菊粉精制工艺研究

论文摘要

菊粉以及其下游产物作为一种功能性食品添加剂已经在世界范围内得到了广泛应用。近年来,菊粉的开发利用受到国际食品界的高度重视,与其相关的研究十分活跃。而是我国在这一领域的研究与开发起步较晚,现在菊粉精制工艺相对落后,已经制约菊粉产业的发展。因此,对既能生产出高纯度菊粉又适合大规模工业化生产的精制工艺研究就显得十分重要。本论文研究了以菊芋粗提液为原料,依次经过加灰充炭澄清,活性炭脱色,离子树脂脱盐和喷雾干燥等几步工艺操作,最终得到95%以上纯度的高质量菊粉。在对其工艺流程的研究和对其工艺条件的优化中,得到以下结论:首先,确定以加灰充炭的方法澄清菊芋提取液,可以有效的除去蛋白质、果胶等大分子杂质。对其工艺条件优化结果表明,最佳工艺条件和结果为:加CaO到pH值13.4±0.1,充CO2气体到pH值为6.8±0.1,反应环境温度控制在80±2℃,测得最终蛋白质去除率为81.6%,总糖损失率3.4%(其中果糖占90%)。其次,采用活性炭处理作为菊芋处理液脱色的工艺方法,并通过单因素实验和正交实验确定活性炭脱色的最佳工艺条件和结果为:活性炭用量为2% (w/v),温度50±2℃,脱色时间40min,脱色率可达到85.8%。此外,在对活性炭等温吸附曲线进行拟合,结果表明所用活性炭的吸附等温模型符合Langmuir吸附等温式。再次,采用D290阴离子树脂进一步吸附除去菊芋提取液中的剩余色素,再用D001阳离子树脂交换除去阳离子,实验结果表明脱色率为75%,灰分去除率为61%。离子交换的静态单因素实验表明其最佳工艺条件为:阴阳离子树脂用量为2% (w/v),温度50±2℃,反应3h。最后,用喷雾干燥的方法分离水分,得到了白色菊粉粉末,对产品分析表明菊粉含量在95%以上。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 理化性质
• 1.1.1 菊粉基本性质
• 1.1.2 菊芋基本性质
• 1.1.3 甜度
• 1.1.4 水溶性与酸稳定性
• 1.2 生理功效
• 1.2.1 增殖双歧杆菌
• 1.2.2 控制血脂
• 1.2.3 不引起血糖波动
• 1.2.4 促进矿物质的吸收
• 1.2.5 防治便秘
• 1.3 菊粉分子中的糖苷键与相关的糖苷酶
• 1.3.1 α-葡萄糖苷酶
• 1.3.2 β-果糖苷酶
• 1.3.3 菊粉酶
• 1.4 下游产物
• 1.4.1 高纯度果糖
• 1.4.2 低聚果糖
• 1.5 菊粉的提取和精制
• 1.5.1 菊粉的提取
• 1.5.2 澄清除杂
• 1.5.3 活性炭脱色
• 1.5.4 离子交换脱盐脱色
• 1.5.5 喷雾干燥
• 1.6 分析检测
• 1.6.1 糖的检测
• 1.6.2 菊粉的测定与分析
• 1.6.3 蛋白质含量测定
• 1.6.4 钙离子的测定
• 1.7 本课题研究的目的与主要内容
• 第二章 加灰充炭澄清工艺研究
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 钙离子浓度的测定
• 2.2.2 蛋白质含量的测定
• 2.2.3 pH值控制点的确定
• 2.2.4 最佳温度的确定
• 2.2.5 菊芋处理液的HPLC分析
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 pH值控制点的确定
• 2.3.2 最佳温度的确定
• 2.3.3 加灰充炭前后HPLC分析结果
• 2.4 小结
• 第三章 活性炭脱色工艺研究
• 3.1 实验材料与仪器
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 主要仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 活性炭的预处理
• 3.2.2 总糖的测定
• 3.2.3 还原糖的测定
• 3.2.4 活性炭单因素实验
• 3.2.5 正交实验
• 3.2.6 活性炭等温吸附曲线的测定
• 3.3 结果分析与讨论
• 3.3.1 单因素实验结果
• 3.3.2 正交实验分析
• 3.3.3 活性炭等温吸附曲线
• 3.4 小结
• 第四章 离子交换工艺研究
• 4.1 实验材料与仪器
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 主要仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 离子树脂的预处理
• 4.2.2 阴离子树脂单因素实验
• 4.2.3 离子交换工艺流程
• 4.2.4 树脂再生
• 4.2.5 灰分去除率的计算
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 阴离子树脂最佳用量的选择
• 4.3.2 阴离子树脂最佳脱色温度的选择
• 4.3.3 阴离子树脂最佳作用时间的选择
• 4.3.4 脱盐工艺流程与最价工艺条件
• 4.4 小结
• 第五章 产品分析
• 5.1 实验材料与仪器
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 主要仪器
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 产品还原糖含量测定
• 5.2.2 产品总糖含量测定
• 5.2.3 产品的蛋白质含量测定
• 5.2.4 产品菊粉的灰分含量测定
• 5.2.5 产品菊粉的薄层色谱分析
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 产品菊粉
• 5.3.2 还原糖测定结果
• 5.3.3 总糖测定结果
• 5.3.4 蛋白质的测定结果
• 5.3.5 菊粉薄层色谱分析结果
• 5.3.6 产品的灰分含量测定结果
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 参加科研情况说明
• 致谢
• 附录