[发明专利]一种棉籽糖提取液的脱色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种棉籽糖提取液的脱色方法，属吸附分离技术领域。

背景技术

棉籽糖(Raffinose)又称蜜三糖(Melitriose)、棉子糖，由半乳糖、葡萄糖和果糖结合而成，属低聚糖，系非还原糖。经研究发现，棉子糖是人体肠道中双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌等有益菌极好的营养源，能促进它们的增殖，从而抑制肠道内腐败菌的生长，并减少有毒发酵产物的形成。双歧杆菌发酵棉籽糖产生大量的短链脂肪酸，能刺激肠道蠕动、增加粪便润湿度并保持一定的渗透压，从而防止便秘的发生。此外，棉籽糖能改善人体的消化功能，促进人体对钙的吸收，从而增强人体免疫力，对预防疾病和抗衰老具有明显效果。棉子糖还可作为人体和动物活器官移植用保护输送液的主要成分及延长活菌体在常温下存活期的增效剂。棉籽糖的耐酸、耐热性好，在90％的相对湿度下也不会吸湿结块，其本身可作为食品添加剂使用，改善食品的加工特性，防止产品褐变，提高产品质量，延长产品的保质期。棉籽糖因具有优良的理化性能及生理活性，目前已被广泛用于食品、医药及化妆品等行业。

棉籽糖在自然界的分布很广，是除蔗糖外在植物中分布最广的低聚糖，它广泛存在于甜菜、棉籽、蜂蜜、卷心菜、酵母、马铃薯、葡萄、麦类、玉米以及豆科植物的种子中，其中在棉籽中的含量最高，约为4～9％。棉籽仁在被提取棉籽油后产生大量的副产品——脱脂棉籽粕，其中棉籽糖的含量基本保持不变，脱脂棉籽粕饼是工业上生产棉籽糖的极佳原料。

脱脂棉籽粕中的成分包括棉籽糖、蛋白、盐分、棉酚色素以及其它的单糖或蔗糖等。通常，从脱脂棉籽粕制备棉籽糖，是先通过溶剂提取，从脱脂棉籽粕中得到棉籽糖提取液；再通过对棉籽糖提取液脱棉酚色素、脱蛋白、脱盐以及除去单糖或蔗糖杂质进行提纯；最后通过结晶或沉淀获得最终产品。

从脱脂棉籽粕获得棉籽糖的提取方法主要有水提法、含水有机溶剂提取法和酶解-醇溶液提取法等。目前，从脱脂棉籽粕中提取棉籽糖主要采用的技术是含水有机溶剂浸取法，通常以乙醇水溶液或甲醇水溶液作为提取溶剂。王兴国等人(脱脂棉籽粕中棉籽糖提取方法的研究，中国油脂，2005，3，57-60)公开了一种棉籽粕中棉籽糖浸出工艺，以乙醇溶液作为提取溶剂，在一定温度下搅拌提取后分离出提取溶液。多次浸提后，合并提取溶液并过滤，得到棉籽糖提取液。

在提取过程中，一些游离棉酚或棉酚结合蛋白以及其他色素会随同棉籽糖一起从棉粕中被提取出来，使提取液颜色呈深红色。由于棉酚等色素的存在会造成棉籽糖结晶困难，并且影响到产品的最终色泽。因此，从脱脂棉籽粕中经醇溶液提取得到的棉籽糖提取液的脱色是生产过程中相当关键的一个步骤。

到目前为止，研究棉籽糖提取液脱色的相关专利较少，国内外所报道的脱色方法主要是应用粉末活性炭(梁立新，棉籽双液相萃取工艺甲醇相中棉子糖提取液的脱色，食品与发酵工业，2007，4，73-76；金青哲，棉籽糖提取液的脱色与棉酚去除，中国油脂，2005，4，47-49)。粉末活性炭脱色法虽然操作可行，但由于提取液中色素等杂质含量较大，欲达到满意的脱色效果(脱色率>90％)需耗用大量活性炭，其用量一般为提取液的5％(W/V)甚至更高，且粉末活性炭还不能重复使用，这会显著增加生产成本和环境污染；此外，由于粉末活性炭粒径小，还存在脱色后溶液中的炭残渣难以完全除去的问题，这种方法有一定局限性。

由于棉籽糖提取液脱色处理后还需要进行一系列的脱盐脱蛋白脱糖处理进行提纯后才能结晶获得高纯度的棉籽糖，而现有的脱盐脱蛋白脱糖处理工艺中存在这样那样的问题，比如：脱盐主要采用离子交换树脂和纳滤脱盐(洛铁男等，离子交换树脂在糖汁脱盐中的应用，中国甜菜糖业，2000，1，3-5；王晓琳等，应用纳滤膜分离糖和盐的实验研究，膜科学与技术，2001，1，44-48)；脱蛋白主要采用超滤膜分离，如梁立新等人(棉籽双液相萃取工艺甲醇相中棉子糖提取液的脱色，食品与发酵工业，2007，4，73-76)报道了一种通过加入醋酸铅使蛋白变性沉淀，再采用超滤膜分离完成对棉子糖提取液脱蛋白处理的方法；而通常的除去单糖和蔗糖的工艺，是在结晶或沉淀的过程中同时完成的，这样造成需要通过多次重结晶才能获得高纯棉籽糖，势必降低棉籽糖的总收率，增加生产成本，不利于工业化生产。因此，在高收率下从脱脂棉籽粕中获得的高纯度棉籽糖，基于现有技术的处理工艺还需要进行进一步的简化和优化。由于棉酚色素具有很多不同于提取液中其它杂质的特性，所以通常对棉酚色素的除去需要单独进行，无法通过合并或其他方式简化该工序，因此棉籽糖提取液脱色处理的方法，只能通过在现有技术的基础上进行改进，以更适宜于工业化生产。