本发明涉及一种南瓜低聚糖的提取方法，特别涉及一种一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法。
背景技术：
低聚糖(oligosaccharide)又可称为寡糖，是由2-10个单糖通过糖苷键连接成直链或支链的低度聚合糖,分子量在200-300D之间。由于单糖分子结合位置和结合类型不同，形成了种类丰富的低聚糖。低聚糖有良好的功能特性，可作为甜味来源，但不被人体胃酸、胃酶降解，不在小肠吸收，进入大肠后选择性促进有益菌的增殖并抑制病原菌和腹泻，还有保护肝脏、降低血清胆固醇、抗龋齿等功能。低聚糖因其独特的功能特性备受关注，未来在功能食品、饲料和添加剂等领域有很好的研究价值和应用潜力。
南瓜(Cucurbita moschata)系葫芦科草本植物，在我国各地种植广泛，是一种适合于糖尿病人群的大众化蔬菜。我国及世界上许多国家都曾把南瓜作为一种有效地预防及治疗糖尿病的食物，大量研究已经证实南瓜中的多糖、低聚糖等功能性糖成分具有显著的降血糖功效。且作为一种天然植物来源的成分，南瓜低聚糖的安全性也受到广泛的认可。
膜分离技术主要包括反渗透、纳滤、微滤、超滤和电渗析等膜技术，是使用带微孔的、由高分子材料制成的薄膜,在一定的温度、压力和环境条件下,根据混合体系分子量大小对不同的物质进行高效分离、纯化和浓缩的技术，其工艺集成化程度高且易于操作，在工业中可实现规模化生产。超滤膜孔径在10-100nm,主要用于分离液相物质中蛋白质、核酸聚合物、淀粉等大分子化合物。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程,但膜表面的化学物质也是影响分离的一个重要因素。超滤过程是膜表面上的机械截留(筛分)、在膜孔中的停留(阻塞)、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。相比于微滤膜，其膜孔较小、过滤精度更高、实际操作压力略高。纳滤膜孔径在1-10nm,是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,主要用于200-500D之间的有机物脱除。纳滤膜的分离机理模型目前的看法有:空间位阻-孔道模型,溶解扩散模型、空间扩散模型、空间电荷模型、固定电荷模型。与超滤膜相比,纳滤膜有一定的荷电容量；与反渗膜相比,纳滤膜又不是完全无孔的,因此其分离机理在存在共性的同时,也存在差异。目前利用超滤/纳滤双膜技术对南瓜低聚糖进行提纯尚未见到报导。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法，提高南瓜低聚糖产品的浓度和品质。
一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将南瓜低聚糖粗提液稀释3-6倍，并过15-30μm滤袋，最终料液电导率达到4000-4500ppm，料液温度15-25℃；
(2)进行超滤，超滤段工作频率为26-28Hz，进液压力为0.5-0.7MPa，温度20-25℃，透过液流速为15-19L/h；
(3)当料液原液经过超滤后被浓缩至原料液体积的1/4-1/2时，再加水稀释1倍，反复超滤2-8次；
(4)进行纳滤，纳滤段工作频率为36-39Hz，进液压力为1.5-1.8MPa，透过液初始流速为15-18L/h，料液不断被浓缩，纳滤最后阶段流速不断下降，最终降至3-5L/h，浓缩倍数为3-5倍，纳滤过程中料液温度不断升高，最终升至30-35℃；
(5)每次操作完成后进行膜清洗操作，采用PH值9-10的碱性清洗液，加热40-50摄氏度循环清洗20-45分钟,清洗2-4遍，至膜通量恢复率>95％。
所述南瓜低聚糖粗提液的制备方法为：将南瓜去籽切块，加2-5倍重量的水打浆，采用果胶酶、淀粉酶或普鲁兰酶酶解，离心取上清液，浓缩至原上清液体积的1/2-1/5，加入2-5倍体积80％乙醇沉淀，离心取上清液。
所述进行超滤和纳滤的设备为1812/2319型多功能卷式膜元件试验机。
所述超滤膜材料为PES，膜孔径为0.01μm，截留分子量为3000D。
所述纳滤膜材料为PAN，膜孔径为1-2nm，截留分子量为200-300D。
所述超滤膜材料、纳滤膜材料的膜结构均为卷式膜。
所述超滤膜材料的孔径为0.01μm；所述纳滤膜材料的孔径为1-2nm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明将超滤、纳滤技术应用于南瓜低聚糖生产工艺中，达到高效提纯南瓜低聚糖的目的。超滤膜截留蛋白、多糖等大分子，纳滤膜透过无机盐、单糖等小分子并起到一定的浓缩作用。本发明利用超滤和纳滤技术实现了南瓜低聚糖的分离、精制和浓缩，生产工艺紧凑、操作简便、处理条件温和、制备效率高、能耗低且低聚糖分离效果好。超滤纳滤双膜技术是理想的南瓜低聚糖提纯方法，高效地去除大分子杂质和小分子杂质，提高南瓜低聚糖产品的浓度和品质。
附图说明
图1是本发明制备的南瓜低聚糖液相色谱检测图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将南瓜去籽切块，加3倍重量的水打浆，采用果胶酶酶解，离心取上清液，浓缩至原上清液体积的1/3，加入3倍体积80％乙醇沉淀，离心取上清液，得到南瓜低聚糖粗提液；
(2)将南瓜低聚糖粗提液过20μm滤袋并稀释至电导率4411ppm，料液温度21℃；
(3)进行超滤，超滤段工作频率为26.7Hz，进液压力为0.6MPa，透过液流速为16L/h；
(4)当料液原液经过超滤后被浓缩至原料液体积的1/3时，再加水稀释1倍，超滤5次；
(5)进行纳滤，纳滤段工作频率为36Hz，进液压力为1.5MPa，透过液初始流速为15L/h，由于料液不断被浓缩，纳滤最后阶段流速不断下降，最终降至4L/h，纳滤过程中料液温度不断升高，最终升至30.7℃；
(5)每次操作完成后进行膜清洗操作，采用PH值9.5的碱性清洗液，加热45摄氏度循环清洗30分钟,清洗3遍，至膜通量恢复率>95％。
实施例中所用设备为1812/2319型多功能卷式膜元件试验机；超滤膜材料为PES聚醚砜树脂(PES)，膜孔径为0.01μm，截留分子量为3000D；所用纳滤膜材料为聚丙烯腈(PAN)，膜孔径为1-2nm，截留分子量为200-300D；超滤膜、纳滤膜膜结构均为卷式膜。
本实施例制备的南瓜低聚糖液相色谱检测如图1所示,分子量检测结果表明经过膜过滤后分子量分布集中在300-3000D，达到超滤及纳滤的预期效果。南瓜低聚糖纯度为94％，浓度为150mg/ml，膜过滤回收率为92％。
实施例2
一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将南瓜去籽切块，加2倍重量的水打浆，采用淀粉酶酶解，离心取上清液，浓缩至原上清液体积的1/2，加入2倍体积80％乙醇沉淀，离心取上清液，得到南瓜低聚糖粗提液；
(2)将南瓜低聚糖粗提液过20μm滤袋并稀释至电导率4233ppm，料液温度23℃；
(3)超滤段工作频率为27.1Hz，进液压力为0.6MPa，透过液流速为16L/h；
(4)当料液原液经过超滤后被浓缩至浓缩至原料液体积的1/4时，再加水稀释1倍，超滤4次；
(5)进行纳滤，纳滤段工作频率为38.7Hz，进液压力为1.6MPa，透过液初始流速为17L/h，由于料液不断被浓缩，纳滤最后阶段流速不断下降，最终降至3L/h。纳滤过程中料液温度不断升高，最终升至31.1℃；
(6)每次操作完成后进行膜清洗操作，采用PH值9的碱性清洗液，加热40摄氏度循环清洗20分钟,清洗4遍，至膜通量恢复率>95％。
方案中所用设备为1812/2319型多功能卷式膜元件试验机；超滤膜材料为PES聚醚砜树脂(PES)，膜孔径为0.01μm，截留分子量为3000D；所用纳滤膜材料为聚丙烯腈(PAN)，膜孔径为1-2nm，截留分子量为200-300D；超滤膜、纳滤膜膜结构均为卷式膜。
本实施例制备的南瓜低聚糖纯度为93％，浓度为150mg/ml，膜过滤回收率为91％。
实施例3
一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将南瓜去籽切块，加5倍重量的水打浆，采用普鲁兰酶酶解，离心取上清液，浓缩至原上清液体积的1/5，加入,4倍体积80％乙醇沉淀，离心取上清液，得到南瓜低聚糖粗提液
(2)将南瓜低聚糖粗提液过20μm滤袋并稀释至电导率4052ppm，料液温度19℃；
(3)超滤段工作频率为27.6Hz，进液压力为0.7MPa，透过液流速为18L/h；
(4)当料液原液经过超滤后被浓缩至浓缩至原料液体积的1/2时，再加水稀释1倍，反复超滤多次；
(4)进行纳滤，纳滤段工作频率为38.7Hz，进液压力为1.8MPa，透过液初始流速为18L/h，由于料液不断被浓缩，纳滤最后阶段流速不断下降，最终降至3L/h。纳滤过程中料液温度不断升高，最终升至33℃；
(5)每次操作完成后进行膜清洗操作，采用PH值10的碱性清洗液，加热50摄氏度循环清洗45分钟,清洗2遍，至膜通量恢复率>95％。
方案中所用设备为1812/2319型多功能卷式膜元件试验机；超滤膜材料为PES聚醚砜树脂(PES)，膜孔径为0.01μm，截留分子量为3000D；所用纳滤膜材料为聚丙烯腈(PAN)，膜孔径为1-2nm，截留分子量为200-300D；超滤膜、纳滤膜膜结构均为卷式膜。
本实施例制备的南瓜低聚糖纯度为94％，浓度为150mg/ml，膜过滤回收率为92％。
实施例4
一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将南瓜去籽切块，加入0.01倍重量份数的纳米凹凸棒土，再加3倍重量的水打浆，采用果胶酶酶解，离心取上清液，浓缩至原上清液体积的1/3，加入3倍体积80％乙醇沉淀，离心取上清液，得到南瓜低聚糖粗提液；
(2)将南瓜低聚糖粗提液过20μm滤袋并稀释至电导率4411ppm，料液温度21℃；
(3)进行超滤，超滤段工作频率为26.7Hz，进液压力为0.6MPa，透过液流速为16L/h；
(4)当料液原液经过超滤后被浓缩至原料液体积的1/3时，再加水稀释1倍，超滤5次；
(5)进行纳滤，纳滤段工作频率为36Hz，进液压力为1.5MPa，透过液初始流速为15L/h，由于料液不断被浓缩，纳滤最后阶段流速不断下降，最终降至4L/h，纳滤过程中料液温度不断升高，最终升至30.7℃；
(5)每次操作完成后进行膜清洗操作，采用PH值9.5的碱性清洗液，加热45摄氏度循环清洗30分钟,清洗3遍，至膜通量恢复率>95％。
实施例中所用设备为1812/2319型多功能卷式膜元件试验机；超滤膜材料为PES聚醚砜树脂(PES)，膜孔径为0.01μm，截留分子量为3000D；所用纳滤膜材料为聚丙烯腈(PAN)，膜孔径为1-2nm，截留分子量为200-300D；超滤膜、纳滤膜膜结构均为卷式膜。
本实施例制备的南瓜低聚糖纯度为98％，浓度为150mg/ml，膜过滤回收率为96％。从上述数据可知，加入纳米凹凸棒土提高了制备的南瓜低聚糖纯度和回收率。
实施例5
一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将南瓜去籽切块，加2倍重量的水打浆，采用淀粉酶和木瓜蛋白酶酶解，离心取上清液，浓缩至原上清液体积的1/2，加入2倍体积80％乙醇沉淀，离心取上清液，得到南瓜低聚糖粗提液；
(2)将南瓜低聚糖粗提液过20μm滤袋并稀释至电导率4233ppm，料液温度23℃；
(3)超滤段工作频率为27.1Hz，进液压力为0.6MPa，透过液流速为16L/h；
(4)当料液原液经过超滤后被浓缩至浓缩至原料液体积的1/4时，再加水稀释1倍，超滤4次；
(5)进行纳滤，纳滤段工作频率为38.7Hz，进液压力为1.6MPa，透过液初始流速为17L/h，由于料液不断被浓缩，纳滤最后阶段流速不断下降，最终降至3L/h。纳滤过程中料液温度不断升高，最终升至31.1℃；
(6)每次操作完成后进行膜清洗操作，采用PH值9的碱性清洗液，加热40摄氏度循环清洗20分钟,清洗4遍，至膜通量恢复率>95％。
方案中所用设备为1812/2319型多功能卷式膜元件试验机；超滤膜材料为PES聚醚砜树脂(PES)，膜孔径为0.01μm，截留分子量为3000D；所用纳滤膜材料为聚丙烯腈(PAN)，膜孔径为1-2nm，截留分子量为200-300D；超滤膜、纳滤膜膜结构均为卷式膜。
本实施例制备的南瓜低聚糖纯度为96％，浓度为150mg/ml，膜过滤回收率为95％。从上述数据可知，加入淀粉酶和木瓜蛋白酶酶解提高了制备的南瓜低聚糖纯度和回收率，比单独加淀粉酶的效果好。
实施例6
一种超滤/纳滤双膜高效提纯南瓜低聚糖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将南瓜去籽切块，加入0.2倍重量的疣黑藓，再加5倍重量的水打浆，采用普鲁兰酶酶解，离心取上清液，浓缩至原上清液体积的1/5，加入,4倍体积80％乙醇沉淀，离心取上清液，得到南瓜低聚糖粗提液
(2)将南瓜低聚糖粗提液过20μm滤袋并稀释至电导率4052ppm，料液温度19℃；
(3)超滤段工作频率为27.6Hz，进液压力为0.7MPa，透过液流速为18L/h；
(4)当料液原液经过超滤后被浓缩至浓缩至原料液体积的1/2时，再加水稀释1倍，反复超滤多次；
(4)进行纳滤，纳滤段工作频率为38.7Hz，进液压力为1.8MPa，透过液初始流速为18L/h，由于料液不断被浓缩，纳滤最后阶段流速不断下降，最终降至3L/h。纳滤过程中料液温度不断升高，最终升至33℃；
(5)每次操作完成后进行膜清洗操作，采用PH值10的碱性清洗液，加热50摄氏度循环清洗45分钟,清洗2遍，至膜通量恢复率>95％。
方案中所用设备为1812/2319型多功能卷式膜元件试验机；超滤膜材料为PES聚醚砜树脂(PES)，膜孔径为0.01μm，截留分子量为3000D；所用纳滤膜材料为聚丙烯腈(PAN)，膜孔径为1-2nm，截留分子量为200-300D；超滤膜、纳滤膜膜结构均为卷式膜。
本实施例制备的南瓜低聚糖纯度为98％，浓度为150mg/ml，膜过滤回收率为95％。从上述数据可知，加入疣黑藓提高了制备的南瓜低聚糖纯度和回收率。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。