一种菊芋/菊苣综合利用方法

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。

说明书

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℃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℃，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-01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℃，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℃，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℃，工作压力1.5～4.0Mpa。

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℃，工作压力2.0～4.0Mpa。

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℃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9.1Brix；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℃，工作压力1-2.5Mpa,树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为  35℃，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℃，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℃，工作压力1.5～4.0Mpa,得到纳滤透析液291kg,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9.1kg；

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℃，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18-22%、糠醛0.04%,反渗透浓缩液采用DTF-01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13Brix、纯度95%，杂糖糖度11Brix,其中含有低聚果糖1.8%、果糖3%、葡萄糖45%、蔗糖50%、糠醇0.2%。

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℃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9.0Brix；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℃，工作压力1-2.5Mpa,树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为  35℃，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℃，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℃，工作压力1.5～4.0Mpa,得到纳滤透析液268kg,糖度2.0Brix和纳滤浓缩液57kg,糖度14.8Brix，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℃，工作压力2.0～4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液 17.9kg,糖度31Brix,其中含有低聚果糖24%、高果糖浆41%、葡萄糖16、蔗糖18-22%、糠醛0.05%,反渗透浓缩液采用DTF-01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10Brix、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℃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178kg,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℃，工作压力1-2.5Mpa,树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为  35℃，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℃，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℃，工作压力1.5～4.0Mpa,得到纳滤透析液311kg,糖度2.0Brix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℃，工作压力2.0～4.0 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18-22%、糠醛0.04%,反渗透浓缩液采用DTF-01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℃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156kg,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℃，工作压力1-2.5Mpa,树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为  35℃，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℃，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℃，工作压力1.5～4.0Mpa,得到纳滤透析液289kg,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℃，工作压力2.0～4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液 17.6kg,糖度29Brix,其中含有低聚果糖22%、高果糖浆41%、葡萄糖16、蔗糖18-22%、糠醛0.04%,反渗透浓缩液采用DTF-01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13Brix、纯度96%，杂糖糖度10Brix,其中含有低聚果糖2%、果糖3%、葡萄糖44%、蔗糖50.8%、糠醇0.2%。

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℃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9.1Brix；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℃，工作压力1-2.5Mpa,树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为  35℃，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℃，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℃，工作压力1.5～4.0Mpa,得到纳滤透析液283kg,糖度1.8Brix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℃，工作压力2.0～4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液 17.9kg,糖度31Brix,其中含有低聚果糖25%、高果糖浆41%、葡萄糖13、蔗糖18-22%、糠醛0.04%,反渗透浓缩液采用DTF-01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13Brix、纯度97%，杂糖糖度11Brix,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℃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162kg,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℃，工作压力1-2.5Mpa,树脂脱盐使用的树脂为732阳离子树脂，进料温度为  35℃，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℃，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℃，工作压力1.5～4.0Mpa,得到纳滤透析液293kg,糖度1.8Brix和纳滤浓缩液54kg,糖度15.3Brix，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℃，工作压力2.0～4.0 Mpa,得到反渗透浓缩液 17.8kg,糖度31Brix,其中含有低聚果糖23%、高果糖浆39%、葡萄糖17、蔗糖18-22%、糠醛0.04%,反渗透浓缩液采用DTF-01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8Brix、纯度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。