電滲析技術應用于低聚糖脫鹽提純的可行性分析

陳　雷,劉　晴（金華市金秋環保水處理有限公司,浙江　金華　321000）

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電滲析技術應用于低聚糖脫鹽提純的可行性分析

陳雷,劉晴
（金華市金秋環保水處理有限公司,浙江金華321000）

摘 要:低聚糖集營養、保健、食療于一體，廣泛應用于食品、保健品、飲料、醫藥添加劑等領域。它是替代蔗糖的新型功能性糖源，是面向二十一世紀“未來型”新一代食品。電滲析技術作為傳統的脫鹽技術已經廣泛應用于工業領域，兩者是否能有機的結合起來？本文主要對此進行初步的可行性分析，為工業化生產提供參考依據。

關鍵詞:低聚糖;乳酸鹽;電滲析;異相離子交換膜;脫鹽

0　引言

低聚糖集營養、保健、食療于一體，廣泛應用于食品、保健品、飲料、醫藥添加劑等領域。它是替代蔗糖的新型功能性糖源，是面向二十一世紀“未來型”新一代食品。是一種具有廣泛使用范圍和應用前景的新產品，我國的低聚糖開發和應用近幾年發展迅猛，在長春的大成集團、山東棗莊豐源集團以及山東濟南的保齡寶生物科技公司都已經形成生產線，各大中院校也對低聚糖的研發做了大量的實驗研究。

1　低聚糖的生產現狀

低聚糖又稱寡糖，低聚糖的獲得主要有四種方式：天然原料中提取（如玉米秸稈等）、微波固相合成法、酸堿轉化法、酶水解法等。一般來說，低聚糖很難或者基本不會被人體所吸收，因此，它所提供的能量是很低的乃至于為零，基于這種特性，低聚糖能最大限度的滿足那些喜愛甜食又擔心發胖者的要求，同時低聚糖還可供糖尿病人、肥胖人食用。低聚糖雖然有種種好處，但是目前低聚糖的提純是一個難點，因為無論是天然原料中提取還是酸堿轉化法合成，都會使低聚糖產品料液中含有大量的有機鹽和無機鹽，這就使低聚糖產業受到工藝上的困擾，從而阻礙低聚糖的開發研制。

2　低聚糖的脫鹽提純

低聚糖生產過程中會產生氯化鈉或者一些例如乳酸鹽、檸檬酸鈉的有機鹽，有效的去除這些鹽類，可以提高低聚糖的純度品質，目前國內生產低聚糖，脫鹽提純的主要方式是離子交換法，簡稱離交，離交確實能有效的對低聚糖料液脫鹽，但是基于離交的特性，離子交換樹脂很容易就達到飽和狀態，這時就要對離子交換樹脂進行再生，因為再生會用到大量的酸堿，故此在操作的時候比較麻煩，并且再生的同時，很產生很多的廢酸廢堿，給環境帶來很大的危害，那么能不能用傳統的電滲析脫鹽工藝對低聚糖進行脫鹽提純呢？

3　電滲析的原理介紹

電滲析過程是電化學過程和滲析擴散過程的結合；在外加直流電場的驅動下，利用離子交換膜的選擇透過性(即陽離子可以透過陽離子交換膜，陰離子可以透過陰離子交換膜)，陰、陽離子分別向陽極和陰極移動。 離子遷移過程中，若膜的固定電荷與離子的電荷相反，則離子可以通過；如果它們的電荷相同，則離子被排斥，從而實現溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的。

4　低聚糖的電滲析法脫鹽實驗分析

實驗準備低聚糖料液20.075Kg（山東保齡寶生物有限公司提供）、濃水采用去離子水19.154kg、配置NaCl極水15kg（電導率約為10000μs/cm）,設備采用ED-T-Ⅳ-1×2-50型號的實驗型電滲析（金華市金秋環保提供）。運行過程中料液、濃水、極水的流量均控制為500L/h，每10分鐘記錄一次數據，并對水樣進行及時分析。為了保證實驗的準確性，在實驗過程中實時進行觀測，保持液位的穩定，避免因為操作原因對數據產生影響，實驗數據如表1。

從實驗數據可以看出電滲析可以很好的對低聚糖料液進行脫鹽提純，在實驗過程中料液、濃水、極水的液位基本沒有變化，而通過折光的簡單觀測，糖液的有效含量并沒有減少，在后續的檢測中也驗證出糖液整體的損失率<2%，后續又做了多次平行試驗，規律性也很明顯，當然采用不同的離子交換膜對低聚糖料液的脫鹽速率也有不同。

5　結果分析

經過多次的實驗驗證，電滲析裝置能有效的對低聚糖料液進行脫鹽提純，并且低聚糖料液的有效成分損失很少，使用不同廠家的異相離子交換膜會對低聚糖的脫鹽速率產生影響，因此在工藝設計的前期要選擇合適的異相離子交換膜。當然放大工業生產還要進行很多實驗論證，比如糖液的生菌污染，電滲析裝置的清洗，以及料液的損失都要充分的考慮進去。

6　結語

低聚糖料液產品在脫鹽提純的工藝上還有很大的發展空間，電滲析在實驗和理論上均能滿足其脫鹽提純要求，后續配合其他工藝，會使低聚糖脫鹽提純工藝更加完善，使其品質提高。

參考文獻：

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[2]徐震豐.甘氨酸溶液中電滲析脫鹽提純研究[D].杭州：浙江大學材料與化學工程學院,2003.

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.029