菊粉是由D-果糖经β(1→2)糖苷键连接而成的链状多糖,末端常含有一个葡萄糖基。菊粉是一种非消化性的碳水化合物,能够选择性地促进结肠细菌的生长,提升宿主的键康状况。而且,菊粉还能降低血糖浓度、维持脂类代谢平衡、提高矿质元素的生物利用度、增强免疫力;在食品工业中,菊粉能够改善食品质构、提高流变学性质和营养特性,属于功能性食品。菊粉作为一种天然功能性食品配料,已在欧美国家得到了广泛应用。中国北方干旱少雨,菊芋适应环境能力强而得到了广泛种植。菊芋块茎含有14～19%菊粉,可以用作制备菊粉的原料。 本论文从菊粉的分析方法入手,优化了菊芋粉的常规浸提条件,对比研究了超声波对菊粉浸提得率和分子结构的影响,确定了石灰乳—磷酸除杂的条件。构建了阴离子交换脱色的模型,并在单柱实验的基础上,完成了连续式离子交换系统脱色的运行试验。最后研制了一种具有益生作用的补钙制品羧甲基菊粉钙。主要的研究结果如下: 1.在菊粉含量分析上采用了总糖含量减去还原糖含量的方法。总糖的测定以菊粉(Wedin-P90)为标准物采用改进后的苯酚硫酸法,还原糖的测定以果糖为标准物采用3,5-二硝基水杨酸法。菊芋储藏实验的结果表明气温高于零度时一部分菊粉会转化成还原糖,菊粉的损失明显,所以菊芋收获后要及时加工。 2.通过部分因子设计、最速上升路径、中心组合设计和响应面法,优化了菊粉的热水浸提条件,即在自然pH值、液固比为10.56:1(v/w)、76.7℃下热水浸提20min,菊粉的提取率可以达到83.6%。在此条件下,进一步进行了常规浸提、直接超声波浸提、间接超声波浸提,得出间接超声波浸提菊粉是一种行之有效的方法。 3.通过正交实验,石灰乳—磷酸除杂的条件可以确定为石灰乳调后的pH值为11,加磷酸后的温度控制在80℃,pH值控制在6。离心过滤后的提取液在蠕动泵的作用下依次通过凝胶强酸性阳离子交换树脂Amberlite FPC11Na和大孔弱碱阴离子交换树脂AmberliteFPA54。层析过程能有效地除去菊芋粉浸提液中的色素、电解质和蛋白质,对菊粉的影响不大。经过蒸发浓缩和干燥后最终得到白色粉末状菊粉。 通过超滤可以使单糖和二糖、短链分子、长链分子分开。从而制备出速溶、分子量均一的短链菊粉。在80℃、pH2.5下,菊粉可被酸水解为果糖糖浆。 4.选类黑色素溶液作为脱色料液,利用穿透函数法分析阴离子交换树脂Amberlite