专利名称：一种高纯度菊粉的生产方法
技术领域：
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种以菊芋或菊苣为原料制备高纯度菊粉的 生产方法。
背景技术：
菊粉(inulin)是植物中含有的一种特殊的天然果聚糖类碳水化合物，通过β _2， 1糖苷键连接，呈直线结构(含有短支链)，分子链平均长度约30 35个果糖单位，最长 达60个果糖单位，还原性末端连接一个葡萄糖残基，分子量约为3000 5000个道尔顿，其 链长短及分子量的大小与原料品种、原料的收获季节、作物的成熟度、菊芋收获后保藏条件 及时间、加工过程技术条件等有关。已知的36000种植物含有菊粉，占植物总量的三分之 一左右，含量较多的几种植物为菊芋(J. artichoke) 16-20%，菊苣(chicory) 15-20 %，大 蒜(garlic) 9-11%，韭葱(Ieek) 3-10 %，牛蒡(burdock) 6-10 %，洋葱头(onion) 2-6 %,/Jn 麦(wheat) 1-6%，芦笋(asparagus) 2-3%，香蕉(banana) 0. 3-0. 7%。其中含菊粉量最高的 是菊芋(俗称洋姜)和菊苣，也最具有开发价值。欧洲目前主要是利用菊苣根(cichorium intybus)提取菊粉，国内主要以菊芋为原料生产菊粉。传统的菊粉生产工艺是先将菊芋或菊苣切丝，经逆流浸提、絮凝除杂，得到含有部 分杂蛋白、色素、灰分的菊粉溶液，然后依次通过强酸、强碱离子交换树脂除去杂蛋白、色素 和灰分，再进行喷雾干燥得菊粉产品。但在实际生产过程中，由于通过强酸树脂提纯会造成 菊粉溶液在一段时间内PH值较低，会水解部分菊粉，而且酸、碱树脂在使用过程中会消耗 大量酸、碱，再生时产生大量废水，造成环境污染，对大量的废水进行处理造成菊粉成本上 升。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以避免菊粉由于pH值较低造成的水解，而且可将离 子交换树脂再生并反复使用，没有废水排放、无污染的高纯度菊粉的生产方法。本发明的目的可通过如下技术措施来实现该方法的生产步骤为a.以菊芋或菊苣为原料，通过原料清洗、切丝、逆流浸提、絮凝、除杂，过滤，得菊粉 原料液；b.将a步骤的菊粉原料液依次以？ _ ？米/秒线速度通过大孔脱色树脂、强酸树 月旨、强碱树脂进行脱色、离子交换，除去菊粉溶液中的色素并将菊粉溶液中的盐分全部变成 氯化钠，菊粉溶液在该过程中PH值没有发生变化，菊粉也没有出现水解现象，得中性无色 透明的菊粉溶液，所述的大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂分别加入树脂体积的2-4倍量 的重量浓度为8% -12%的氯化钠溶液进行再生；c.将b步骤的菊粉溶液先用纳滤膜纳滤，然后用纯净水洗脱单糖和氯化钠，再浓 缩，喷雾干燥，得产品。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现所述的逆流浸提采用纯净水，容积原料比为1 1. 5-2，浸提温度为50_90°C，时间 30-60分钟；所述的纳滤膜分子量为300-700 ；所述的纯净水为菊粉溶液的1_5倍体积量； 所述的浓缩是将菊粉溶液常规浓缩至菊粉溶液重量的16-18% ；纳滤洗脱液通过反渗透膜 进行除盐浓缩，浓缩液真空浓缩除单糖，渗出液浓缩至氯化钠重量含量为8-12%后送离子 交换树脂再生本发明具有如下优点1)本发明以菊芋或菊苣为原料生产高纯度菊粉，产品质量好、菊粉聚合度高。本发 明避免了传统菊粉生产过程中PH降低造成的菊粉水解问题，而且可将离子交换树脂再生 液回收并反复使用；纳滤洗脱液经除单糖和浓缩，作为离子交换树脂的再生使用，实现了脱 色除盐和不降低菊粉聚合度的两大技术瓶颈问题，质量完全可以与进口菊粉相媲美，而且 廉价，可形成工业化生产。2)本发明生产的菊粉蛋白含量小于0. 1 %，灰分小于0.2%，菊粉含量大于90 %， 聚合度9左右，菊粉纯度高。生产过程中无污水排放，实现了废弃物的综合利用，达到了清 洁生产的目的。
具体实施例方式实施例1 取5000公斤新鲜菊芋块根，用清水清洗去泥土，切丝后进入连续逆流浸提器，逆 流浸提采用纯净水，容积原料比为1 1.5，浸提温度为90°C，提取时间为30分钟，提取液 加入絮凝剂后除杂、过滤得到7500升菊粉含量为8%的澄清透明的菊粉溶液。然后依次连 续经过大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂进行脱色、离子交换得到中性无色透明的菊粉含 量7. 0%的菊粉溶液7500升，上述大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂的再生是用12%的氯 化钠溶液为再生溶液，使用量为树脂体积的2倍。然后再用分子量700的纳滤膜进行除单 糖和氯化钠，加入7500升纯净水进行洗脱单糖和氯化钠，然后浓缩至菊粉含量18%菊粉溶 液，然后喷雾干燥得到490公斤白色菊粉粉末，其中蛋白含量小于0. 1%，灰分小于0. 2%, 菊粉含量大于90%，聚合度9。上述纳滤洗脱液在通过反渗透膜进行除盐浓缩，浓缩液真空 浓缩后得到含量70%的果葡糖浆75升，渗出液通过浓缩后得到8%氯化钠溶液用于离子交 换树脂再生。实施例2:取5000公斤新鲜菊苣块根，用清水清洗去泥土，切丝后进入连续逆流浸提器，逆 流浸提采用纯净水，容积原料比为1 2，浸提温度为50°C，提取时间为60分钟，提取液加 入絮凝剂后除杂过滤得到7500升菊粉含量9%的澄清透明的菊粉溶液。然后连续经过大 孔脱色、强酸离子、强碱离子交换树脂进行脱色、离子交换得到中性无色透明的菊粉含量 8. 9%的菊粉溶液7500升，上述大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂的再生是用8%的氯化 钠溶液为再生溶液，使用量为树脂体积的4倍。然后再用分子量300的纳滤膜进行除单糖 和氯化钠，加入37500升纯净水进行洗脱单糖和氯化钠，然后浓缩至菊粉含量18%菊粉溶 液，然后喷雾干燥得到540公斤白色菊粉粉末，其中蛋白含量小于0. 1%，灰分小于0. 2%， 菊粉含量大于90%，聚合度11。上述纳滤洗脱液在通过反渗透膜进行除盐浓缩，浓缩液真空浓缩后得到含量75%的果葡糖浆70升，渗出液通过浓缩后得到12%氯化钠溶液用于离 子交换树脂再生。实施例3: 取5000公斤新鲜菊芋块根，用清水清洗去泥土，切丝后进入连续逆流浸提器，逆 流浸提采用纯净水，容积原料比为1 1.7，浸提温度为70°C，提取时间为45分钟，提取液 加入絮凝剂后除杂、过滤得到7500升菊粉含量为8%的澄清透明的菊粉溶液。然后依次连 续经过大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂进行脱色、离子交换得到中性无色透明的菊粉含 量8%的菊粉溶液7500升，上述大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂的再生是用10%的氯 化钠溶液为再生溶液，使用量为树脂体积的3倍。然后再用分子量500的纳滤膜进行除单 糖和氯化钠，加入7500升纯净水进行洗脱单糖和氯化钠，然后浓缩至菊粉含量17%菊粉溶 液，然后喷雾干燥得到510公斤白色菊粉粉末，其中蛋白含量小于0. 1%，灰分小于0.2%， 菊粉含量大于90%，聚合度10。上述纳滤洗脱液在通过反渗透膜进行除盐浓缩，浓缩液真 空浓缩后得到含量72%的果葡糖浆73升，渗出液通过浓缩后得到10%氯化钠溶液再用于 离子交换树脂再生。
权利要求
一种高纯度菊粉的生产方法，其特征在于a.以菊芋或菊苣为原料，通过原料清洗、切丝、逆流浸提、絮凝除杂，过滤，得菊粉原料液；b.将a步骤的菊粉原料液依次以2 3米/秒线速度通过大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂进行脱色、离子交换，得菊粉溶液，所述的大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂分别加入2 4倍体积量的重量浓度为8％ 12％的氯化钠溶液进行再生；c.将b步骤的菊粉溶液先用纳滤膜纳滤，然后用纯净水洗脱单糖和氯化钠，再浓缩，喷雾干燥，得产品。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度菊粉的生产方法，其特征在于所述的逆流浸提采 用纯净水，容积原料比为1 1. 5-2，浸提温度为50-90°C，时间30-60分钟。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度菊粉的生产方法，其特征在于所述的纳滤膜分子 量为 300-700。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度菊粉的生产方法，其特征在于所述的纯净水为菊 粉溶液的1-5倍体积量。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度菊粉的生产方法，其特征在于所述的浓缩是将菊 粉溶液常规浓缩至菊粉溶液重量的16-18%。
6.根据权利要求1所述的一种高纯度菊粉的生产方法，其特征在于纳滤洗脱液通过反 渗透膜进行除盐浓缩，浓缩液真空浓缩除单糖，渗出液浓缩至氯化钠重量含量为8-12%后 送离子交换树脂再生。
全文摘要
本发明提供一种高纯度菊粉的生产方法，该方法的生产步骤为a.以菊芋或菊苣为原料，通过原料清洗、切丝、逆流浸提、絮凝除杂，过滤，得菊粉原料液；b.将a步骤的菊粉原料液依次以2-3米/秒线速度通过大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂进行脱色、离子交换，得菊粉溶液，所述的大孔脱色树脂、强酸树脂、强碱树脂分别加入2-4倍体积量的重量浓度为8％-12％的氯化钠溶液进行再生；c.将b步骤的菊粉溶液先用纳滤膜纳滤，然后用纯净水洗脱单糖和氯化钠，再浓缩，喷雾干燥，得产品。本发明的方法避免了菊粉溶液由于pH值下降造成的水解，而且可将离子交换树脂再生并反复使用，全生产过程实现了综合利用和清洁生产并无污染排放。
文档编号C08B37/18GK101955553SQ20101029937
公开日2011年1月26日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者辛程勋 申请人:九环菊芋生物产业股份有限公司