专利名称：一种菊芋/菊苣综合利用方法
技术领域：
本发明涉及菊芋/菊苣生产领域，特别涉及一种菊芋/菊苣综合利用生法。
背景技术：
菊芋是菊科向日葵属植物，又名洋姜，是一种菊科向日葵属宿根性草本植物。原产北美洲，十七世纪传入欧洲，后传入中国。秋季开花，长有黄色的小盘花，形如菊，生产上一般用块茎繁殖，其地下块茎富含淀粉、菊粉等果糖多聚物，可以食用，煮食或熬粥，腌制咸菜，晒制菊芋干，或作制取淀粉和酒精原料。地上茎也可加工作饲料。其块茎或茎叶入药具有利水除湿，清热凉血，益胃和中之功效。菊芋被联合国粮农组织官员称为“21世纪人畜共用作物”。菊苣，为菊科多年生草本植物。菊苣为药食两用植物，菊苣叶可调制生菜，在我国四川(成都)及广东等有引种栽培。它的根含菊粉及芳香族物质，可提制代用咖啡，促进人体消化器官活动。植物的地上部分及根可供药用，中药名分别为菊苣、菊苣根，具有清热解毒， 利尿消肿，健胃等功效。此外，菊苣还可以成为粗饲料或牧草。目前菊芋/菊苣主要用来提取菊粉，菊芋/菊苣提取菊粉的工艺主要包括提取、纯化、干燥等步骤，其提取工艺主要有超声波提取、热水提取、热水提取、微波提取、浸提法等， 而纯化工艺通常包括去杂脱盐、脱色等，脱盐、脱色一般采用离子交换树脂，采用超滤膜分离去除蛋白质、有机酸、单糖等杂质。目前用菊芋和菊苣用来提取菊粉工艺的主要缺陷在于菊芋、菊苣中还含有低聚果糖和高果糖浆等高附加值的资源，而菊粉提取过程中这些资源并未得到有效的提取，从而造成了资源的浪费。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种使菊芋/菊粉中高附加值的低聚果糖和高果糖浆得到充分提取、利用的菊芋/菊苣综合利用方法。为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于包括如下步骤
步骤1 将菊芋/菊苣进行除杂切丝，然后切成丝状的菊芋/菊苣采用70-80°C热水连续浸提，热水菊芋/菊苣丝重量比为1 1-1. 5:1，固液分离后得菊芋/菊苣浸提液和菊芋/ 菊苣粕；
步骤2 将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、树脂脱色，其中超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为8000-13000道尔顿，其工作条件为温度25 35°C， 工作压力1. 0-2. 5Mpa;
步骤3 将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，得到纳滤透析液和纳滤浓缩液，纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、喷雾干燥得到菊粉；
步骤4 纳滤透析液进行反渗透浓缩，得到反渗透浓缩液，反渗透浓缩液采用DTF-Ol色谱分离树脂，纯水作为流动相，反渗透浓缩液纯水比例为1:1. 5-1 2,进行色谱分离，得低聚果糖和高果糖浆。进一步，还包括将所述的菊芋/菊苣粕通过压榨、烘干造粒制备成菊芋/菊苣纤维饲料的步骤。进一步，步骤2中所述的超滤过滤所采用的超滤膜的特征优选截留分子量为 8000-10000 道尔顿。进一步，步骤2中树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为35-40°C，进料PH值为6. 5-6. 9，优选进料pH值为6. 8。进一步，步骤2中树脂脱色使用的树脂为D301阴离子树脂，进料温度为35-40°C， 进料PH值为1. 5-2. 0，优选进料pH为1. 8。进一步，步骤3中所述的纳滤纯化所采用的纳滤膜的截留分子量为500-3500道尔顿，优选截留分子量为1000-2000道尔顿，其工作条件为温度25 35°C，工作压力1. 5 4. OMpa0进一步，步骤4所述的反渗透浓缩所采用的反渗透膜的工作条件为温度在30 35 0C，工作压力2. 0 4. OMpa0综上所述，采用上述技术方案，菊芋/菊苣可以用来提取菊粉、高果糖浆、低聚果糖，而且菊芋/菊苣粕用来制备饲料，菊芋/菊苣资源得到了很好的利用，提高了企业的增收能力，此外本发明所述的技术方案，基于膜分离技术及离子交换技术，具有工艺简单，生产效率高等优点。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
，对本发明做进一步说明。实施例1
步骤1 取100 kg菊芋进行除杂切丝，然后将切成丝状的菊芋采用70-80°C热水连续浸提，热水菊芋丝重量比为1.2:1，固液分离后得菊芋浸提液120 kg,糖度12.4 Brix和菊芋粕，菊芋粕通过压榨、烘干造粒制备成饲料；
步骤2 将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、脱色后得到精制液159kg，糖度9. IBrix ；超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为8000道尔顿，其工作条件为温度25-35°C，工作压力1_2.5ΜΡ 1，树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为 35°C，进料pH值为6.8;树脂脱色使用的树脂为D301阴离子树脂，进料温度为35°C，进料 PH值为1.8 ；
步骤3 将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，纯化过程加水洗滤，纳滤膜的截留分子量为1000道尔顿，其工作条件为温度25 35°C，工作压力1. 5 4. OMpa,得到纳滤透析液^lkg,糖度1. 9Brix和纳滤浓缩液58kg，糖度15Brix，纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、喷雾干燥得到菊粉9. Ikg ；
步骤4 纳滤透析液进行反渗透浓缩，其工作条件为温度在30 35°C，工作压力2. 0 4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液18.4kg，糖度30Brix，其中含有低聚果糖25%、高果糖浆40%、 葡萄糖15、蔗糖18-2 、糠醛0. 04%,反渗透浓缩液采用DTF-Ol色谱分离树脂，纯水作为流动相，反渗透浓缩液纯水比例为1:1. 7，进行色谱分离，得低聚果糖、高果糖浆和杂糖组分，其中低聚果糖糖度9Brix、纯度95%和高果糖浆，糖度UBrix、纯度95%，杂糖糖度IlBrix,其中含有低聚果糖1. 8%、果糖3%、葡萄糖45%、蔗糖50%、糠醇0. 11实施例2
步骤1 取100 kg菊苣进行除杂切丝，然后将切成丝状的菊苣采用70-80°C热水连续浸提，热水菊苣丝重量比为1:1，固液分离后得菊苣浸提液99 kg,糖度12.1 Brix和菊苣粕，菊苣粕通过压榨、烘干造粒制备成饲料；
步骤2 将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、脱色后得到精制液141kg，糖度9. OBrix ；超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为10000道尔顿，其工作条件为温度25-35°C，工作压力1-2.5ΜΡ 1，树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为 35°〇，进料？!1值为6.8;树脂脱色使用的树脂为D301阴离子树脂，进料温度为35°C，进料 PH值为1.8 ；
步骤3 将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，纯化过程加水洗滤，纳滤膜的截留分子量为2000道尔顿，其工作条件为温度25 35°C，工作压力1. 5 4. OMpa,得到纳滤透析液^^g，糖度2. OBrix和纳滤浓缩液57kg，糖度14. SBrix,纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、 喷雾干燥得到菊粉9. 3kg ；
步骤4 纳滤透析液进行反渗透浓缩，其工作条件为温度在30 35°C，工作压力2. 0 4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液17. ^cg,糖度31Brix，其中含有低聚果糖、高果糖浆41%、 葡萄糖16、蔗糖18-2 、糠醛0. 05%,反渗透浓缩液采用DTF-Ol色谱分离树脂，纯水作为流动相，反渗透浓缩液纯水比例为1:1.5，进行色谱分离，得低聚果糖、高果糖浆和杂糖组分，其中低聚果糖糖度lOBrix、纯度96%和高果糖浆，糖度12Brix、纯度96%，杂糖糖度 12Brix,其中含有低聚果糖1. 7%、果糖3%、葡萄糖44%、蔗糖48%、糠醇0. 3%。实施例3
步骤1 取100 kg菊芋进行除杂切丝，然后将切成丝状的菊芋采用70-80°C热水连续浸提，热水菊芋丝重量比为1.5:1，固液分离后得菊芋浸提液148 kg,糖度11.8 Brix和菊芋粕，菊芋粕通过压榨、烘干造粒制备成饲料；
步骤2 将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、脱色后得到精制液17^g，糖度9. 2Brix ；超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为13000道尔顿，其工作条件为温度25-35°C，工作压力1-2.5ΜΡ 1，树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为 35°C，进料pH值为6.5;树脂脱色使用的树脂为D301阴离子树脂，进料温度为35°C，进料 pH值为2.0 ；
步骤3 将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，纯化过程加水洗滤，纳滤膜的截留分子量为500道尔顿，其工作条件为温度25 35°C，工作压力1. 5 4. OMpa,得到纳滤透析液311kg，糖度2. OBrix和纳滤浓缩液68kg，糖度15. 2Brix，纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、 喷雾干燥得到菊粉8. 7kg ；
步骤4 纳滤透析液进行反渗透浓缩，其工作条件为温度在30 35°C，工作压力2. O 4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液18.1kg，糖度30Brix，其中含有低聚果糖25%、高果糖浆41%、 葡萄糖14、蔗糖18-2 、糠醛0. 04%,反渗透浓缩液采用DTF-Ol色谱分离树脂，纯水作为流动相，反渗透浓缩液纯水比例为1:2，进行色谱分离，得低聚果糖、高果糖浆和杂糖组分， 其中低聚果糖糖度9Brix、纯度94%和高果糖浆，糖度12Brix、纯度96%，杂糖糖度12Brix， 其中含有低聚果糖1. 9%、果糖3%、葡萄糖44%、蔗糖51%、糠醇0. 1%。
实施例4
步骤1 取100 kg菊苣进行除杂切丝，然后将切成丝状的菊苣采用70-80°C热水连续浸提，热水菊苣丝重量比为1.2:1，固液分离后得菊苣浸提液117 kg,糖度12.1 Brix和菊苣粕，菊苣粕通过压榨、烘干造粒制备成饲料；
步骤2 将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、脱色后得到精制液15f5kg，糖度9. 3Brix ；超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为8000道尔顿，其工作条件为温度25-35°C，工作压力1_2.5ΜΡ 1，树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为 35°C，进料pH值为6.9;树脂脱色使用的树脂为D301阴离子树脂，进料温度为35°C，进料 PH值为1.5 ；
步骤3 将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，纯化过程加水洗滤，纳滤膜的截留分子量为3500道尔顿，其工作条件为温度25 35°C，工作压力1. 5 4. OMpa,得到纳滤透析液^^g，糖度1. 9Brix和纳滤浓缩液59kg，糖度16Brix，纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、喷雾干燥得到菊粉8. 8kg ；
步骤4 纳滤透析液进行反渗透浓缩，其工作条件为温度在30 35°C，工作压力2. 0 4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液17Jkg，糖度^Brix，其中含有低聚果糖22%、高果糖浆41%、 葡萄糖16、蔗糖18-2 、糠醛0. 04%,反渗透浓缩液采用DTF-Ol色谱分离树脂，纯水作为流动相，反渗透浓缩液纯水比例为1:1.7，进行色谱分离，得低聚果糖、高果糖浆和杂糖组分，其中低聚果糖糖度9Brix、纯度97%和高果糖浆，糖度UBrix、纯度96%，杂糖糖度 IOBrix,其中含有低聚果糖2%、果糖3%、葡萄糖44%、蔗糖50. 8%、糠醇0. 11实施例5
步骤1 取100 kg菊芋进行除杂切丝，然后将切成丝状的菊芋采用70-80°C热水连续浸提，热水菊芋丝重量比为1.3:1，固液分离后得菊芋浸提液125 kg,糖度12.3 Brix和菊芋粕，菊芋粕通过压榨、烘干造粒制备成饲料；
步骤2 将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、脱色后得到精制液159kg，糖度9. IBrix ；超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为8000道尔顿，其工作条件为温度25-35°C，工作压力1_2.5ΜΡ 1，树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为 35°C，进料pH值为6.8;树脂脱色使用的树脂为D301阴离子树脂，进料温度为35°C，进料 PH值为1.8 ；
步骤3 将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，纯化过程加水洗滤，纳滤膜的截留分子量为2500道尔顿，其工作条件为温度25 35°C，工作压力1. 5 4. OMpa,得到纳滤透析液^3kg，糖度1. SBrix和纳滤浓缩液61kg，糖度15Brix，纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、喷雾干燥得到菊粉8. 9kg ；
步骤4 纳滤透析液进行反渗透浓缩，其工作条件为温度在30 35°C，工作压力2. 0 4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液17. ^cg,糖度31Brix，其中含有低聚果糖25%、高果糖浆41%、 葡萄糖13、蔗糖18-2 、糠醛0. 04%,反渗透浓缩液采用DTF-Ol色谱分离树脂，纯水作为流动相，反渗透浓缩液纯水比例为1:1.5，进行色谱分离，得低聚果糖、高果糖浆和杂糖组分，其中低聚果糖糖度9Brix、纯度93%和高果糖浆，糖度UBrix、纯度97%，杂糖糖度 IlBrix,其中含有低聚果糖1. 7%、果糖3%、葡萄糖42%、蔗糖53%、糠醇0. 3%。实施例6步骤1 取100 kg菊苣进行除杂切丝，然后将切成丝状的菊苣采用70-80°C热水连续浸提，热水菊苣丝重量比为1.2:1，固液分离后得菊苣浸提液121 kg,糖度12.4 Brix和菊苣粕，菊苣粕通过压榨、烘干造粒制备成饲料；
步骤2 将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、脱色后得到精制液16^g，糖度8.9Brix ；超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为10000道尔顿，其工作条件为温度25-35°C，工作压力1-2.5ΜΡ 1，树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为 35°C，进料pH值为6.8;树脂脱色使用的树脂为D301阴离子树脂，进料温度为35°C，进料 PH值为1.8 ；
步骤3 将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，纯化过程加水洗滤，纳滤膜的截留分子量为1000道尔顿，其工作条件为温度25 35°C，工作压力1. 5 4. OMpa,得到纳滤透析液^3kg，糖度1. SBrix和纳滤浓缩液Mkg，糖度15. !BBrix，纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、 喷雾干燥得到菊粉9. 3kg ；
步骤4 纳滤透析液进行反渗透浓缩，其工作条件为温度在30 35°C，工作压力2. 0 4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液17Jkg，糖度31Brix，其中含有低聚果糖23%、高果糖浆39%、 葡萄糖17、蔗糖18-2 、糠醛0. 04%,反渗透浓缩液采用DTF-Ol色谱分离树脂，纯水作为流动相，反渗透浓缩液纯水比例为1:2，进行色谱分离，得低聚果糖、高果糖浆和杂糖组分， 其中低聚果糖糖度SBrixJi^g 94%和高果糖浆糖度12Brix、纯度94%，杂糖糖度12Brix，其中含有低聚果糖1. 5%、果糖3%、葡萄糖44%、蔗糖51%、糠醇0. 5%。 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于包括如下步骤步骤1 将菊芋/菊苣进行除杂切丝，然后切成丝状的菊芋/菊苣采用70-80°C热水连续浸提，热水菊芋/菊苣丝重量比为1 1-1. 5:1，固液分离后得菊芋/菊苣浸提液和菊芋/ 菊苣粕；步骤2 将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、树脂脱色，其中超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为8000-13000道尔顿，其工作条件为温度25 35°C， 工作压力1. 0-2. 5Mpa;步骤3 将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，得到纳滤透析液和纳滤浓缩液，纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、喷雾干燥得到菊粉；步骤4 纳滤透析液进行反渗透浓缩，得到反渗透浓缩液，反渗透浓缩液采用DTF-Ol色谱分离树脂，纯水作为流动相，反渗透浓缩液纯水比例为1:1. 5-1 2,进行色谱分离，得低聚果糖和高果糖浆。
2.根据权利要求1所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于还包括将所述的菊芋/菊苣粕通过压榨、烘干造粒制备成菊芋/菊苣纤维饲料的步骤。
3.根据权利要求1所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于，步骤2中所述的超滤过滤所采用的超滤膜的特征为截留分子量为8000-10000道尔顿。
4.根据权利要求1所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于步骤2中树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为35-40°C，进料pH值为6. 5-6. 9。
5.根据权利要求4所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于步骤2中树脂脱盐进料PH值为6.8。
6.根据权利要求1所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于步骤2中树脂脱色使用的树脂为D301阴离子树脂，进料温度为35-40°C，进料pH值为1. 5-2. 0。
7.根据权利要求6所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于步骤2中树脂脱色进料PH为1.8。
8.根据权利要求1所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于步骤3中所述的纳滤纯化所采用的纳滤膜的截留分子量为500-3500道尔顿，其工作条件为温度25 35°C， 工作压力1. 5 4. OMpa0
9.根据权利要求8所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于步骤3中所述的纳滤纯化所采用的纳滤膜的截留分子量为1000-2000道尔顿。
10.根据权利要求1所述的一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于步骤4所述的反渗透浓缩所采用的反渗透膜的工作条件为温度在30 35°C，工作压力2. 0 4. OMpa0
全文摘要
本发明公开了一种菊芋/菊苣综合利用方法，其特征在于包括如下步骤步骤1将菊芋/菊苣进行除杂切丝，然后切成丝状的菊芋/菊苣采用70-80℃热水连续浸提，固液分离后得菊芋/菊苣浸提液和菊芋/菊苣粕；步骤2将步骤1得到的浸提液进行超滤过滤、树脂脱盐、树脂脱色;步骤3将步骤2中的得到的浸提液进行纳滤纯化，得到纳滤透析液和纳滤浓缩液，纳滤浓缩液通过蒸发浓缩、喷雾干燥得到菊粉；步骤4纳滤透析液进行反渗透浓缩，得到反渗透浓缩液，反渗透浓缩液采用DTF-01色谱分离树脂，得低聚果糖和高果糖浆。采用上述技术方案，菊芋/菊苣可以用来提取菊粉、高果糖浆、低聚果糖，且具有工艺简单，生产效率高等优点。
文档编号C08B37/00GK102504048SQ20111031983
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者陈小强 申请人:赛普特环保技术(厦门)有限公司