菊芋(Helianthus tuberosus L.)是菊科向日葵属的多年生草本植物,易于种植,繁殖力强,在我国各地区均有广泛栽种。同时具有较好的经济、社会和生态三重价值。南菊芋1号是本课题组选育的耐盐高产的菊芋新品种,块茎菊糖含量与叶片中蛋白含量均较高,块茎中的菊糖经水解后可转化为果糖,甜度比蔗糖高,可作为天然的食品添加剂；茎叶含有丰富的蛋白质、碳水化合物和纤维素,是优良的动物饲料。本研究从工业化生产的角度出发,对菊芋高经济附加值产品——高果糖浆和叶蛋白的关键生产技术进行探索,初步研究了菊芋块茎制取高果糖浆及菊芋鲜叶提取叶蛋白的生产工艺条件。主要研究结果如下：1.采用热水浸提法制取菊糖溶液,通过单因素试验研究提取过程中不同的料液比、温度、时间及提取次数对菊糖提取效果的影响,并设计正交试验确定了最佳的浸提参数：料液比1：25,提取温度90℃,提取时间30min,提取1次,该条件下,菊糖提取率可达69.49%。2.采用氢氧化钙-磷酸法去除菊芋粗提液中的蛋白质和果胶等杂质,单因素试验基础上的正交除杂试验表明,氢氧化钙添加量对蛋白质去除的影响效果最显著。最佳除杂条件为：加氢氧化钙调节后的pH值为12,澄清温度60℃,澄清时间20min,磷酸调节后的pH值为7.5。该条件下,菊糖粗提液的蛋白质去除率为78.90%,总糖损失率为7.42%。3.除杂后的菊芋提取液通过菊粉酶一步水解的途径获得果葡糖浆,以酶解率为指标,研究底物浓度、酶添加量、反应温度和pH四个因素对酶解效果的影响,得出最佳的酶解工艺条件为：底物浓度12～16%、加酶量为18-24U·g-1菊粉、反应体系pH值控制在4.5～5.0、温度50℃,在此条件下进行酶解,酶解率可达95%1以上。4.酶解后得到的高果糖浆粗提液颜色较深需脱色处理,采用活性炭和离子交换树脂进行进一步精制纯化。活性炭脱色的研究中,以脱色率和总糖损失率为指标,比较了活性炭添加量、脱色时间和温度对脱色效果的影响,确定最佳脱色条件为：活性炭添加量0.03g·mL-1,脱色时间30min,温度80℃。此条件下,脱色率可达85%以上,且总糖损失不大。5.对脱色后的糖浆进行离子交换树脂精制研究,综合考虑吸附率、脱盐率和总糖损失率这三个指标,通过静态吸附法从8种树脂中筛选精制效果较好的树脂,最终选择树脂001×7和D301-G的组合。将粗糖液先经过001×7型强酸性阳离子树脂再经过D301-G型弱碱性阴离子树脂,脱色率和钙、镁离子去除率均可达95%以上。得到的高果糖浆经成分分析,果糖含量可达93.8%。6.以新鲜菊芋叶片为原料,对菊芋叶蛋白的提取工艺进行初步探索。比较了不同提取剂对菊芋叶蛋白的提取效果,权衡叶蛋白得率、粗蛋白含量和粗蛋白提取率三个指标,得出焦亚硫酸钠溶液的提取效果最佳；设计单因素-正交试验,比较了料液比、加盐量、絮凝温度、pH对叶蛋白提取效果的影响,优化后的提取工艺为：料液比1：7、加盐量0.5%、絮凝温度90℃、pH值2.0,在此提取条件下叶蛋白得率为12.77%,粗蛋白含量为48.96%,粗蛋白提取率为27.36%。对提得的菊芋叶蛋白进行氨基酸分析的结果表明,菊芋叶蛋白中氨基酸种类齐全,总氨基酸含量为42.07%,必需氨基酸占总氨基酸的比值(E/T)为40.55%,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(E/N)为0.68。