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菊粉，又名菊糖，是由D-果糖經(jīng)β-(2，1)糖苷鍵連接而成的鏈狀多糖，末端常含有一個(gè)葡萄糖基，菊粉對(duì)人體健康大有裨益：有助于控制血糖水平，適宜于糖尿病人食用，不引起血糖波動(dòng)，降低膽固醇的量，控制血脂，減小心血管疾病的危害，增殖腸道內(nèi)的雙歧桿菌，預(yù)防腸道感染，促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收，防治便秘，在食品工業(yè)中，菊粉成功應(yīng)用在乳制品、面包、糖果、飲料和調(diào)味料等領(lǐng)域，例如菊粉吸濕性強(qiáng)，在食品加工中利用這一點(diǎn)延緩水分蒸發(fā)，防止產(chǎn)品變味，延長(zhǎng)食品貨架期和保質(zhì)期，在中國(guó)，隨著人們對(duì)健康的重視，菊粉的開發(fā)利用也逐漸廣泛起來。
一種以菊芋為原料的菊粉制備方法，包括以下步驟：
(1)、菊芋的清洗：
將新鮮的菊芋放置在超聲波清洗機(jī)內(nèi)部，開啟超聲波清洗機(jī)30分鐘，對(duì)菊芋表皮污漬進(jìn)行清洗去皮，清洗完成后撈出，超聲波清洗設(shè)備內(nèi)壁設(shè)置有魚鱗紋，超聲波清洗機(jī)內(nèi)部水溫在40℃，在超聲波清洗機(jī)帶動(dòng)水流動(dòng)的過程中，菊芋因高溫膨脹的表皮與魚鱗紋接觸進(jìn)行去皮，備用。
(2)、菊芋的粉碎：
將清洗去皮后的菊粉放置在粉碎機(jī)內(nèi)部進(jìn)行粉碎，粉碎機(jī)為三級(jí)粉碎機(jī)，并將粉碎后的塊狀菊芋放置在搗碎機(jī)內(nèi)部進(jìn)行搗碎，粉碎時(shí)使用錘片式搗碎機(jī)，初次粉碎后菊芋的粒徑為15mm，搗碎后的粒徑為5mm，備用。
(3)、菊芋的勻漿：
將搗碎后的菊芋放置在攪拌機(jī)內(nèi)部混水快速攪拌勻漿，然后進(jìn)行超聲波處理，得到菊芋漿，水的用量為菊芋質(zhì)量的1.5-3倍，超聲波處理的功率為50～100W，頻率40KHZ，處理時(shí)間為12分鐘，備用。
(4)、提取液的提取：
對(duì)菊芋漿進(jìn)行加熱加壓，放置5分鐘對(duì)菊芋漿進(jìn)行沉淀，沉淀完成后制備出粗提取液，備用。
(5)提取液的濃縮：
減壓濃縮上述步驟中的粗提取液，得到濃縮的菊粉粗提取液，備用。
(6)粗提取液的膜濾：
將濃縮后的提取液導(dǎo)入膜濾機(jī)的內(nèi)部，通過濾膜對(duì)粗提取液中的蛋白質(zhì)和纖維素進(jìn)行過濾，濾膜孔徑為4mm并對(duì)過濾后的提取液進(jìn)行加熱35℃，并對(duì)其進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min的條件下絮凝，絮凝完成后離心除去未祛除的沉淀得到菊粉溶液，備用。
(7)、菊粉溶液的脫色：
用活性炭除去步驟(6)中得到的菊粉溶液中的色素，然后使用離心機(jī)離心除去活性炭，得到脫色的菊粉溶液，備用。
(8)、脫離子：
分別使用陰離子交換樹脂和陽(yáng)離子交換樹脂除去步驟(7)中的菊粉溶液中的離子，得到脫離子的菊粉溶液，備用。
(9)、二級(jí)膜濾：
將脫離子后的菊粉溶液進(jìn)行攪拌，并通過濾膜進(jìn)行二次過濾得到精細(xì)菊粉溶液，濾膜孔徑為4mm備用。
(10)、菊粉溶液的醇降：
將(9)中經(jīng)過攪拌后的精細(xì)菊粉溶液，導(dǎo)入沉淀箱內(nèi)部，進(jìn)行菊粉溶液的醇降，收集得到不同聚合度范圍的菊粉沉淀，備用。
(11)、菊粉的干燥：
將醇降后的菊粉溶液，分別導(dǎo)入不同的烘干設(shè)備內(nèi)部，烘干溫度在120-180℃，對(duì)精細(xì)菊粉溶液進(jìn)行干燥處理，備用。
(12)、菊粉的包裝：
將制備后的菊粉經(jīng)灌裝在包裝袋內(nèi)部進(jìn)行打包。
一種耐高溫酶法合成菊粉的方法，其利用出芽胞桿菌為發(fā)酵菌種生產(chǎn)耐高溫菊粉合成酶，然后再利用耐高溫菊粉合成酶根據(jù)需要生產(chǎn)不同DP值菊粉，該方法的步驟為：
⑴、培養(yǎng)出芽胞桿菌生產(chǎn)耐高溫菊粉合成酶：發(fā)酵原料經(jīng)高溫滅菌后打入種子罐及發(fā)酵罐中，出芽胞桿菌TKB28菌株經(jīng)過搖瓶、種子罐的二級(jí)接種后，按5%接種量接入發(fā)酵罐中，通入無(wú)菌空氣攪拌條件下，37℃恒溫發(fā)酵16小時(shí)左右，然后通過離心將菌體和發(fā)酵液分離，通過分子量20000的超濾膜濃縮菊粉合成酶溶液，測(cè)定所得菊粉合成酶濃縮液的酶活；發(fā)酵原料包括：蔗糖200g；蛋白胨50g；無(wú)機(jī)鹽2g。蔗糖為碳源，蛋白胨為有機(jī)氮源，輔以少量無(wú)機(jī)鹽類形成發(fā)酵原料。
⑵、合成菊糖反應(yīng)：在底物濃度為20%的蔗糖溶液、溫度為70℃條件下，按1?1.5U/mL的加入量加入高溫菊粉合成酶，初期pH值5.5，保溫8小時(shí)后當(dāng)蔗糖濃度小于5%時(shí)，調(diào)節(jié)pH為7.0，同時(shí)通過流加蔗糖使蔗糖濃度維持在5?10%，12小時(shí)后停止流加；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行4小時(shí)后溶液中主要為DP值9－12的菊糖和葡萄糖及少量蔗糖，當(dāng)12小時(shí)后反應(yīng)結(jié)束，溶液中主要為DP值21－25的菊糖和葡萄糖；
⑶、除雜與制粉：反應(yīng)結(jié)束后的溶液通過微濾、離子交換樹脂除去料液中的少量不溶物、灰分、和色素，然后通過納濾膜去除葡萄糖及少量蔗糖，使菊粉的純度在95%以上，最后通過噴霧干燥制得高純度菊粉。
⑷、步驟⑵合成菊糖反應(yīng)進(jìn)行4小時(shí)后結(jié)束反應(yīng)，將所得反應(yīng)溶液進(jìn)行步驟⑶除雜與制粉，得到DP值9－12、純度在95%以上的菊粉。
⑸、步驟⑵合成菊糖反應(yīng)進(jìn)行12小時(shí)后結(jié)束反應(yīng)，將所得反應(yīng)溶液進(jìn)行步驟⑶除雜與制粉，得到DP值21－25、純度在95%以上的菊粉。
[1]簡(jiǎn)明精細(xì)化工大辭典
[2][中國(guó)發(fā)明]CN201910187644.9一種以菊芋為原料的菊粉制備方法
[3][中國(guó)發(fā)明]CN201210594592.5一種耐高溫酶法合成菊粉的方法