳滤膜错流过滤；
(4) 将所得纳滤膜透过液用酸调节PH值5.0—3.0，然后通入大孔型强酸 性阳离子交换树脂柱，交换吸附氨基酸，收集树脂柱透过液；(5)交换吸附完毕后，用1倍树脂体积的水洗漆树脂柱，收集树脂柱透过 水洗液；
(6 )将收集到的阳离子树脂柱透过液和水洗透过液依次通入大孔型弱碱性 阴离子交换树脂柱；并收集Brix%3以上的透过液，此透过液为西瓜糖液，糖 度BrixX5以上；
(7) 用50 — 100分子量反渗透膜将西瓜糖液浓縮，使糖度由Brix%5以上 提高到Brix^20以上；
(8) 将第(7)步所得到的Brix%20以上的西瓜糖液，用真空浓縮器浓縮 到糖度为Brix%60 — 70，得到高浓度的西瓜糖浆产品。
在上述第(2)步中，所述微滤膜滤的孔径为0. 2微米管式膜，超滤膜的孔 径为5000分子量的巻式膜。
在上述第(3)步中，所述反渗透膜的截留分子量为80，纳滤膜截留的分子 量为600。
在上述第(4)步中，将所得纳滤透过液用酸调节PH值至3.5，然后通入强 酸性阳离子交换树脂柱交换吸附，所述酸为盐酸、冰乙酸、柠檬酸、苹果酸中 的任种。
在上述第(4)步中，所述强酸性阳离子交换树脂为苯乙烯系大孔型或凝胶 型树脂。
在上述第(4)步中，上柱流速为l一2BV/h，树脂预处理成氢型，PH值为5， 柱床的长径比为4一2: 1。
在上述第(6)步中，上柱流速为l一2BV/h，树脂处理成0H型，PH值为9， 主床的长径比为4一2: 1。
在上述第(7)步中，反渗透膜的截留分子量为60。
在上述第(8)步中，减压浓縮的温度为50—6(TC。
本发明的原料为西瓜瓤或/和西瓜皮。
本发明的具有如下优点本发明所使用的方法，以西瓜这种日常食用的水果为提取原料，通过压 榨、膜澄清、膜分离和离子交换树脂分离等清洁的生产方式，在原料和生产 工艺的安全性上都有明显的优势，工艺更简单合理；分离过程中采用了微滤、 超滤、反渗透、纳滤联用的技术，显著降低了工艺的能耗与时间，并有效的 提高了终端产品的产品质量，所得西瓜糖浆纯度高、浓度高、口感好，产品 性状好。整个分离过程中不加入任何有机溶剂，所得产品天然安全。本发明 产品西瓜糖浆可用来调制饮料和甜食品添加剂。
图1为本发明方法的工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图通过具体实施方式
的详细描述来进一步阐明本发明，但并不 是对本发明的限制，仅仅作示例说明。
实施例一-
1. 切分将20吨西瓜用水清洗干净后，再用西瓜切碎机切碎。
2. 皮瓤分离用胶棒软分离机和两道分离机组进行一次和二次分离，使西 瓜皮和西瓜瓤彻底分开。
3. 榨汁大约有6吨西瓜皮用带式压榨机或板框压滤机压榨，收集瓜皮汁
液。瓜皮渣纤维干燥粉碎后可用于西瓜纤维口服制剂生产。
4. 分离大约14吨西瓜瓤通过籽汁分离机(用新疆机械研究所研制的西瓜 籽和西瓜瓤纤维与西瓜瓤汁液分离籽汁分离机效果较好)，使西瓜瓤纤维、西瓜 子与西瓜瓤汁液分开。
5. 澄清将西瓜皮汁液与西瓜瓤汁液合并，依次过0.2微米的微滤膜(K0CH 公司生产的4. 3〃 SuperCorHFM180管式膜元件)和5000分子量超滤膜(8338巻 式膜元件)澄清，进料的流量为100升/分，过滤压力为1.5MPa，先后除去固形 不溶物和大分子类杂质，得到超滤清液。
6. 纳滤西瓜汁超滤清液先用截留分子量为60的反渗透膜脱水，再用截留 分子量为600的纳滤膜浓缩，流量为45升/分，压力1. 5MPa，得到纳滤透过液。7. pH值调节将西瓜汁纳滤透过液用盐酸调节PH值至3. 5。
8. 上阳柱先将061大孔型强酸性阳离子交换树脂预处理成氢型，PH为5， 柱床的长径比为4: 1。然后再将ra3. 5西瓜汁液以2BV/h流速上柱，使之全部 通过2000升阳离子交换树脂后，用2000升水洗树脂柱。收集上柱透过液和水 洗透过液。
9. 上阴柱先将D则大孔型弱碱性阴离子交换树脂预处理成OH型，PH为9， 柱床的长径比为4: 1。然后把收集到的透过液以2BV/h流速上柱，使之全部通 过2000升阴离子交换树脂，用2000升水洗树脂柱。收集上柱透过液和水洗透 过液，此为西瓜糖液，Brix% 8。
10. 浓縮先将Brix% 8的糖液用截留分子量为60的反渗透膜浓縮到浓度 Brix%20。再用单效蒸发器于50—60。C继续浓縮到Brix% 65，得到无色澄清 的西瓜糖浆980公斤。
实施例二
1. 切分将20吨西瓜用水清洗干净后，再用西瓜切碎机切碎。
2. 皮瓤分离用胶棒软分离机和两道分离机组进行一次和二次分离，使西 瓜皮和西瓜瓤彻底分开。
3. 榨汁大约有6吨西瓜皮用带式压搾机或板框压滤机压榨，收集瓜皮汁
液。瓜皮渣纤维干燥粉碎后可用于西瓜纤维口服制剂生产。
4. 分离大约14吨西瓜瓤通过籽汁分离机(用新疆机械研究所研制的西瓜 籽和西瓜瓤纤维与西瓜瓤汁液分离籽汁分离机效果较好)，使西瓜瓤纤维、西瓜 子与西瓜瓤汁液分开。
5. 澄清将西瓜皮汁液和西瓜瓤汁液合并依次过0.2微米的微滤膜(KOCH 公司生产的4. 3〃 SuperCorHFM180管式膜元件)和5000分子量的超滤膜(8338 巻式膜元件)澄清，进料的流量为90升/分，过滤压力为1.5MPa，先后除去固 形不溶物和大分子类杂质，得到超滤清液。
6. 纳滤西瓜汁超滤清液先用截留分子量为60的反渗透膜脱水，再用截留 分子量为600的纳滤膜浓縮进料流量55升/分，压力1. 5MPa，得到纳滤浓縮液。7. pH值调节将西瓜汁纳滤透过液用柠檬酸调节PH值至3. 5。
8. 上阳柱先将Dw大孔型强酸性阳离子交换树脂预处理成氢型，PH为5， 柱床的长径比为4: 1。然后再将PH3. 5西瓜汁液，以2BV/h流速上柱，使之全 部通过2000升阳离子交换树脂后，用2000升水洗树脂柱。收集上柱透过液和 水洗透过液。
9. 上阴柱先将D^大孔型弱碱性阴离子交换树脂预处理成OH型，PH为9， 柱床的长径比为4: 1。然后把收集到的透过液以2BV/h流速上柱，使之全部通 过2000升阴离子交换树脂，用2000升水洗树脂柱。收集上柱透过液和水洗透 过液，此为西瓜糖液，Brix% 7。
10. 浓縮先将Brix% 7的糖液用60分子量的反渗透膜浓縮到Brix%21。 再用单效蒸发器于50—6(TC继续浓縮到Brix% 62，得到无色澄清的西瓜糖浆 1060千克。
实施例三
1. 切分将20吨西瓜用水清洗干净后，再用西瓜切碎机切碎。
2. 皮瓤分离用胶棒软分离机和两道分离机组进行一次和二次分离，使西 瓜皮和西瓜瓤彻底分开。
3. 榨汁大约有6吨西瓜皮用带式压榨机或板框压滤机压榨，收集瓜皮汁
液。瓜皮渣纤维干燥粉碎后可用于西瓜纤维口服制剂生产。
4. 分离大约14吨西瓜瓤通过籽汁分离机(用新疆机械研究所研制的西瓜 籽和西瓜瓤纤维与西瓜瓤汁液分离籽汁分离机效果较好)，使西瓜瓤纤维、西瓜 子与西瓜瓤汁液分开。
5. 澄清将西瓜皮汁液和西瓜瓤汁液合并依次过0.2微米的微滤膜(KOCH 公司生产的4， 3〃 SuperCorHFM180管式膜元件)和5000分子量的超滤膜(8338 巻式膜元件)澄清，进料的流量为120升，过滤压力为1.5MPa，先后除去固形 不溶物和大分子类杂质，得到超滤清液。
6. 纳滤西瓜汁超滤清液先用截留分子量为60的反渗透膜脱水，再用截留 分子量为600的纳滤膜浓縮，进料流量70升/分，压力1.5MPa，得到纳滤浓縮液。
7. pH值调节将西瓜汁纳滤浓縮液用苹果酸调节ra值至3. 5。
8. 上阳柱先将061大孔型强酸性阳离子交换树脂预处理成氢型，PH为5， 柱床的长径比为4: 1。然后再将PH3. 5西瓜汁液，以lBV/h流速上柱，使之全 部通过2000升阳离子交换树脂后，用2000升水洗树脂柱。收集上柱透过液和 水洗透过液。
9. 上阴柱先将D则大孔型弱碱性阴离子交换树脂预处理成0H型，PH为9， 柱床的长径比为4: 1。然后把收集到的透过液以2BV/h流速上柱，使之全部通 过2000升阴离子交换树脂，用2000升水洗树脂柱。收集上柱透过液和水洗透 过液，此为西瓜糖液，Brix% 6。
10. 浓縮先将Brix% 6的糖液用60分子量的反渗透膜浓縮到Brix%23。 再用单效蒸发器于50—60'C继续浓縮到Brix% 64,得到无色澄清的西瓜糖浆 1010千克。
实施例四
1. 切分将20吨西瓜用水清洗干净后，再用西瓜切碎机切碎。
2. 皮瓤分离用胶棒软分离机和两道分离机组进行一次和二次分离，使西 瓜皮和西瓜瓤彻底分开。
3. 搾汁大约有6吨西瓜皮用带式压榨机或板框压滤机压搾，收集瓜皮汁
液。瓜皮渣纤维干燥粉碎后可用于西瓜纤维口服制剂生产。
4. 分离大约14吨西瓜瓤通过籽汁分离机(用新疆机械研究所研制的西瓜
籽和西瓜瓤纤维与西瓜瓤汁液分离籽汁分离机效果较好)，使西瓜瓤纤维、西瓜 子与西瓜瓤汁液分开。
5. 澄清将西瓜皮汁液与西瓜瓤汁液合并依次过0.2微米的微滤膜(KOCH 公司生产的4.3〃 SuperCorHFM180管式膜元件)和5000分子量的超滤膜(8338 巻式膜元件)澄清，进料的流量为110升/分，过滤压力1.5MPa，先后除去固形 不溶物和大分子类杂质，得到超滤清液。
6. 纳滤西瓜汁超滤清液先用截留分子量为60的反渗透膜脱水，再用截留分子量为600的纳滤膜浓縮流量60升/分，压力1. 5MPa,得到纳滤浓縮液。
7. pH值调节将西瓜汁纳滤透过液用冰乙酸调节TO值至3. 5。
8. 上阳柱先将D6i大孔型强酸性阳离子交换树脂预处理成氢型，PH为5， 柱床的长径比为4: 1。然后再将PH3. 5西瓜汁液，以1. 5BV/h流速上柱，使之 全部通过2000升阳离子交换树脂后，用2000升水洗树脂柱。收集上柱透过液 和水洗透过液。
9. 上阴柱先将D3w大孔型弱碱性阴离子交换树脂预处理成0H型，PH为9， 柱床的长径比为4: 1。然后把收集到的透过液以2BV/h流速上柱，使之全部通 过2000升阴离子交换树脂，用2000升水洗树脂柱。收集上柱透过液和水洗透 过液，此为西瓜糖液，Brix% 10。
10. 浓縮先将Brix% 6的糖液用60分子量的反渗透膜浓縮到Brix%25。 再用单效蒸发器于50 — 60"C继续浓縮到Brix% 69,得到无色澄清的西瓜糖浆 950千克。
权利要求
1、一种从西瓜中提取天然糖浆的方法，该方法包括以下步骤(1)将西瓜破碎后进行榨汁，得到西瓜汁液，过滤后得到西瓜汁滤液；(2)将所得西瓜汁滤液先用微滤膜再用超滤膜进行两极分离，先后除去固形不溶物和大分子类杂质，得到超滤清液，其中微滤膜的孔径为0.1—1.0微米，超滤膜的孔径为10000—4000分子量；(3)将所得西瓜汁超滤清液先用截留分子量为50—80反渗透膜浓缩脱水，然后用截留分子量为1000—500纳滤膜错流过滤；(4)将所得纳滤膜透过液用酸调节PH值5.0—3.0，然后通入大孔型强酸性阳离子交换树脂柱，交换吸附氨基酸，收集树脂柱透过液；(5)交换吸附完毕后，用0.5—2倍树脂体积的水洗涤树脂柱，收集树脂柱透过水洗液；(6)将收集到的阳离子树脂柱透过液和水洗透过液依次通入大孔型弱碱性阴离子交换树脂柱；当透过液Brix％达到2以上时开始收集，收集的透过液为西瓜糖液，总糖度在Brix％5以上；(7)用50—100分子量反渗透膜将西瓜糖液浓缩，使糖度由Brix％5以上提高到Brix％20以上；(8)将第(7)步所得到的Brix％20以上的西瓜糖液，用蒸发器浓缩到糖度为Brix％60—70，得到西瓜糖浆产品。
2、 根据权利要求1所述的从西瓜中提取天然糖浆的方法，其特征在于在 上述第(2)步中，所述微滤膜滤的孔径为0. 2微米管式膜，超滤膜是孔径为5000 分子量的巻式膜。
3、 根据权利要求1所述的从西瓜中提取天然糖浆的方法，其特征在于在 上述第(3)步中，所述反渗透膜的截留分子量为80，纳滤膜截留的分子量为 600。
4、 根据权利要求1所述的从西瓜中提取天然糖浆的方法，其特征在于在上述第(4)步中，将所得纳滤透过液用酸调节PH值至3.5,然后通入强酸性阳 离子交换树脂柱交换吸附，所述酸为盐酸、冰乙酸、柠檬酸、苹果酸中的任一 种。
5、 根据权利要求1所述的从西瓜中提取天然糖浆的方法，其特征在于在 上述第(4)步中，所述强酸性阳离子交换树脂为苯乙烯系大孔型或凝胶型树脂。
6、 根据权利要求1所述的从西瓜中提取天然糖浆的方法，其特征在于在 上述第(4)步中，上柱流速为l一2BV/h，树脂预处理成氢型，PH值为5，柱床 的长径比为4一2: 1。
7、 根据权利要求1所述的从西瓜中提取天然糖浆的方法，其特征在于在 上述第(6)步中，上柱流速为l一2BV/h，树脂处理成0H型，PH值为9，柱床 的长径比为4一2: 1。
8、 根据权利要求1所述的从西瓜中提取天然糖浆的方法，其特征在于在 上述第(7)步中，反渗透膜的截留分子量为60。
9、 根据权利要求1所述的从西瓜中提取天然糖浆的方法，其特征在于 在上述第(8)步中，用真空浓縮器减压浓縮，浓縮温度为50 — 8(TC。
全文摘要
一种从西瓜中提取天然糖浆的方法，其过程为将西瓜破碎后进行榨汁，将汁液过滤后得到西瓜汁滤液；西瓜汁滤液先用微滤膜再用超滤膜进行两极分离，得到超滤清液；超滤清液先用反渗透膜浓缩脱水，再用纳滤膜错流过滤；纳滤膜透过液调节pH值后通入阳离子交换树脂柱，收集树脂柱透过液；交换吸附完毕后，水洗树脂柱，收集树脂柱透过水洗液；将树脂柱透过液和水洗透过液依次通入大孔型弱碱性阴离子交换树脂柱，收集透过液；先用反渗透膜将西瓜糖液浓缩，再进一步浓缩到糖度为Brix％60-70，得到西瓜糖浆产品。本发明方法制备的天然糖浆浓度高、纯度高，口感纯正新鲜，具有良好的安全性，可直接用于调制饮料、甜食品的添加剂。
文档编号A23L1/28GK101416693SQ20071017621
公开日2009年4月29日 申请日期2007年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者力 赵 申请人:北京健健康康生物技术有限公司;北京健力药业有限公司