[发明专利]电渗析法用于菊芋或菊苣水提取液的脱盐方法

说明书

技术领域

本发明属于电渗析法脱盐技术领域，具体涉及电渗析法用于菊芋或菊苣的水提取溶液的脱盐方法。

背景技术

菊芋或菊苣，是一种菊科植物，其根部块茎富含水溶性多聚果糖(商品名称为菊糖、果聚糖等)，新鲜菊芋/或菊苣块茎中多聚果糖含量约为10～19％，因此菊芋/菊苣是提取加工或制造菊粉、低聚果糖、高果糖浆，结晶果糖类产品的优选原料之一。

这里菊芋或菊苣植物块茎所含的多聚果糖是一族由β-(2，1)糖苷键连接的果聚糖分子，在末端往往还联有一个葡萄糖残基，其分子式如下：(C₆-H₁₂-O₆)-(C₆-H₁₀-O₅)_n，n＝2～60，分子量：344～11400。菊芋或菊苣植物所含果聚糖的聚合度(DP)从2～60，平均聚合度9～13。

用水或热水提取(萃取)破碎的菊芋或菊苣，通常都是菊芋加工产品的第一步，由此而来使多聚果糖溶于水溶液中(菊芋或菊苣的水提液，以下简称水提液)，同时菊芋或菊苣中的其它成份如葡萄糖、果糖、蔗糖、蛋白质、胶体、无机盐、有机酸、色素等杂质也溶解或部分溶解在水提液中，一般地，水提液中溶解的各类物质(固形物含量，简称固含量)重量百分比为5～15％，溶解的固形物中多聚果糖含量约为70～90％，其余为上述非多聚果糖类物质的杂质。因此，提取液需要通过多种多样的净化方法(工序)加以分离，不断提纯多聚果糖溶液，才能制得所需要的各类加工产品。

其中无机盐的脱除是提纯产品的重要工序之一。这些盐份虽然只占水提液(10％固含量浓度的水提液)重量的0.1～0.8％(以溶液电导率表示盐含量则为1500～4500μS)，但它的存留将对最终产品的影响很大，特别是浓缩后的提取液溶液(如30％固含量浓度的浓缩液)，其盐份含量将高达1.1～3.5％(以溶液电导率表示言含量则为6000～18000μS)，若不脱除其中的盐份，干燥后菊粉或其它深加工产品中盐份含量将高达4～9％，因此，由菊芋制造加工菊粉、低聚果糖、高果糖浆、结晶果糖类产品都需要专门工序方法对菊芋或菊苣水提液进行除盐操作。

菊芋或菊苣水提液中所含的盐份多种多样，其中阳离子包括K⁺、Na⁺、Ca⁺⁺、Mg⁺⁺、Fe⁺⁺⁺等，阴离子包括Cl^-、CO₃^--、SO₄^---、PO₄^----、HPO₃^--、CH₃COO^-、C₃H₅CO₃^-、C₆H₅O₇^---等，这些矿物质的阴阳离子既有从菊芋作物中溶解出来的离子，也有菊芋或菊苣加工过程中带入溶液的离子。

众所周知，传统脱盐方法均是采用离子交换柱的方法，分别用阴、阳离子交换树脂分别交换菊芋或菊苣水提液中的阴、阳离子，由此而来脱除提取液中的盐份。离子交换树脂方法脱除提取液虽然方法成熟，但这种方法最大的弊端是菊芋或菊苣水提液中高含量的盐份将使离子交换树脂快速穿透树脂层而使树脂失效，必须开始树脂的再生循环，这样一来不但耗费大量的酸，碱来进行树脂再生操作，造成环境污染，同时避免了强酸树脂脱除阳离子时使溶液酸度降低引起果聚糖酸解，使工业化的生产难以稳定连续进行。

近代以来，也有采用膜分离技术(纳滤膜)来对菊芋或菊苣水提液进行脱盐，但菊芋提取液中的杂质(水溶性蛋白、胶体、大分子色素等)对纳滤膜的污染是膜效率快速下降的问题，使得纳滤膜难以在规模化工业生产中得以广泛使用。