一種納濾脫去紅糖中蔗糖的無糖紅糖製備方法及其應用與流程
2023-10-07 06:03:34 2
本發明涉及一種納濾脫去紅糖中蔗糖的無糖紅糖製備方法及其應用，具體涉及一種基於成分物化參數與納濾膜相互作用規律採用納濾技術去除紅糖中蔗糖的方法，屬於醫藥領域。
背景技術：
紅糖指帶蜜的甘蔗成品糖，甘蔗經榨汁，濃縮形成的帶蜜糖。除了具備糖的功能外，還含有維生素和微量元素，如鐵、鋅、錳、鉻等，營養成分比白砂糖高很多，從中醫的角度來說，紅糖性溫、味甘、入脾，具有益氣補血、健脾暖胃、緩中止痛、活血化淤的作用，在婦科中的應用優勢顯著，清代的《胎產心法》將紅糖用於產後惡露不下，「凡產後臟腑勞傷，氣血虛損，或胞絡挾於宿冷，或當風取涼，風冷乘虛而搏於血，壅滯不宣，積蓄在內，故不下也。宜溫暖活血，則血自行。此必小腹脹滿刺痛無時，宜用血證黑神散。予每治此證，用生化湯倍桃仁，調失笑散，生新行瘀，頻以紅糖衝滾湯，少滴無灰酒服之。如素不飲，或恐發暈，即不加酒亦可，每每獲效」。
此外，紅糖中含有的葉酸、微量物質等可加速血液循環、增加血容量的成分，刺激機體的造血功能，擴充血容量，提高局部皮膚的營養、氧氣、水分供應。紅糖中含有的胺基酸、纖維素等物質，可以有效保護和恢復表皮、真皮的纖維結構和鎖水能力，強化皮膚組織結構和皮膚彈性，同時補充皮膚營養，促進細胞再生。雖然紅糖具有較高的醫療、營養價值，但是紅糖含有95％左右的蔗糖，對於糖尿病人、三高老年人等忌糖人群來說，紅糖難以施展其內在優勢，如何在去除紅糖中蔗糖的同時保留其原有醫療和營養價值，經檢索目前尚未出現可借鑑的方法。
納濾是一種介於反滲透和超濾之間的膜分離技術，具有分離過程無熱效應，能耗低，操作方便，不產生二次汙染等優點，其分離原理包括道南效應、細孔模型、溶解擴散分離模型等，在進行納濾分離時，可以對小分子、低價離子成分通過孔徑篩分、電荷效應等進行目的性去除。紅糖含有95％左右的蔗糖，是常見的二糖有一分子葡萄糖和一分子果糖組成，分子量342.3，因此在分離上可通過分子切割的形式進行分離，因此低分子量納濾膜表現出其優勢。
經研究，紅糖中的具有藥理活性並體現其風味特色的有色成分「紅糖素」成分不能透過陽離子納濾膜，通過系統的成分指紋圖譜對比發現，經過篩選出的正電荷複合聚乙烯亞胺納濾膜可以有效去除蔗糖，同時單糖類成分如葡萄糖和果糖能高效率地去除，用3倍水洗脫糖率超過99％，進一步納濾脫水，在達到一定溶液比重後加入木糖醇，結晶、乾燥，實現了無糖紅糖的製備。無糖紅糖從根本上解決了想服用紅糖但害怕高糖引起身體傷害的糖尿病人、三高老年人或忌糖女青年使用。因其有效成分的保留、濃縮且紅糖口感純正，且健康性較傳統紅糖有大幅提升，可廣泛用於美容去斑、調經養血、產後恢復等紅糖替代品，也可作為無糖型高檔調味品用於廚房、食品及咖啡飲料等甜味。
基於上述背景，提供一種納濾脫去紅糖中蔗糖的無糖紅糖製備方法及其應用，基於紅糖指紋圖譜技術標準評價，以納濾技術為特色，整個過程無任何化學添加，保留了紅糖的保健藥效成分，製成無糖型紅糖。
技術實現要素：
發明目的：提供一種納濾脫去紅糖中蔗糖的無糖紅糖製備方法及其應用，根據實驗研究結果，選擇正電荷納濾膜目的性地去除紅糖中的蔗糖等糖類成分，基於指紋圖譜對比篩選，實現紅糖藥效成分及風味色素的全保留，通過添加木糖醇，保證其紅糖口味，實現無糖型紅糖的製備。
技術方案：一種納濾脫去紅糖中蔗糖的無糖紅糖製備方法及其應用，其特徵在於，紅糖水溶液經微孔濾膜過濾，濾液採用取截留分子量為400da正電荷納濾膜納濾分離去除紅糖中的蔗糖及單糖，保留了紅糖色素及藥效成分，分離得到的截留液進一步經納濾脫水後，加入木糖醇或甘露糖，結晶、乾燥，製成無糖型紅糖。
所述的紅糖水溶液是採用傳統工藝如壓榨、澄清、濃縮得到紅糖濃縮液經水稀釋或乾燥製得紅糖粉後加水溶解得到的水溶液。
所述的正電荷納濾膜的材質為複合了聚乙烯亞胺或殼聚糖中的一種。
所述的紅糖色素及藥效成分可通過指紋圖譜技術進行控制評價，與傳統工藝紅糖的指紋圖譜相似度大於0.9。
所述的截留液其含蔗糖量少於原含量的1％。
所述的木糖醇是純天然木糖醇結晶。
所述的無糖型紅糖可用作為美容去斑、調經養血、產後恢復等保養品，更適宜於糖尿病人、三高老年人或忌糖女青年的使用，也可作為無糖型高檔調味品用於廚房、食品及咖啡飲料等調節甜味。
有益效果：(1)根據紅糖中蔗糖與藥理活性成分與納濾膜作用行為的差異，選擇正電荷納濾膜目的性去除蔗糖及單糖類成分，有效成分及風味得以全保留，添加木糖醇製成無糖型紅糖；(2)解決了糖尿病人、三高老年人或忌糖女青年服用紅糖保養但因高糖對身體引起傷害的問題；(3)在美容去斑、調經養血、產後恢復等領域可複方其它藥食同源中藥而製成專用品，保持口感和療效，並杜絕引起血糖升高等反應；(4)可替代常用糖類成分作為調味品用於廚房、食品及咖啡飲料等甜味成分。
附圖說明
圖1無糖型紅糖(s10)與紅糖對照圖(r10)
具體實施方式
以下通過實施例形式，對本發明的上述內容再作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實例，凡基於本發明上述內容所實現的技術均屬於本發明的範圍。
實施例1：納濾膜材質對紅糖中蔗糖去除率的影響
1.材料和方法
1)400da納濾膜材質：複合聚乙烯亞胺、聚醯胺
300da納濾膜材質：聚醯胺
800da納濾膜材質：複合殼聚糖
2)取紅糖3.0kg，純化水溶解至15l，0.45μm微孔濾膜過濾，濾液平均分成三份每份約5l，分別採用取複合聚乙烯亞胺、纖維素、複合聚醯胺材質的納濾膜進行脫糖，操作壓力1.0mpa，常溫操作，收集納濾濃縮液並在濃縮液體積至1l時，補足體積至5l，重複操作3次，待濃縮液富集至比重1.05-1.10時，分別取樣並採用適量水超聲溶解，離心後液相檢測檢測蔗糖含量通過與純化水溶解後的原液對比並計算去除率。
表1
從表1可見，400da納濾膜，複合聚乙烯亞胺陽離子膜和聚醯胺普通膜對蔗糖的去除率均高於98％，但複合聚乙烯亞胺荷正電膜能截留紅糖成分，保持成分組成不變，指紋圖譜相似度大於0.95。而普通納濾膜則會300da納濾膜對蔗糖的去除率低，脫糖效果不好；對成分有明顯影響，相似度低於0.9；800da複合殼聚糖納濾膜對蔗糖的去除率高，但成分會稍有變化，指紋圖譜相似度大於0.9但小於0.95。
實施例2：無糖型紅糖的製備
取甘蔗壓榨、澄清後熬製的紅糖稠膏2.0kg，純化水溶解至5l，0.45μm微孔濾膜過濾，濾液採用取複合聚乙烯亞胺材質、截留分子量為400da納濾膜納濾進行脫糖，操作壓力1.0mpa，常溫操作，收集納濾濃縮液並在濃縮液體積至1l時，補足體積至5l，重複操作3次，待濃縮液富集至比重1.05-1.10時，加入0.95kg木糖醇結晶，攪拌均勻，低溫40℃乾燥、結晶，即得無糖型紅糖。
實施例3：無糖型紅糖的製備
取紅糖1.0kg，純化水溶解至5l，0.45μm微孔濾膜過濾，濾液採用取殼聚糖材質、截留分子量為800da納濾膜納濾進行脫糖，操作壓力1.0mpa，常溫操作，收集納濾濃縮液並在濃縮液體積至1l時，補足體積至5l，重複操作3次，待濃縮液富集至比重1.05-1.10時，加入0.95kg木糖醇結晶，攪拌均勻，低溫40℃乾燥、結晶，即得無糖型紅糖。
實施例4：無糖型紅糖與紅糖的指紋圖譜對比
1.材料和方法
1)材料：實施例2無糖型紅糖，紅糖(產地：廣西，10批次)，waters2695e高效液相色譜儀。
2)供試品溶液的配製：分別精密稱取實施例1無糖型紅糖和廣西產紅糖各1g至25ml量瓶中，適量水超聲溶解，定容至刻度，離心後液相檢測。
3)色譜條件
色譜柱：hanbonmegressc18柱(4.6mm×250mm，5μm)；
流動相：根據表2設置流動相比例及梯度，流速1.0ml.min-1，進樣量：10μl。
表2
檢測波長：根據表3設置檢測波長
表3
4)數據分析：將10個批次的廣西產紅糖檢測結果積分後導出cdf文件，導入中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統2014版本，進行色譜峰匹配，生成廣西產紅糖指紋圖譜標準圖譜，進而與無糖型紅糖進行相似度分析。
從圖1可見，無糖型紅糖(s10)與紅糖對照圖譜(r10)相似度高，經指紋圖譜相似度評價系統2014版本計算，相似度為0.997。
實施例5：無糖型紅糖對小鼠血糖水平的影響
1.材料和方法
1)採用本發明實施例2的無糖型紅糖和實施例4中採用的紅糖，分別通過純化水溶解至0.5g/ml。
2)實驗動物：c57bl小鼠：雄性，體重(22士2)g，由南京市江寧區青龍山動物繁殖場提供。
3)劑量：本發明的無糖型紅糖用量為成人(體重60kg)每日60ml，相當於1ml/日/kg。無糖型紅糖組小鼠每日三次經口給予無糖型紅糖水溶液，連續灌胃30天後測各項指標。紅糖組小鼠每日三次經口給予紅糖水溶液，連續灌胃30天後測各項指標。小鼠灌胃體積為0.5ml/100g鼠重。同時設一組對照組，用水代替本發明無糖型紅糖，每日灌胃與上組體積相同。
4)實驗方法：愛科來國際貿易(上海)有限公司生產的gt-1810血糖儀，測定空腹血糖變化。
5)數據分析
以空白組為對照，對無糖型紅糖組和紅糖組進行t檢驗分析。
2.結果
表4
由表4可見，無糖型紅糖組與空白組血糖值差異均無顯著性，而直接服用紅糖組小鼠血糖升高明顯，與空白組對比差異有顯著性。試驗結果表明無糖型紅糖對小鼠血糖水平無明顯作用。
實施例6：對血虛小鼠血液的影響
1、材料與方法
1)動物：昆明種小鼠，雌雄各半，體重18～22g。
2)供試品：實施例2無糖型紅糖、實施例3無糖型紅糖、紅糖，實驗前用生理鹽水配置，灌胃給藥。
3)方法昆明種小鼠50隻，雌雄各半，體重18～22g，隨機分成5組，每組10隻。其中4組造失血性血虛模型。4組動物於實驗前尾部取血，先測hb、rb水平，造模型5組分別尾部放血0.5ml，使動物失血，於失血後24h再尾部取血測hb、rbc確定造血虛模型成功，然後灌胃給藥。對照組灌胃同體積的生理鹽水；本發明無糖型紅糖組按照實施例5的劑量分別灌胃，連續給藥7d，每日1次，末次給藥2h後，再尾部取血測hb及rbc的值。
2、實驗結果：見表5
表5
模型組相比**p＜0.01，*p＜0.05
結果表明：本發明無糖型紅糖實施例2組可顯著提高hb及rbc水平，與對照組相比有極顯著性差異(p＜0.01)，實施例3組與紅糖相對hb及rbc水平有顯著影響。可見，本發明無糖型紅糖具有補血作用。