超滤、离子交换结合固体酸水解工艺在甘蔗最终糖蜜制备转化糖浆中的应用研究

超滤、离子交换结合固体酸水解工艺在甘蔗最终糖蜜制备转化糖浆中的应用研究李美玲，王卓琳，李明星，代宇超，黎庆涛（广西大学轻工与食品工程学院，南宁５３０００４）摘要：将糖蜜稀释５倍后在０．１６ＭＰａ的跨膜压力下可获得最佳超滤效果，在１．５ＢＶ／ｈ的流速下可获得最佳离子交换效果。经过清净处理后样品的吸光度和电导率都大幅度降低。再采用强酸型阳离子交换树脂对真空浓缩制得的液体糖中的蔗糖进行酸水解，以蔗糖转化率和还原糖得率为指标，通过单因素及正交实验优化得出最佳酸水解参数为：树脂添加量４ｍＬ，温度８０℃，反应时间３０ｍｉｎ。最后经过真空浓缩制得的转化糖浆的主要理化指标基本满足了ＱＢ／Ｔ４０９３－２０１０对转换糖浆的要求，其中还原糖含量达９８．９％（占干物质），显示了很好的应用前景。关键词：甘蔗最终糖蜜；超滤；离子交换；固体酸水解；转换糖浆中图分类号：ＴＳ２４２．１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００９９７３．２０１９．１１．００５文章编号：１０００９９７３（２０１９）１１００２２０４ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＵｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ＩｏｎＥｘｃｈａｎｇｅａｎｄＳｏｌｉｄＡｃｉｄＨｙｄｒｏｌｙｓｉｓｉｎｔｈｅＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＩｎｖｅｒｔｅｄＳｙｒｕｐｆｒｏｍＳｕｇａｒｃａｎｅＦｉｎａｌＭｏｌａｓｓｅｓＬＩＭｅｉｌｉｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｕｏｌｉｎ，ＬＩＭｉｎｇｘｉｎｇ，ＤＡＩＹｕｃｈａｏ，ＬＩＱｉｎｇｔａｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３０００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｍｏｌａｓｓｅｓｉｓｄｉｌｕｔｅｄｂｙ５ｔｉｍｅｓ，ｔｈｅｂｅｓｔｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄａｔｔｈｅｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ０．１６ＭＰａ，ａｎｄｔｈｅｂｅｓｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｅｆｆｅｃｔｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄａｔｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｏｆ１．５ＢＶ／ｈ．Ｔｈｅａｂｓｏｒｂａｎｃｅａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒｃｌｅａｎｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔａｒｅｇｒｅａｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｓｔｒｏｎｇａｃｉｄｃａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｒｅｓｉｎｉｓｕｓｅｄｔｏｈｙｄｒｏｌｙｚｅｓｕｃｒｏｓｅｉｎｌｉｑｕｉｄｓｕｇａｒｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｖａｃｕｕｍｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｓｕｃｒｏｓｅａｎｄｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒａｓｉｎｄｅｘｅｓ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍａｃｉｄｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒａｎｄｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅａｄｄｉｔｉｖｅａｍｏｕｎｔｏｆｒｅｓｉｎｉｓ４ｍＬ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ８０℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ３０ｍｉｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍａｉｎｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｄｓｙｒｕｐｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｖａｃｕｕｍｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｂａｓｉｃａｌｌｙｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆＱＢ／Ｔ４０９３－２０１０ｆｏｒｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｄｓｙｒｕｐ，ｉｎｗｈｉｃｈ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒｉｓ９８．９％（ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒｄｒｙｍａｔｔｅｒ），ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓａｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｇａｒｃａｎｅｆｉｎａｌｍｏｌａｓｓｅｓ；ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅ；ｓｏｌｉｄａｃｉｄｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ；ｉｎｖｅｒｔｅｄｓｙｒｕｐ甘蔗最终糖蜜（ｓｕｇａｒｃａｎｅｆｉｎａｌｍｏｌａｓｓｅｓ，ｂｌａｃｋｓｔｒａｐ），亦称末段糖蜜和桔水，是甘蔗糖厂末段糖膏在长时间助晶后，经分蜜得到的母液。由于其中蔗糖的纯度已经很低，加之存在大量的非糖物质，如：胶体、蛋白质、色素和无机盐等，所以常规的方法很难进一步将这一部分糖结晶析出。甘蔗最终糖蜜作为制糖行业的主要副产物，本身也是很好的糖质原料，已经报道的资源化利用的方式有很多，如发酵原料、焦糖色素、液体糖、混凝土、饲料和生物制品等［１－１３］。但是受制于糖蜜中的大量非糖杂质，目前甘蔗糖厂多以其发酵生产酒精，降低了糖蜜的经济价值和市场适应能力。因此，需要开发新的甘蔗最终糖蜜的高值化利用方式，提高传统制糖行业的经济效益。本研究通过超滤、离子交换和固体酸水解结合的方式，由甘蔗最终糖蜜制备转化糖浆，收