banner

技术应用

公司立足无机陶瓷膜生产,膜分离生产设备加工制造,为用户提供优质的产品服务。

位置 所在位置: 首页 > 技术应用 > 食品饮料 > 详情

糖液脱色:膜过滤法的创新应用与工艺改进

糖(carbohydrate)是多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物的总称。糖的种类丰富,包括:葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、糊精、淀粉、纤维素;构成人类遗传物质的核糖、脱氧核糖;代糖:赤藓糖醇、阿洛酮糖、山梨醇、甘露醇、木糖醇、三氯蔗糖;婴幼儿奶粉添加剂母乳寡糖:岩藻糖基乳糖、唾液酸乳糖、新四糖等;功能食品用棉子糖、水苏糖、大豆低聚糖、牛蒡多糖等;医药及化妆品领域的香菇多糖、银耳多糖、壳聚糖、葡聚糖、右旋糖酐、糊精、环糊精、艾考糊精、透明质酸、硫酸软骨素、肝素钠、芦荟多糖等;还有糖衍生物如5-羟甲基糠醛、玻色因、乙酰氨糖等;还包括各类糖的改性产物。


糖的来源不同,所含有的色素种类也异常丰富。提取类糖液色素,主要包括植物产生的叶绿素、叶黄素、多酚、蒽醌、糖液加热后的美拉德反应产物、降解产物等。发酵类糖液色素,主要包括发酵培养基呈色成分、糖氮热反应产物、菌体代谢产生的色素产物等。化学合成类糖液色素,主要为反应过程中糖高温分解产物、副反应产物等。色素成分复杂,分子量大小不一。虽然通过控制糖液温度、pH、氧气等工艺条件,可以降低糖液色度,但脱色工艺仍是提高产品质量必不可少的工艺步骤。


22

上图:博纳科技某母乳寡糖发酵澄清液脱色


脂溶性色素通常采用活性炭吸附、大孔吸附树脂吸附效果较好,但也存在产品死吸附引起的低收率问题。水溶性色素采用非极性吸附材料吸附效果较差,通常需要采用离子交换树脂吸附脱色、氧化脱色和膜过滤脱色。这些脱色方法各有利弊。


大宗产品如甘蔗糖液脱色,传统方法采用澄清工艺实现,通过加石灰乳、通二氧化碳、通二氧化硫等实现糖液的基本脱色,但存在固废含量高、操作复杂、最终产品色度高等问题,需要通过重结晶工艺实现精制白糖的生产;现代制糖工业,已有较多的膜过滤澄清脱色工艺研究,膜过滤脱色所得产品质量显著高于传统方法。


44

上图:博纳科技某核糖反应液脱色


目前,发酵来源糖如母乳寡糖、乙酰氨糖、肌醇、糖醇类、玻色因及中间体,化学合成来源的葡萄糖衍生物、核糖类似物、玻色因等,采用膜过滤脱色,均已有规模化生产应用。


55

上图:博纳科技某氨糖发酵澄清液脱色


膜过滤主要依靠有机膜的截留分子量和荷电性,利用色素分子量和极性差异实现糖液脱色。脱色膜元件具有精度高、孔径范围广、材质多样等特点,脱色膜过滤设备采用错流过滤,不易形成凝胶层,可有效避免浓差极化现象,且易于实现高压、高浓度操作。针对不同的物料性质,总能找到脱色效果优异的脱色膜。


脱色膜通常选择不同精度的超滤膜、纳滤膜。选择依据综合考虑糖产品和色素物质的理化性质、料液中各物质的种类、浓度、溶剂条件等。糖产品与色素物质的差异越大越容易进行膜的选择,色素种类越少膜过滤脱色效果越好。植物提取和发酵来源的糖液成分复杂,采用脱色膜过滤可截留脂溶性色素、黑色素,但仍有一些小分子色素和糖产品差异较小,需要联合其他工艺方法彻底脱除。


88

上图:博纳科技某糖苷发酵澄清液脱色


采用膜脱色法所得糖液经浓缩结晶后,产品色素较低,蛋白及多糖残留低,产品性质稳定。自动化的膜过滤设备极大减轻了操作强度,极大的减少了工艺助剂用量,减轻了环保压力。


博纳科技多年来以客户需求为导向,致力于膜分离技术的应用工艺开发,将工艺、膜与设备相结合,积累了丰富的产品纯化经验和工程化放大经验。