從菊芋中提取高純度純天然菊粉的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種菊粉加工技術領域，更具體地說它是一種從菊芋中提取高純度純 天然菊粉的生產工藝。
【背景技術】
[0002] 菊芋是固沙的優良植物新材料。菊芋素有"沙漠第一草之稱"。菊芋塊莖俗稱"洋 薑"、鬼子姜，可供食用或腌制醬菜。菊芋桿、葉飼用價值高并可藥用。菊芋地下塊莖富含菊 糖，它是果糖多聚物，是糖尿病人的首選甜味劑。由于國際、國內市場對菊糖的需求日益增 加。使菊芋種植和深加工具有極大的開發潛力和拓展空間。特別是加入WTO以來，人們對 保健品的需求以及菊糖作為低熱值原料填充劑、質構改良劑、風味掩蓋劑和增加劑的特有 的公認性和安全性，在功能性食品中被廣泛的應用。
[0003] 長期以來，蔗糖是食品工業的大宗原料之一，具有純正怡人的甜味刺激及16. 7KJ/ g的高能量等優良特性，但過多攝入成了一個重要的不健康因子。為調和這個矛盾，像菊粉 低聚果糖這樣的功能性甜味劑應運而生。它具有特殊的生理功能并可供特殊營養群（如糖 尿病患者）使用，可替代蔗糖應用在功能性食品或低能量食品中，其基本特征是低能量或 無能量，非齲齒或抗齲齒，部分品種對人體健康能起積極有效的調節功能（屬于生理活性 物質）。隨著人們對自身健康的日益關注，對功能性食品及基料的開發持續升溫，市場不斷 擴大。
[0004] 通過幾十年的研發，已有低聚糖、糖醇等幾類近30種的功能性甜味劑廣泛應用于 食品、制藥、保健等行業，需求量迅速上升，已成為一個朝陽行業。為探尋理想化的蔗糖替代 品，開發工作熱潮不斷，成果頻出，前景無量。其中：功能性低聚糖中的低聚果糖多以蔗糖為 原料，經酶法處理蔗糖漿而得，但產品中還含有一定量的葡萄糖和蔗糖。現由菊芋加工的菊 粉低聚果糖，產品中只還含有果糖，且原料來源廣泛，工藝簡單，成本低廉，產品競爭力明顯 增強。從菊芋中提取的產品菊粉是多聚果糖，其功能與功能性低聚果糖相似，可直接應用， 也可進一步加工成菊粉低聚果糖。它們是雙歧桿菌的增殖因子，能有效增加雙歧桿菌數量； 產生短鏈脂肪酸、抗菌素，抑制腸道內腐敗菌的生長，減少有害發酵產物及細菌酶的產生， 改變大便性狀，防止便秘，保護肝臟功能，降低血清膽固醇，降低血壓，攝入人體后，不會引 起血糖及胰島素的波動，對糖尿病、高血壓、心血管病患者十分適用，能提高機體免疫力，有 抗癌作用和很好的保健功能；還能在腸道內促進合成維生素，促進鈣的吸收。它們又是一種 水溶性膳食纖維，很難被人體吸收利用，能量值很低，不會導致肥胖。它不是口腔微生物的 合適作用底物，有防齲齒作用。多種優越的生理功能和理化特性，使其在食品、醫藥、保健品 行業中廣泛應用，成為集營養、保健、療效三位一體的21世紀保健新糖源。菊粉溶液還是一 種模擬脂肪，具有與奶油非常相似的感官特性，因此可作脂肪替代品。
[0005] 近十年來，國內果糖需求急劇增加，我國每年需進口大量果糖，而且逐年增量超過 20%。鑒于我國該技術主要三種產品（菊粉、低聚果糖、超高果糖漿）的進口情況，利用我 國的原料優勢，采用高新技術生產我國急需的菊粉、低聚果糖、超高果糖漿已十分必要，即 研宄從菊芋中提取高純度純天然菊粉的生產工藝已十分必要。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于克服上述現有【背景技術】的不足之處，而提供一種從菊芋中提取 高純度純天然菊粉的生產工藝。
[0007] 本發明的目的是通過如下措施來達到的：從菊芋中提取高純度純天然菊粉的生產 工藝，其特征在于它包括如下步驟：
[0008] (1)、原料的收購，將總糖含量一般在20%，泥土 3%以內，無霉變、破損的原料菊 芋從產地運輸到廠內，放入原料堆場；
[0009] (2)、水力輸送清洗除雜，將菊芋運送至清洗流送槽，用3- 5倍的水把菊芋輸送到 除沙機，水力輸送可軟化菊芋表面及分丫里面的泥土，并同時流送槽上的浮萍收集網攔截 菊芋里面的枝、葉、桿徑、根類雜質，減輕后續工序的清洗負擔；經水力輸送的菊芋進入除 沙機能除去大量的泥沙和石塊類雜質，接著進入清洗機內清洗，菊芋塊莖在清洗機內受到 水流的劇烈沖擊，并且充分滾動，通過清洗機內的刷子進一步除去芽眼和菊芋分叉處的泥 土；
[0010] (3)、菊芋破碎，菊芋在輸入破碎機進口前需加一套吸鐵裝置或永磁設備，去除混 入的鐵釘、螺絲類鐵器，菊芋破碎的目的是破壞菊芋塊莖的細胞，使細胞壁內菊糖成分盡量 釋放出來，以便與蛋白、纖維分離；適合菊芋塊莖破碎的設備有鼠籠破碎機和錘片式破碎 機，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桿泵泵入提取罐；
[0011] (4)、菊芋糖漿的提取與分離，破碎的菊芋漿料泵入提取罐后，加入等同菊芋重量 的熱水，蒸汽加熱，保持溫度80度，充分攪拌，時間30分鐘；菊芋漿料用熱水提取，能使細胞 壁內的菊糖有效成分盡量溶解在水中，從而達到提高菊糖提取率的目的；用板框壓濾機或 臥式螺旋離心機讓渣液分離，菊芋渣可直接作為牛羊飼料出售或作為農家肥返田；將菊糖 液收集到凈化儲罐準備作下一步工序處理；
[0012] (5)、凈化脫色，將凈化罐里的菊糖液加熱至75度，加石灰乳，攪拌，調pH值至11一 12,時間30分鐘，讓蛋白質析出來；在凈化罐里加冰乙酸，調pH值至7,時間15分鐘；繼續在 凈化罐里加活性炭脫色，保持溫度75度，時間30分鐘，充分攪拌，最后泵入板框壓濾機將糖 液與蛋白、活性炭分離，將分離后的菊糖液泵入暫存罐；由于蛋白質在菊糖里屬雜質成分， 所以要加石灰除去蛋白；加冰乙酸是為了將物料回調至中性；加活性炭就是要除去糖液里 的大部分色素；
[0013] (6)、離子交換，將暫存罐內的糖液緩緩泵入離子交換樹脂柱來進行離子交換，以 進一步凈化糖液品質；離子交換樹脂柱分陽離子交換柱和陰離子交換樹脂柱，陽離子樹脂 可去除菊糖液中的無機陽離子和帶正電的蛋白類雜質；陰離子樹脂可去除菊糖液中的無機 陰離子和帶負電的蛋白類雜質；同時離交樹脂還可脫去活性炭脫不了的色素，并能調節糖 液的pH值；
[0014] (7)、納濾膜脫糖濃縮，離子