专利名称：菊苣根中提取菊粉的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种植物提取工艺，尤其涉及一种菊苣根中提取菊粉的制备工 艺，属于化工提取工艺。
背景技术：
菊粉(菊糖)及低聚果糖因其结构明确，生理保健功能确切而成为一种重 要的功能性食品，国际上以日本研究、开发和应用居领先水平。在欧美及韩国
的应用和发展也很快。我国功能性低聚果糖的研究始于90年代，起步较晚，但 近年来发展很快。江南大学承担国家科委"九五"攻关项目取得的科研成果-酶法 生产低聚果糖，即为第三代保健食品功能因子，并被称为21世纪高科技生物制 品。经国内外多家著名大学及医学院研究证实，菊粉及低聚果糖具有超强增殖 人体双歧杆菌的作用，是对人体有益的功能性物质，它对于调节机体平衡、恢 复胃肠道功能、促进新陈代谢、预防各种疾病、维护人体健康有着极为重要的 作用，是21世纪人类健康最具有代表性的典型产品。菊粉作为一种天然功能性 食用多糖，具有水溶性膳食纤维和生物活性前体的生理功能，因而已被广泛应 用于低热量、低糖、低脂食品中。
但是，现有生产技术的生产过程往往短时间批次生产可以，当连续生产数 周就会出现糖液污染，净化不彻底造成生产效率降低，最终获得的菊粉产品大 多其溶解后糖液呈浑浊状，严重影响产品质量。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，依据现代植物提取液净化的方法 进行大量的探索研究和试验总结，研制了一种从菊苣根中提取菊粉的制备工艺，解决了现有技术中提取的菊粉生产效率低、产品质量差的问题，本发明综合多 种净化、分离技术集成，使过程设计和设备配置较为合理和运行可靠，能有效 地降低总的生产成本。
本发明的技术方案如下
本发明的提取工艺包括下述步骤
清洗浸提取——将鲜菊苣根去除杂质用水洗净；将洗净的鲜菊苣根切成丝 或薄片；将切成丝或薄片的菊苣根用热水进行逆流浸提取菊糖，用水量与菊苣 根用量的重量份数比为，水菊苣根茎二5-10: 1;浸提水温保持在60-80摄氏
度，浸提取时间为60-100分钟，浸提完成后挤出残渣得浸提糖液A;
杀菌灭酶——将浸提糖液A加热升温至90-100摄氏度，进行高温杀菌灭酶
10-30分钟；
糖液净化——将杀菌灭酶后的浸提糖液A依次进行化学絮凝分离净化和物 理净化，把质量百分比浓度为10%-20%的氢氧化钙乳液投入到浸提糖液A中进 行非糖物质的化学反应和絮凝，温度控制在60-90摄氏度，控制PH值为10-13; 然后通入二氧化碳气体与过量的氢氧化钙反应析出碳酸钙，控制PH至6. 5-8. 0， 化学絮凝处理后的物料再进行有机或无机膜的微滤、超滤，用糖用活性炭进一 步吸附有机物，糖用活性炭与物料的重量份数比为，糖用活性炭物料=0.2-1:
100，获得净化糖液B;
糖液精制——将糖液B依次进行阴、阳大孔离子交换树脂和苦素吸附树 脂，把糖液B中未除净的无机离子、部分有机物色素和菊苣原料特有的苦素进 行分离以获得较纯净的糖液，糖液中还有质量百分比为10-25%的如单果糖、葡 萄糖和蔗糖的非菊糖物质再用纳滤膜进行精制纯化并浓縮，控制固含量(Brix) 在20%，控制非菊糖中的糖含量在2-10%，获得精制糖液C;糖液脱水浓縮——将精制糖液C用加热蒸发脱水器进行蒸发脱水浓縮至
固含量(Brix)达到30-40%，获得浓縮糖液D;
糖液脱水干燥——将浓縮糖液D预热至60-85摄氏度用喷雾脱水干燥器进 行喷粉获得菊粉，菊粉的纯度可达到90%-98%。
小分子糖回收——将纳滤纯化分离出的小分子非菊粉糖的稀糖液用反渗透 膜进行脱水浓缩至固含量(Brix)为10-20%，再用加热蒸发脱水器蒸发脱水浓 縮至固含量(Brix)为55-65%，获得果葡糖浆副产品。
所述的清洗浸提取步骤中，鲜菊苣根也可先切成丝或薄片烘干成干菊苣原 料，浸提时水与干菊苣原料用量的重量份数比为，水菊苣根茎二 15-25: 1， 浸提取时间为100-150分钟。
所述的糖液净化步骤中，可用磷酸与过量的氢氧化钙反应析出磷酸钙，控 制PH至7-8. 5。
所述的糖液加热脱水浓縮步骤中，可用刮板薄膜蒸发器，列管式升、降膜 或多级外循环蒸发器进行蒸发脱水浓縮。
所述的糖液加热脱水干燥步骤中，可用压力式或离心式喷雾脱水干燥器进 行喷粉。
本发明的优点和有益效果如下
1、 本发明采用水提取菊苣中的菊粉相比用溶剂提取，其成本和设备配置要 求低，并且安全可靠。
2、 本发明采用水逆流连续浸提取，无须蒸煮，操作简单、稳定和提取效率 高，原料渣中未提取出的糖含量比非逆流法要低40-60%。
3、 本发明采用高温灭酶、化学净化和物理净化组合工艺能比较彻底地除去 非糖有机物质，并能较有效地控制糖液的微生物污染问题，能保证生产中间环节的运行正常，提高了生产效率和产品质量。
4、菊苣原料与菊芋原料不同，其自身含有生物苦素物质，本发明采用大孔
吸附树脂解决了菊苣提取糖液中的苦味问题。
图l为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
实施例l
本发明的提取工艺包括下述步骤
清洗浸提取——将鲜菊苣根去除杂质用水洗净；将洗净的鲜菊苣根切成丝 或薄片；将切成丝或薄片的菊苣根用热水进行逆流浸提取菊糖，用水量与菊苣 根用量的重量份数比为，水菊苣根茎=8: 1;浸提水温保持在65摄氏度，
浸提取时间为80分钟，浸提完成后挤出残渣得浸提糖液A;
杀菌灭酶——将浸提糖液A加热升温至95摄氏度，进行高温杀菌灭酶20 分钟；
糖液净化——将杀菌灭酶后的浸提糖液A依次进行化学絮凝分离净化和物 理净化，较彻底地除去固形物和有机中、大分子物质及部分色素，把质量百分 比浓度为15%的氢氧化钙乳液投入到浸提糖液A中进行非糖物质的化学反应和 絮凝，温度控制在70摄氏度，控制PH值为10-13;然后通入二氧化碳气体与 过量的氢氧化钙反应析出碳酸钙，控制PH至6.5-8.0，化学絮凝处理后的物料 用糖用活性炭进一步吸附有机物及部分色素，再进行有机或无机膜的微滤、超 滤，糖用活性炭与物料的重量份数比为，糖用活性炭物料二0.5: 100，获得净
化糖液B;
糖液精制——将糖液B依次进行阴、阳大孔离子交换树脂和苦素吸附树脂，把糖液B中未除净的无机离子、部分有机物色素和菊苣原料特有的苦素进 行分离以获得较纯净的糖液，糖液中还有质量百分比为10-25%的如单果糖、葡 萄糖和蔗糖的非菊糖物质再用纳滤膜进行精制纯化并浓縮，控制固含量(Brix) 在20%，控制非菊糖中的糖含量在2-10%，获得精制糖液C;
糖液脱水浓縮——将精制糖液C用加热蒸发脱水器进行蒸发脱水浓縮至 固含量(Brix)达到35%，获得浓縮糖液D;
糖液脱水干燥——将浓縮糖液D预热至70摄氏度用压力式喷雾脱水干燥 器进行喷粉获得菊粉，菊粉的纯度达到94%。
小分子糖回收——将纳滤纯化分离出的小分子非菊粉糖的稀糖液用反渗透 膜进行脱水浓縮至固含量(Brix)为15%,再用加热蒸发脱水器蒸发脱水浓縮 至固含量(Brix)为60%，获得果葡糖浆副产品。
实施例2
所述的清洗浸提取步骤中，用水量与菊苣根用量的重量份数比为，水菊
苣根茎=5: 1;浸提水温保持在60摄氏度，浸提取时间为100分钟；
所述的杀菌灭酶步骤中，将浸提糖液A加热升温至90摄氏度，进行高温杀
菌灭酶30分钟；
所述的糖液净化步骤中，把质量百分比浓度为10%的氢氧化钙乳液投入到 浸提糖液A中进行非糖物质的化学反应和絮凝，温度控制在60摄氏度，控制 PH值为10-13，再用磷酸反调PH至7-8析出磷酸钙；
所述的糖液精制步骤中，控制非菊糖中的糖含量在2-5%;
所述的糖液脱水浓縮步骤中，蒸发脱水浓縮至固含量(Brix)达到30%;
所述的糖液脱水干燥步骤中，将浓縮糖液D预热至85摄氏度。所述的小分子糖回收步骤中，脱水浓縮至固含量(Brix)为10%，再用加 热蒸发脱水器蒸发脱水浓縮至固含量(Brix)为55%;其它步骤同实施例l。 实施例3
所述的清洗浸提取步骤中，用水量与菊苣根用量的重量份数比为，水菊 苣根二10: 1;浸提水温保持在80摄氏度，浸提取时间为60分钟；
所述的杀菌灭酶步骤中，将浸提糖液A加热升温至100摄氏度，进行高温 杀菌灭酶10分钟；
所述的糖液净化步骤中，把质量百分比浓度为20%的氢氧化钙乳液投入到 浸提糖液A中进行非糖物质的化学反应和絮凝，温度控制在90摄氏度；
所述的糖液脱水浓縮步骤中，蒸发脱水浓縮至固含量(Brix)达到40%; 所述的糖液脱水干燥步骤中，将浓縮糖液D预热至80摄氏度；
所述的小分子糖回收步骤中，脱水浓縮至固含量(Brix)为20%，再用上 述加热蒸发脱水器蒸发脱水浓縮至固含量(Brix)为65%;其它步骤同实施l。 实施例4
所述的清洗浸提取步骤中，菊苣原料为菊苣干品，浸提时水与干品用量的
重量份数比为，水菊苣根=20: 1，浸提取时间为150分钟；
所述的糖液净化步骤中，可用磷酸与过量的氢氧化钙反应析出磷酸钙，控 制PH至7-8. 5;所述的糖液脱水浓縮步骤中，可用刮板薄膜蒸发器进行蒸发
脱水浓縮；所述的糖液脱水干燥步骤中，可用离心式喷雾脱水干燥器进行喷粉; 其它步骤同实施例l。 实施例5
所述的清洗浸提取步骤中，菊苣原料为菊苣干品，浸提时水与干菊苣根用
量的重量份数比为，水菊苣根=25: 1，浸提取时间为100分钟；所述的糖液脱水浓缩步骤中，可用多级外循环蒸发器进行蒸发脱水浓縮；其它步骤同实施
本发明的保护范围以权利要求为准，不受具体的实施例所限制,
权利要求
1、一种菊苣根中提取菊粉的制备工艺，其特征在于包括下述步骤清洗浸提取——将鲜菊苣根去除杂质用水洗净；将洗净的鲜菊苣根切成丝或薄片；将切成丝或薄片的菊苣根用热水进行逆流浸提取菊糖，用水量与菊苣根茎用量的重量份数比为，水∶菊苣根茎＝5-10∶1；浸提水温保持在60-90摄氏度，浸提取时间为60-100分钟，浸提完成后挤出残渣得浸提糖液A；杀菌灭酶——将浸提糖液A加热升温至90-100摄氏度，进行高温杀菌灭酶10-30分钟；糖液净化——将杀菌灭酶后的浸提糖液A依次进行化学絮凝分离净化和物理净化，把质量百分比浓度为10％-20％的氢氧化钙乳液投入到浸提糖液A中进行非糖物质的化学反应和絮凝，温度控制在60-90摄氏度，控制PH值为10-13；然后通入二氧化碳气体与过量的氢氧化钙反应析出碳酸钙，控制PH至6.5-8.0，化学絮凝处理后的物料再进行有机或无机膜的微滤、超滤，用糖用活性炭进一步吸附有机物，糖用活性炭与物料的重量份数比为，糖用活性炭∶物料＝0.2-1∶100，获得净化糖液B；糖液精制——将糖液B依次进行阴、阳大孔离子交换树脂和苦素吸附树脂，把糖液B中未除净的无机离子、部分有机物色素和菊苣原料特有的苦素进行分离以获得较纯净的糖液，糖液中还有质量百分比为10-25％的如单果糖、葡萄糖和蔗糖的非菊糖物质再用纳滤膜进行精制纯化并浓缩，控制固含量(Brix)在20％，控制非菊糖中的糖含量在2-10％，获得精制糖液C；糖液脱水浓缩——将精制糖液C用加热蒸发脱水器进行蒸发脱水浓缩至固含量(Brix)达到30-40％，获得浓缩糖液D；糖液脱水干燥——将浓缩糖液D预热至50-80摄氏度用喷雾脱水干燥器进行喷粉获得菊粉，菊粉的纯度可达到90％-98％。小分子糖回收——将纳滤纯化分离出的小分子非菊粉糖的稀糖液用反渗透膜进行脱水浓缩至固含量(Brix)为10-20％，再用加热蒸发脱水器蒸发脱水浓缩至固含量(Brix)为55-65％，获得果葡糖浆副产品。
2、根据权利要求1所述的菊苣根中提取菊粉的制备工艺，其特征在于所 述的清洗浸提取步骤中，鲜菊苣根可先切成丝、薄片烘干成干菊苣原料，浸提 时水与干菊苣根用量的重量份数比为，水菊苣根茎=15-25: 1，浸提取时间 为100-150分钟。
3、 根据权利要求1所述的菊苣根中提取菊粉的制备工艺，其特征在于所述 的糖液净化步骤中，可用磷酸与过量的氢氧化钙反应析出磷酸转，控制PH至 7-8. 5。
4、 根据权利要求1所述的菊苣根中提取菊粉的制备工艺，其特征在于所述 的糖液脱水浓縮步骤中，可用刮板薄膜蒸发器、列管式升、降膜或多级外循环 蒸发器进行蒸发脱水浓缩。
5、 根据权利要求1所述的菊苣根中提取菊粉的制备工艺，其特征在于所述 的糖液脱水干燥步骤中，可用压力式或离心式喷雾脱水干燥器进行喷粉。
全文摘要
本发明涉及一种菊苣根中提取菊粉的制备工艺，主要包括下述步骤清洗浸提取、杀菌灭酶、糖液净化、糖液精制、糖液脱水浓缩、糖液脱水干燥及小分子糖回收。本发明解决以往设计的生产工艺中其过程和设备配置的缺陷，使总生产成本降低，并且安全可靠，提取效率和成品率高。
文档编号C08B37/18GK101580557SQ20091001205
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月16日 优先权日2009年6月16日
发明者孙炳耀, 王庆君 申请人:鞍山中兴医药集团有限公司