从菊芋中提取高纯度纯天然菊粉的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种菊粉加工技术领域，更具体地说它是一种从菊芋中提取高纯度纯 天然菊粉的生产工艺。
【背景技术】
[0002] 菊芋是固沙的优良植物新材料。菊芋素有"沙漠第一草之称"。菊芋块茎俗称"洋 薑"、鬼子姜，可供食用或腌制酱菜。菊芋杆、叶饲用价值高并可药用。菊芋地下块茎富含菊 糖，它是果糖多聚物，是糖尿病人的首选甜味剂。由于国际、国内市场对菊糖的需求日益增 加。使菊芋种植和深加工具有极大的开发潜力和拓展空间。特别是加入WTO以来，人们对 保健品的需求以及菊糖作为低热值原料填充剂、质构改良剂、风味掩盖剂和增加剂的特有 的公认性和安全性，在功能性食品中被广泛的应用。
[0003] 长期以来，蔗糖是食品工业的大宗原料之一，具有纯正怡人的甜味刺激及16. 7KJ/ g的高能量等优良特性，但过多摄入成了一个重要的不健康因子。为调和这个矛盾，像菊粉 低聚果糖这样的功能性甜味剂应运而生。它具有特殊的生理功能并可供特殊营养群（如糖 尿病患者）使用，可替代蔗糖应用在功能性食品或低能量食品中，其基本特征是低能量或 无能量，非龋齿或抗龋齿，部分品种对人体健康能起积极有效的调节功能（属于生理活性 物质）。随着人们对自身健康的日益关注，对功能性食品及基料的开发持续升温，市场不断 扩大。
[0004] 通过几十年的研发，已有低聚糖、糖醇等几类近30种的功能性甜味剂广泛应用于 食品、制药、保健等行业，需求量迅速上升，已成为一个朝阳行业。为探寻理想化的蔗糖替代 品，开发工作热潮不断，成果频出，前景无量。其中：功能性低聚糖中的低聚果糖多以蔗糖为 原料，经酶法处理蔗糖浆而得，但产品中还含有一定量的葡萄糖和蔗糖。现由菊芋加工的菊 粉低聚果糖，产品中只还含有果糖，且原料来源广泛，工艺简单，成本低廉，产品竞争力明显 增强。从菊芋中提取的产品菊粉是多聚果糖，其功能与功能性低聚果糖相似，可直接应用， 也可进一步加工成菊粉低聚果糖。它们是双歧杆菌的增殖因子，能有效增加双歧杆菌数量； 产生短链脂肪酸、抗菌素，抑制肠道内腐败菌的生长，减少有害发酵产物及细菌酶的产生， 改变大便性状，防止便秘，保护肝脏功能，降低血清胆固醇，降低血压，摄入人体后，不会引 起血糖及胰岛素的波动，对糖尿病、高血压、心血管病患者十分适用，能提高机体免疫力，有 抗癌作用和很好的保健功能；还能在肠道内促进合成维生素，促进钙的吸收。它们又是一种 水溶性膳食纤维，很难被人体吸收利用，能量值很低，不会导致肥胖。它不是口腔微生物的 合适作用底物，有防龋齿作用。多种优越的生理功能和理化特性，使其在食品、医药、保健品 行业中广泛应用，成为集营养、保健、疗效三位一体的21世纪保健新糖源。菊粉溶液还是一 种模拟脂肪，具有与奶油非常相似的感官特性，因此可作脂肪替代品。
[0005] 近十年来，国内果糖需求急剧增加，我国每年需进口大量果糖，而且逐年增量超过 20%。鉴于我国该技术主要三种产品（菊粉、低聚果糖、超高果糖浆）的进口情况，利用我 国的原料优势，采用高新技术生产我国急需的菊粉、低聚果糖、超高果糖浆已十分必要，即 研宄从菊芋中提取高纯度纯天然菊粉的生产工艺已十分必要。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服上述现有【背景技术】的不足之处，而提供一种从菊芋中提取 高纯度纯天然菊粉的生产工艺。
[0007] 本发明的目的是通过如下措施来达到的：从菊芋中提取高纯度纯天然菊粉的生产 工艺，其特征在于它包括如下步骤：
[0008] (1)、原料的收购，将总糖含量一般在20%，泥土 3%以内，无霉变、破损的原料菊 芋从产地运输到厂内，放入原料堆场；
[0009] (2)、水力输送清洗除杂，将菊芋运送至清洗流送槽，用3- 5倍的水把菊芋输送到 除沙机，水力输送可软化菊芋表面及分丫里面的泥土，并同时流送槽上的浮萍收集网拦截 菊芋里面的枝、叶、杆径、根类杂质，减轻后续工序的清洗负担；经水力输送的菊芋进入除 沙机能除去大量的泥沙和石块类杂质，接着进入清洗机内清洗，菊芋块茎在清洗机内受到 水流的剧烈冲击，并且充分滚动，通过清洗机内的刷子进一步除去芽眼和菊芋分叉处的泥 土；
[0010] (3)、菊芋破碎，菊芋在输入破碎机进口前需加一套吸铁装置或永磁设备，去除混 入的铁钉、螺丝类铁器，菊芋破碎的目的是破坏菊芋块茎的细胞，使细胞壁内菊糖成分尽量 释放出来，以便与蛋白、纤维分离；适合菊芋块茎破碎的设备有鼠笼破碎机和锤片式破碎 机，菊芋破碎后的粒度控控制在1一2mm，破碎后菊芋加入少量的水用螺杆泵泵入提取罐；
[0011] (4)、菊芋糖浆的提取与分离，破碎的菊芋浆料泵入提取罐后，加入等同菊芋重量 的热水，蒸汽加热，保持温度80度，充分搅拌，时间30分钟；菊芋浆料用热水提取，能使细胞 壁内的菊糖有效成分尽量溶解在水中，从而达到提高菊糖提取率的目的；用板框压滤机或 卧式螺旋离心机让渣液分离，菊芋渣可直接作为牛羊饲料出售或作为农家肥返田；将菊糖 液收集到净化储罐准备作下一步工序处理；
[0012] (5)、净化脱色，将净化罐里的菊糖液加热至75度，加石灰乳，搅拌，调pH值至11一 12,时间30分钟，让蛋白质析出来；在净化罐里加冰乙酸，调pH值至7,时间15分钟；继续在 净化罐里加活性炭脱色，保持温度75度，时间30分钟，充分搅拌，最后泵入板框压滤机将糖 液与蛋白、活性炭分离，将分离后的菊糖液泵入暂存罐；由于蛋白质在菊糖里属杂质成分， 所以要加石灰除去蛋白；加冰乙酸是为了将物料回调至中性；加活性炭就是要除去糖液里 的大部分色素；
[0013] (6)、离子交换，将暂存罐内的糖液缓缓泵入离子交换树脂柱来进行离子交换，以 进一步净化糖液品质；离子交换树脂柱分阳离子交换柱和阴离子交换树脂柱，阳离子树脂 可去除菊糖液中的无机阳离子和带正电的蛋白类杂质；阴离子树脂可去除菊糖液中的无机 阴离子和带负电的蛋白类杂质；同时离交树脂还可脱去活性炭脱不了的色素，并能调节糖 液的pH值；
[0014] (7)、纳滤膜脱糖浓缩，离子