一种高活性甜菊糖提取方法及其应用

技术领域

本发明涉及甜菊糖技术领域，具体公开了一种高活性甜菊糖提取方法及其应用。

背景技术

甜菊糖苷是从甜叶菊植物中提取出来的一种高甜度、低热量、对人体无副作用的天然甜味剂，因此被广泛应用于食品饮料、口服液、口香糖、含片等各种产品里，以取代阿斯巴甜、糖精钠、和甜蜜素等化学合成甜味剂产品。医学研究人员认为，来自甜叶菊的甜菊糖比人工合成甜味剂对人体更为安全。

传统的甜菊糖的提取方法是采用将甜叶菊叶浸泡在槽中的提取方法，用水量大，并在浸出液中加入盐以去除杂质，此类甜菊糖提取方法不仅对甜菊糖的提取率低、提取活性差，而且生产成本高，而且操作不稳定，产品纯度不高。

申请号为201610402354.8的发明专利公开了一种提取甜菊糖的工艺，步骤为：(1)将甜叶菊叶置于浸提柱内，加水加压逆流提取；(2)浸出液进行脱色脱味；(3)工业制备色谱分离：a.将步骤(2)糖液置于工业色谱柱上样；b.用55％～60％高浓度乙醇洗脱，取含糖洗脱液，经膜过滤，未透出的含糖洗脱液用1～2倍体积水稀释后进行步骤(4)的方法精制；c.用25％～35％低浓度乙醇溶液洗脱，收集含糖洗脱液经膜过滤，未透出的洗脱液回收去除乙醇重新置于色谱柱上样，按照步骤(3)b的方法洗脱；(4)取步骤(3)b所获得液体进行脱色、脱盐、脱味处理并浓缩；(5)过滤干燥。该发明公开的提取方法制备的产品纯度达90％以上，而且工艺简化，水和乙醇等溶剂用量减少，生产成本低，但是仅将甜叶菊直接置于浸提柱进行提取，其无法将充分将甜叶菊中的有效成分提取，导致甜叶菊的提取率较低。

现有的高活性甜菊糖提取装置中无法均衡甜菊叶需要得到充分压榨以及甜菊叶不能进行过分压榨，导致甜菊糖的提取效率低，以及挤压比过大会导致物料升温过快而导致汁液中的有效成分因过高温度而发生变质。

因此，针对传统甜菊糖的提取方法以及现有提取甜菊糖的工艺、装置的上述不足，本发明提出了一种高活性甜菊糖提取方法及其应用。

发明内容

本发明的目的是针对传统甜菊糖的提取方法以及现有提取甜菊糖的工艺的上述不足，本发明提出了一种高活性甜菊糖提取方法及其应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于高活性甜菊糖提取的装置，所述装置为螺旋压榨设备，包括机架和接料箱。

更进一步地，所述机架的上端前后并排设置有第一螺旋压榨装置和第二螺旋压榨装置。

更进一步地，所述第一螺旋压榨装置和第二螺旋压榨装置的同一侧端部之间通过U型输料管相连接。

更进一步地，所述第一螺旋压榨装置包括固定安装在机架中的第一压榨机箱。

更进一步地，所述第一压榨机箱的下端连接有左低右高设置的第一导浆斗，所述第一导浆斗的下端连接有第一排料管。

本发明还提供了一种采用上述用于高活性甜菊糖提取的装置的提取方法，其包括如下步骤：

1)称取一定量的甜菊叶，并将甜菊叶进行干燥，干燥后粉碎过筛后备用；

2)将过筛的甜菊叶放入提取液中浸泡，浸泡后捞起甜菊叶放入权利要求1-5任一项所述的螺旋压榨设备设备中依次进行一次压榨和二次压榨，并将两次压榨得到的压榨液与浸泡液混合得到提取液；

3)将得到的提取液进行离心分离去除杂质，然后将去除杂质后的离心液进行脱色脱味；

4)将脱色脱味后的提取液依次进行洗柱、解析，并将解析液进行真空浓缩；

5)最后将浓缩液在喷雾干燥塔内进行喷粉，将糖液转化为粉末状固体，即得高活性甜菊糖。

更进一步地，所述步骤1)中甜菊叶干燥后的含水量控制在18～32％之间，且干燥后的甜菊叶过筛的目数为100-200目。

更进一步地，所述步骤4)中解析液真空浓缩的温度控制在56～64℃之间。

更进一步地，本发明还提供了一种使用上述方法制备得到的高活性甜菊糖在食品中的应用。

有益效果：

1)本发明采用的高活性甜菊糖提取方法，先通过将甜菊叶干燥去除水分，然后将其粉碎后使用提取液浸泡，浸泡一段时间后再利用螺旋压榨设备进行两次压榨，并将压榨液与提取液混合，混合后的提取液在进行一系列去杂提纯的操作，整个提取方法能够充分将甜菊叶的甜菊糖进行提取，极大提高了其甜菊糖的提取率，而且甜菊糖的提取过程简单，不存在高温高压的情况，从而有效保证了提取得到的甜菊糖活性。

2)本发明公开的制备装置在对甜菊叶进行压榨时，通过送料螺旋叶将原料输送至挤浆模头处，由于挤浆模头中开设有与塔式变径挤压螺旋叶相匹配的圆台孔，在两者的挤压作用下将甜菊叶进一次挤压，在一次挤压的过程中由于挤浆模头通过导向柱、调节弹簧与封口环块相连接，使得挤浆模头具有一定的回缩空间，当挤压比过大时，能够将调节弹簧压缩向外移动，有效防止了因挤压比过大导致物料升温过快而导致汁液中的有效成分因过高温度而发生变质；另外物料在第二挤压筒中全程受到变径变距挤压螺旋叶的挤压作用，在有效控制挤压温度的提前下将甜菊叶中的有效成分全部充分挤出，从而极大提高了甜叶菊的提取率。

3)本发明公开的尺寸设计的制备装置在对甜菊叶进行压榨时，能够均衡甜菊叶需要得到充分压榨以及甜菊叶不能进行过分压榨，在提高甜菊糖提取率的同时避免了挤压比过大导致物料升温过快而导致汁液中的有效成分因过高温度而发生变质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的高活性甜菊糖提取步骤流程图；

图2为本发明中制备装置的第一角度立体结构示意图；

图3为本发明中制备装置的第二角度立体结构示意图；

图4为本发明中第一螺旋压榨装置的立体结构示意图；

图5为本发明中第一螺旋压榨装置的内部平面结构示意图；

图6为本发明中第一挤压筒、封口环块、挤浆模头等立体爆炸图；

图7为本发明中第一挤压筒的内部平面结构示意图；

图8为本发明第一挤压筒、第二挤压筒、U型输料管的连接示意图；

图9为本发明中U型输料管的立体结构示意图；

图10为本发明中第二挤压筒的内部平面结构示意图；

图11为本发明中弧形刷板、刷丝、凸块的立体结构示意图；

图12为本发明中第一挤压筒的内部平面结构尺寸标注示意图。

其中：

100-机架，101-支撑架，102-承载板；200-接料箱；

300-第一螺旋压榨装置，301-第一压榨机箱，302-第一导浆斗，303-第一排料管，304-第一挤压筒，305-投料斗，306-第一驱动装置，3071-送料螺旋叶，3072-塔式变径挤压螺旋叶，308-封口环块，3081-圆孔，309-挤浆模头，310-插接管，311-导向柱，312-调节弹簧；

400-第二螺旋压榨装置，401-第二压榨机箱，402-第二挤压筒，4021-全程挤压腔，403-轴杆插入管，404-第二驱动装置，405-转杆，406-变径变距挤压螺旋叶，407-接头管，408-排渣管；

500-U型输料管，601-弧形刷板，602-刷丝，603-凸块，604-传动丝杆，605-清理电机。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1～11，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实施例1公开了一种高活性甜菊糖提取方法，该提取方法可参考附图1，包括如下步骤：

S1:称取一定量的甜菊叶，并将甜菊叶进行干燥，干燥后粉碎过筛后备用；其中甜菊叶干燥后的含水量控制在20％之间，干燥后的甜菊叶过筛的目数为120目；

S2:将过筛的甜菊叶放入提取液中浸泡，浸泡后捞起甜菊叶放入螺旋压榨设备中依次进行一次压榨和二次压榨，并将两次压榨得到的压榨液与浸泡液混合得到提取液；

S3:将得到的提取液进行离心分离去除杂质，然后将去除杂质后的离心液进行脱色脱味；

S4:将脱色脱味后的提取液依次进行洗柱、解析，并将解析液进行真空浓缩，并控制解析液真空浓缩的温度控制为58℃。

S5:最后将浓缩液在喷雾干燥塔内进行喷粉，将糖液转化为粉末状固体，即得高活性甜菊糖。

实施例2

本实施例2公开了一种高活性甜菊糖提取方法，该提取方法可参考附图1，包括如下步骤：

S1:称取一定量的甜菊叶，并将甜菊叶进行干燥，干燥后粉碎过筛后备用；其中甜菊叶干燥后的含水量控制在26％之间，干燥后的甜菊叶过筛的目数为160目；

S2:将过筛的甜菊叶放入提取液中浸泡，浸泡后捞起甜菊叶放入螺旋压榨设备中依次进行一次压榨和二次压榨，并将两次压榨得到的压榨液与浸泡液混合得到提取液；

S3:将得到的提取液进行离心分离去除杂质，然后将去除杂质后的离心液进行脱色脱味；

S4:将脱色脱味后的提取液依次进行洗柱、解析，并将解析液进行真空浓缩，并控制解析液真空浓缩的温度控制为62℃。

S5:最后将浓缩液在喷雾干燥塔内进行喷粉，将糖液转化为粉末状固体，即得高活性甜菊糖。

综上，本实施例1和实施例2采用的高活性甜菊糖提取方法，通过先将甜菊叶干燥去除水分，然后将其粉碎后使用提取液浸泡，浸泡一段时间后再利用螺旋压榨设备进行两次压榨，并将压榨液与提取液混合，混合后的提取液在进行一系列去杂提纯的操作，整个提取方法能够充分将甜菊叶的甜菊糖进行提取，极大提高了其甜菊糖的提取率，而且甜菊糖的提取过程简单，不存在高温高压的情况，从而有效保证了提取得到的甜菊糖活性，将制备的高活性甜菊糖应用在像酵素果冻类的食品中，具有增甜、降血糖的效果。

实施例3

本实施例3公开了一种制备装置，该制备装置为步骤2中的螺旋压榨设备，下面参考附图2-11对其进行详细说明。

参考附图2和附图3，该装置的主体包括机架100和接料箱200，机架100的上端前后并排设置有第一螺旋压榨装置300和第二螺旋压榨装置400，并将第一螺旋压榨装置300和第二螺旋压榨装置400的同一侧端部之间通过U型输料管500相连接。

参考附图4、附图5、附图6和附图7，该第一螺旋压榨装置300包括第一压榨机箱301，该机架100包括左右两端的支撑架101以及固定在两个支撑架101上的承载板102，承载板102上开设有用于安装第一压榨机箱301的安装口，通过上述安装口将第一压榨机箱301固定安装在承载板102上。

在第一压榨机箱301的下端连接有左低右高设置的第一导浆斗302，第一导浆斗302的下端连接有第一排料管303，并将接料箱200设置在第一排料管303的正下方用于接收压榨液。在第一压榨机箱301中固定安装有第一挤压筒304，第一挤压筒304的下半部开设有大量的出液孔，同时在第一挤压筒304的左端上表面连接有投料斗305，并且投料斗305伸出第一压榨机箱301的上表面设置。

在第一挤压筒304的左端面设置有密封轴承，第一压榨机箱301的左端面设置有第一驱动装置306，第一驱动装置306的输出轴通过密封轴承伸入第一挤压筒304内腔的端部连接有送料螺旋叶3071。具体设置时该第一驱动装置306包括减速箱和驱动电机，驱动电机与减速箱的输入轴相连接，减速箱的输出轴与送料螺旋叶3071相连接。然后在送料螺旋叶3071的右端连接有塔式变径挤压螺旋叶3072。

在第一挤压筒304的右端固定连接有封口环块308，封口环块308的内侧面上呈环形阵列状开设有多个圆孔3081，第一挤压筒304的内腔右端设置有挤浆模头309，挤浆模头309的外壁与第一挤压筒304的内腔相贴合设置，并且挤浆模头309中开设有左宽右窄的圆台孔3091，挤浆模头309的右端连接有伸出封口环块308的插接管310，挤浆模头309的右端面连接有插入每个对应圆孔3081中的导向柱311，每个导向柱311上均套设有调节弹簧312，且调节弹簧312的两端分别与挤浆模头309、圆孔3081内壁相连接。

第二螺旋压榨装置400的结构设计与第一螺旋压榨装置300相类似，其包括固定安装在机架100中的第二压榨机箱401，该第二压榨机箱401也是通过安装口固定在安装在承载板102上。在第二压榨机箱401的下端连接有左低右高设置的第二导浆斗，第二导浆斗的下端连接有第二排料管，该第二排料管也设置在接料箱200的正上方。

参考附图10，在第一压榨机箱401中固定安装有第二挤压筒402，且第二挤压筒402的下半部也开设有大量的出液孔，第二挤压筒402中开设有左窄右宽的全程挤压腔4021。

参考附图8和附图9，将U型输料管500的一端与插接管310的端部相连接，另一端与第二挤压筒402的右端相连接。U型输料管500的右端连接有与第二挤压筒402处于同一中轴线上的轴杆插入管403，轴杆插入管403的外端设置有第二驱动装置404，该第二驱动装置404的结构设计与第一驱动装置相同。在第二驱动装置404的输出轴上连接转杆405，转杆405穿过轴杆插入管403并伸入全程挤压腔4021中设置，转杆405的端部连接有变径变距挤压螺旋叶406，并且变径变距挤压螺旋叶406的直径和螺距均从右向左逐渐变小设置，第二挤压筒402伸出第二压榨机箱401的左端连接有接头管407，接头管407上连接有排渣管408。

最后，本制备装置还在第一压榨机箱301和第二压榨机箱401中均设置有对出液孔进行疏通的清理装置。参考附图5和附图11，该清理装置包括设置在第一挤压筒304或第二挤压筒402下方的弧形刷板601，弧形刷板601的上表面设置有大量刷丝602，弧形刷板601的下表面连接有两个凸块603，两个凸块603上分别开设有导向滑孔和螺纹孔，第一压榨机箱301和第二压榨机箱401中设置有与导向滑孔、螺纹孔相匹配的导向滑杆和传动丝杆604，传动丝杆604的端部与清理电机605相连接，通过清理电机605驱动传动丝杆604正反转，然后再通过传动丝杆604与螺纹孔的配合使得弧形刷板601左右移动，并在移动过程中通过刷丝602对第一挤压筒304或第二挤压筒402上的出液孔进行梳理，防止发生堵塞。

本实施例3公开的螺旋压榨设备在对甜菊叶进行压榨时，作业人员先通过投料斗305将原料投入其中，通过第一驱动装置来同步驱动送料螺旋叶3071和塔式变径挤压螺旋叶3072，其中送料螺旋叶3071将原料输送至挤浆模头309处，此时由于挤浆模头309中开设有与塔式变径挤压螺旋叶3072相匹配的圆台孔3091，在两者的挤压作用下将甜菊叶中的有效汁液进一次挤压排出，排出的汁液透过出液孔排出，而且由于挤浆模头309通过导向柱、调节弹簧312与封口环块308相连接，其挤浆模头309具有一定的回缩空间，当挤压比过大时，能够将调节弹簧312压缩向外移动，防止挤压比过大导致物料升温过快而导致汁液中的有效成分因过高温度而发生变质。

接着，从挤浆模头309中排出的物料再通过U型输料管500进入到第二挤压筒402中，而物料在第二挤压筒402中全程受到变径变距挤压螺旋叶406的挤压作用，在有效控制挤压温度的提前下将甜菊叶中的有效成分全部充分挤出，从而极大提高了甜叶菊的提取率。

实施例4

实施例4公开了实施例3中的螺旋压榨设备的尺寸设计，下面参考附图7、12对其进行详细说明。

投料斗305的最下端轴向长度为A，送料螺旋叶3071的公称半径为B，送料螺旋叶3071的螺距为C，投料斗305的高度为D，原料到达投料斗305的最下端的速度为V

当满足

本领技术人员已知

更进一步的，参见实施例3可知，挤压比过大会导致物料升温过快而导致汁液中的有效成分因过高温度而发生变质，因此，优选

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。