一种普鲁兰多糖膜浓缩工艺
阅读说明：本技术 一种普鲁兰多糖膜浓缩工艺 (Pullulan film concentration process ) 是由 陈传云 张庆 李胜明 梁远争 于 2021-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明属于普鲁兰多糖生产技术领域,具体公开了一种普鲁兰多糖膜浓缩工艺,具体包括如下步骤：S1、预处理：将含有普鲁兰多糖和较多杂质的发酵液导入预处理罐中,高温灭酶处理；S2、澄清：向发酵液中加入适量助滤剂,导入板框压滤机中进行压滤,得到澄清液；S3、脱色：将澄清液导入脱色罐中,进行脱色处理；S4、去除蛋白质：将脱色后的澄清液导入处理罐,采用树脂吸附法去除杂质蛋白,得到处理液；S5、超滤处理：将处理液导入超滤膜系统中,循环过滤；S6、干燥：收集经过步骤S5处理得到的超滤膜浓缩液,喷雾干燥,得到粉末状的成品；本发明能够充分去除发酵液中的杂质,产品纯度高,且工艺流程简单,能耗较低,生产成本低。(The invention belongs to the technical field of pullulan production, and particularly discloses a pullulan film concentration process which specifically comprises the following steps: s1, preprocessing: introducing fermentation liquor containing pullulan polysaccharide and more impurities into a pretreatment tank, and carrying out high-temperature enzyme deactivation treatment; s2, clarification: adding a proper amount of filter aid into the fermentation liquor, and introducing the fermentation liquor into a plate-and-frame filter press for filter pressing to obtain clear liquor; s3, decoloring: introducing the clarified liquid into a decoloring tank for decoloring; s4, protein removal: introducing the decolorized clear solution into a treatment tank, and removing impurity proteins by using a resin adsorption method to obtain a treatment solution; s5, ultrafiltration treatment: introducing the treatment solution into an ultrafiltration membrane system, and performing circulating filtration; s6, drying: collecting the ultrafiltration membrane concentrated solution obtained by the step S5, and performing spray drying to obtain a powdery finished product; the method can fully remove impurities in the fermentation liquor, and has the advantages of high product purity, simple process flow, lower energy consumption and low production cost.)
技术领域
本发明涉及普鲁兰多糖生产技术领域，具体为一种普鲁兰多糖膜浓缩工艺。
背景技术
普鲁兰多糖是一种以玉米为原料发酵而成的胞外水溶性粘质多糖，又名短梗霉多糖、茁霉多糖，英文名Pulullan。由于该多糖独特的结构和性质，在医药、食品、石油、化工等行业具有广泛的应用前景。因其在自然界可被微生物降解利用，不会引起环境污染，故被誉为无公害塑料。2006年5月19日.国家卫生部发布了第8号公告，普鲁兰多糖为新增四种食品添加剂产品之一，可在糖果、巧克力包衣、膜片、复合调味科和果蔬汁饮料中用作被膜剂和增稠剂。工业上用微生物发酵法制备普鲁兰多糖，但发酵液中除普鲁兰多糖外还存在较多杂质，需要进一步过滤才能够得到纯度较高的普鲁兰多糖溶液。传统工艺采用板框过滤或活性炭过滤的方式来去除杂质，或是采用热浓缩法来提高溶液浓度，但是板框过滤和活性炭过滤法对蛋白质、灰分、单糖、二糖等杂质的去除不充分，产品质量难以保证，且普鲁兰多糖成分损失大；热浓缩发能耗高，且高温会使蛋白质变性，降低产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种普鲁兰多糖膜浓缩工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种普鲁兰多糖膜浓缩工艺，具体包括如下步骤：
S1、预处理：将含有普鲁兰多糖和较多杂质的发酵液导入预处理罐中，高温灭酶处理；
S2、澄清：向发酵液中加入适量助滤剂，导入板框压滤机中进行压滤，得到澄清液；
S3、脱色：将澄清液导入脱色罐中，进行脱色处理；
S4、去除蛋白质：将脱色后的澄清液导入处理罐，采用树脂吸附法去除杂质蛋白，得到处理液；
S5、超滤处理：将处理液导入超滤膜系统中，循环过滤；
S6、干燥：收集经过步骤S5处理得到的超滤膜浓缩液，喷雾干燥，得到粉末状的成品。
优选的，所述步骤S1中的高温灭酶处理温度为70-90℃，处理时间为1-2h。
优选的，所述步骤S2中的助滤剂包括硅藻土、珍珠岩、纤维素、石棉中的任一种或多种的组合物，所述助滤剂的质量占与发酵液总质量的1-3％。
优选的，所述步骤S3中的脱色处理具体包括如下步骤：向澄清液中添加活性炭，并加以搅拌使溶液混合均匀。
优选的，所述活性炭的质量占澄清液总质量的0.1-1％，脱色处理温度为20-80℃，搅拌处理时间为20-100min。
优选的，所述步骤S3在活性炭脱色后还包括过氧化氢处理，具体包括如下步骤：向经过活性炭脱色处理的溶液中添加过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的质量占溶液总质量的0.1-0.5％。
优选的，所述步骤S5中的超滤处理采用卷式超滤膜，所述卷式超滤膜的分子量为2000-10000道尔顿，超滤处理压力为3-10bar，温度为10-40℃。
优选的，所述步骤S5中的循环过滤具体包括如下步骤：经超滤处理的浓缩液导入循环罐中，当料液的固含量达到15-30％时，向循环罐中加入透析水。
优选的，所述透析水与料液的质量比为1：1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过膜过滤浓缩的方式，可以使得蛋白质、单糖、二糖、灰分的含量大大降低，提高产品品质；
2)通过一定的技术手段调节系统的温度、压力、流量等，根据产品的质量要求来设定相应的超滤膜过滤技术参数，生产高浓度的普鲁兰多糖溶液，降低后续干燥工段能耗，膜浓缩能耗仅为传统热浓缩能耗的1/5-1/3，且产品质量好于热浓缩工艺的产品质量；
3)超滤膜浓缩过程中分离出来的清液颜色清澈透明，几乎无有效成份，可以循环利用，节约资源，降低成本；
4)传统的板框过滤等工艺因为过滤精度低，相对于膜过滤，容易造成普鲁兰多糖的损失，而超滤膜过滤基本上能避免传统工艺的缺陷，产品收率大大得到提高；
5)超滤膜系统的操作简单，能够降低生产成本，且工作环境较传统工艺的生产环境有所改善，工人的工作强度更低。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种普鲁兰多糖膜浓缩工艺，具体包括如下步骤：
S1、预处理：将含有普鲁兰多糖和较多杂质的发酵液导入预处理罐中，高温灭酶处理；
S2、澄清：向发酵液中加入适量助滤剂，导入板框压滤机中进行压滤，得到澄清液；
S3、脱色：将澄清液导入脱色罐中，进行脱色处理；
S4、去除蛋白质：将脱色后的澄清液导入处理罐，采用树脂吸附法去除杂质蛋白，得到处理液；
S5、超滤处理：将处理液导入超滤膜系统中，循环过滤，通过超滤浓缩的方式能够去除溶液中60-90％的蛋白质、99％的单糖和二糖、灰分等，提高产品纯度；
S6、干燥：收集经过步骤S5处理得到的超滤膜浓缩液，喷雾干燥，得到粉末状的成品。
所述步骤S1中的高温灭酶处理温度为70℃，处理时间为2h。
所述步骤S2中的助滤剂包括硅藻土、珍珠岩、纤维素、石棉中的任一种或多种的组合物，所述助滤剂的质量占与发酵液总质量的1％。
所述步骤S3中的脱色处理具体包括如下步骤：向澄清液中添加活性炭，并加以搅拌使溶液混合均匀。
所述活性炭的质量占澄清液总质量的0.1％，脱色处理温度为20℃，搅拌处理时间为100min。
所述步骤S3在活性炭脱色后还包括过氧化氢处理，具体包括如下步骤：向经过活性炭脱色处理的溶液中添加过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的质量占溶液总质量的0.1％，通过过氧化氢处理能够进一步除去溶液中的色素。
所述步骤S5中的超滤处理采用卷式超滤膜，所述卷式超滤膜的分子量为2000道尔顿，超滤处理压力为3bar，温度为10℃。
所述步骤S5中的循环过滤具体包括如下步骤：经超滤处理的浓缩液导入循环罐中，当料液的固含量达到15％时，向循环罐中加入透析水。
所述透析水与料液的质量比为1：1。
实施例二
与实施例一的区别在于：所述步骤S1中的高温灭酶处理温度为80℃，处理时间为1.5h；
所述步骤S2中助滤剂的质量占与发酵液总质量的2％；
所述活性炭的质量占澄清液总质量的0.5％，脱色处理温度为50℃，搅拌处理时间为60min；
所述步骤S3在活性炭脱色后还包括过氧化氢处理，具体包括如下步骤：向经过活性炭脱色处理的溶液中添加过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的质量占溶液总质量的0.3％；
所述步骤S5中的超滤处理采用卷式超滤膜，所述卷式超滤膜的分子量为5000道尔顿，超滤处理压力为7bar，温度为25℃；
所述步骤S5中的循环过滤具体包括如下步骤：经超滤处理的浓缩液导入循环罐中，当料液的固含量达到20％时，向循环罐中加入透析水。
实施例三
与实施例一的区别在于：所述步骤S1中的高温灭酶处理温度为90℃，处理时间为1h；
所述步骤S2中助滤剂的质量占与发酵液总质量的3％；
所述活性炭的质量占澄清液总质量的1％，脱色处理温度为80℃，搅拌处理时间为20min；
所述步骤S3在活性炭脱色后还包括过氧化氢处理，具体包括如下步骤：向经过活性炭脱色处理的溶液中添加过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的质量占溶液总质量的0.5％；
所述步骤S5中的超滤处理采用卷式超滤膜，所述卷式超滤膜的分子量为10000道尔顿，超滤处理压力为10bar，温度为40℃；
所述步骤S5中的循环过滤具体包括如下步骤：经超滤处理的浓缩液导入循环罐中，当料液的固含量达到30％时，向循环罐中加入透析水。
实验例
按照如下步骤测定本发明各实施例制备的产品中普鲁兰多糖的含量：
1)取等量的经实施例一-三制备的成品粉末，每实施例各取三份，加入等量蒸馏水，混合均匀，得到样品溶液；
2)将每份样品溶液分成等量的两份，一份用酸液调节H+浓度0.2～0.8mol/L，沸水浴1～5min；另一份用酸液调节H+浓度2.0～3.0mol/L，沸水浴20～60min；用生物传感分析仪法测定水解液中葡萄糖含量，分别为A和B；
3)根据下式计算普鲁兰多糖含量：
式中：162：普鲁兰多糖单糖单位的分子量；180：葡萄糖的分子量。
将测定的普鲁兰多糖含量与样品溶液质量相对比，换算呈普鲁兰多糖在每份样品溶液中的百分比，结果如下表所示：
由上表可以看出，本发明各实施例制备的产品粉末中，普鲁兰多糖的含量都稳定在90％以上，产品纯度高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种联合制备海藻酸钠和海带蛋白的方法