菊芋深加工开发生产果糖糖浆

2015-07-18吉林省石油化工设计研究院吉林长春130000

中国新技术新产品 2015年14期

韩　冰（吉林省石油化工设计研究院，吉林　长春　130000）

菊芋深加工开发生产果糖糖浆

韩冰
（吉林省石油化工设计研究院，吉林长春130000）

摘要：菊芋是一种多年性、产量高、抗寒抗旱能力强的新型农作物，在我国大部分北方干旱地带较为常见。这种农作物种植不仅有效的减少了水土流失、环境破坏等现象，而且有防风固沙、水土保持的积极作用，同时它的农产品还是加工生产果糖糖浆的重要原材料。本文从菊芋的概念和特征入手，简单阐述了其深加工开发生产果糖糖浆的有关技术要点。

关键词：菊芋；果糖糖浆；生产；开发；加工

近年来的果糖糖浆生产领域，大多企业都将菊芋列为主要的原材料，究其原因是因为菊芋本身具有超高果糖与低聚果糖的特征，其生理保健功能十分明显，因此在功能性食品生产中常被使用，已被世界多国称之为新世纪高科技生物产品，它在国际上的工业生产价值非常高，且发展速度快。经过国内外众多专家与学者研究得出，这一农作物对人体双歧杆菌的增强有着至关重要的意义，同时对人体机理平衡、恢复肠胃功能、促进人体新陈代谢有着突出作用，这也为其果糖糖浆生产应用提供了技术指导。因此，这里我们有必要对菊芋深加工开发生产果糖糖浆的相关工作要点做深入、详细的阐述。

表1　来源于不同地区的菊芋成分分析

一、菊芋概述

菊芋因为其内部低聚果浆和超高果糖特征明显，且结构明确的特征被各种食品加工及保健品生产行业关注，成为一种常见的功能性食品，在国际上也有着深刻的研究。在我国菊芋是与20世纪90年代引入的，由于这一农作物种植技术起步晚、发展快的特征给其在各行业的应用构成一定的影响，究其原因是因为不少行业对菊芋本身的特征及功能认识不够，下面我们先对菊芋的成分做一简单介绍。

1菊芋。菊芋也被广泛的称之为五星草、洋姜，是向日葵属宿根性草本植物，秋季开花且伴有黄色形状如菊花的小盘花，一般都用于块茎繁殖，其地下块茎含有丰富的淀粉、聚糖以及果糖等物质，因此块茎是菊芋的主要产物，不仅有食用、入药和保健的功能，而且可以将其作为食品、果糖糖浆加工原材料。

2菊芋的果糖糖浆加工市场前景。近些年来，随着国际市场对低聚糖产量需求的不断增加，菊芋的应用范围和市场需求量都在不断的增加。以日本为例，在果糖糖浆生产当中每年对菊芋的需求超过500亿美元，其果糖糖浆的生产主要涉及低聚果糖、超高果糖、低聚异麦芽糖等，且随着时间的推移对菊芋的需求量也在逐年上升。而我国由于菊芋引入时间晚，是20世纪90年代才引入的，至今只有短短的20多年时间，菊芋种植技术、种植范围迅速扩大，也形成一定规模的种植标准。虽然如此，但由于我国国情的影响对于超高果糖、低聚果糖的推广仍然存在一定问题，主要涉及到医药、保健品、化妆品以及食品等方面，在其他方面的应用还比较少。尤其是近年来，随着我国人们生活水平的提升和对健康观念的革新，菊芋因为上述种种优势其市场必然会发生一定的优化，还可以进一步的开发其他的产品，这也给菊芋果糖糖浆的开发与利用提供了宽广的市场基础，可见菊芋也是一种新颖、可靠的食品生产资料。

表2　菊芋汁成分分析

二、菊芋深加工开发生产果糖糖浆的研究技术要点

目前，我国有关企业对菊芋功能越来越重视，也采用了许多研究技术和方法。但是时至今日由于我国菊芋引进时间不长，各种开发与利用仍然停留在初级阶段，仅仅是用于制作各种咸菜、饲料，而对于更进一步的入药、果糖糖浆生产研究还处于浅层次，这也就给我们研究菊芋深加工开发生产果糖糖浆技术提供了市场基础。下面我们就这一研究做了简单的实验。

1实验材料与方法。（1）基本材料。选择了武汉、保定、后湖三地9月份、10月份和11月份采收的菊芋，新鲜菊芋在收购之后采用深埋贮藏的方法进行存储，在冬季过后采用-20℃的冰柜进行存储，并在水分烘干之后将其切成片状只放在100℃的烤箱中烘干。同时在试验中还选择了其他的一些菌种和TS-O发酵罐。（2）试验方法。参照Uhm报道的具体方法将50mL的菌液只放到450mL5%的菌粉溶液中，并且在55℃的保温箱中置放10分钟，取出之后又采用沸水浴5分钟进行灭酶，然后测定并还原糖浆。这种糖浆生产方法在1mL的条件下还原成为一个菌粉酶活力单位。在具体的测定中直接采用了葡萄糖氧化酶法。

2结果。（1）菊芋成分分析。由表我们可以明确得出不同地区的菊芋成分。具体的不同地区菊芋成分比较表见表1。（2）菊芋汁成分分析。具体成分对比见表2。（3）糖浆成分分析。在上述居于成分及菊芋汁成分的基础上，我们进一步将糖浆用高校相色谱分析法进行分析，用葡萄糖、果糖、蔗糖做标准样品进行对照发现，糖浆中的主要成分是果糖，由于葡萄糖含量比较低，并且与果糖出现时间存在差异，因此葡萄糖的出现被果糖覆盖而并没有独立形成相关成分。

结论

本研究根据发酵过程中，还原糖的消长和菊粉酶活力的变化、通过发酵条件控制，提出了菊芋汁发酵生产果糖糖浆工艺，并通过发酵罐模拟试验。在发酵的早期，菌丝体处于快速生长阶段，向发酵液中分泌次级代谢产物较少，发酵30h产生的菊粉酶（3.8u/ml）足以达到水解残余菊粉多糖的要求，所以适时发酵，除菌保温对提高还原糖产量很重要，上述工艺实质上是将发酵产酶和酶催化水解两过程合二为一的方法。在发酵过程中消耗还原糖量为10%以下，总糖得率为90%左右，并且果糖产品风味良好。此工艺待进一步中试、完善有推广应用价值。