专利名称：果寡醣甜味料的制造方法
技术领域：
本发明是一种果寡醣甜味料的制造方法，其主要利用麹菌属菌丝体固定化，制成中空纤维丝膜生物反应器，用来制造果寡醣甜味料的制造方法。
众所周知，果寡醣具有甜味，低龉蚀性，难消化性及不易导致肥胖的特性，而且可有效促进人类肠中有益菌—双叉乳酸菌的的活化增殖，间接促进维生素B群的合成、乳酸的分泌、抑制腐败菌及防止便秘等，此外，对酯质代谢亦有良好正面的影响，能降低血清中胆固醇、三甘油酯及磷酯。果寡醣不但可单独使用，而且也可广泛添加于饮料、健康食品、婴幼儿奶粉、药品、饲料中，商机潜力非常庞大。果寡醣广泛存在于天然植物中，如香蕉、芦笋、洋葱及牛蒡等，以供应人们长久以来对于健康长寿的追求，即自古所谓“若要长生，腹中常清。若要长寿，肠无渣滓”的谚语。
传统制造果寡醣的方法，是以高浓度蔗糖溶液(10-60％)，调整pH值，再添加β-呋喃果糖甘酶，并将温度维持在40-60℃后，进行催化反应，反应后，加热使β-呋喃果糖甘酶失去活性，然后再经脱色、脱盐等步骤后，得到一含有葡萄糖、果糖、蔗糖及果寡醣(GF2、GF3、GF4成分)，如美国专利US4774183和日本专利昭56-154967所述，其分子结构主要为果糖以直链B-1，2结合而成的1-Kestose(GF2)、Nystose(GF3)及1-β-FructofuranosylNystose(GF4)反应后的果寡醣混合物，其结构如以下所示 其甜度约为蔗糖的60％，具有如蔗糖的良质口感，在食品加工上的特性如粘度、水分活性、保湿性等亦皆与蔗糖相当。
本发明的目的在于提供一种果寡醣甜味料的制造方法，利用含有β-呋喃果糖甘酶的麹菌属菌丝体加以固化，制成中空纤维丝膜回收发酵液菌，再加以固定化，制成生物反应器，达到连续制造生产果寡醣的目的。
本发明的目的是这样实现的一种果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于利用中空纤维丝膜回收含有β-呋喃果糖甘酶发酵液菌体，以无离子水洗涤；再用聚乙烯亚氨通过其中，以无离子水洗涤，将该中空纤维丝膜固化成生物反应器；再将溶于醋酸缓冲液中的蔗糖溶液流入该生物反应器内，并在恒温下进行转化反应，制得本发明的果寡醣甜味料。
该聚乙烯亚氨的百分重量为1-3％。该中空纤维丝膜厚度为1-3cm。该蔗糖溶液流过生物反应器的速度为40-60ml/min。
本发明的主要优点是本发明的方法，其菌体回收及固定化生物反应器的制作为一次完成，并连续长期使用，有别于一般传统的方法是不能连续进行，具有制作简单方便、成本低廉及可长期连续使用的功效。
下面结合较佳实施例和附图详细说明。
图1是本发明的制造流程示意图。
图2是本发明的装置示意图。
图3是本发明以不同浓度蔗糖为基质的反应产物中的糖组成的示意图。
图4是本发明的果寡醣、蔗糖与葡萄糖的高速液相层析谱图。
图5是本发明进行连续生产试验的结果示意图。
参阅图1-图2所示，本发明的果寡醣甜味料的制造方法，其主要分成两个步骤第一步骤，以中空纤维丝膜回收发酵液菌体，并加以固定化，制作成生物反应器1；第二步骤，以生物反应器连续制造生产果寡醣。
其具体流程如下将麹菌属菌丝体菌种先作发酵培养，再以中空纤维丝膜加压过滤后，将菌丝体回收，以无离子水洗涤；使聚乙烯亚氨流过中空纤维丝膜，再以无离子水洗涤，即可将中空纤维丝膜固化成生物反应器1；再将蔗糖溶液22从蔗糖溶液储槽2中以一定流速从生物反应器1的入口11通过生物反应器，反应后，从生物反应器1的出口12进入果寡醣产品储槽3，如此，即可得到所需的果寡醣甜味料。该生物反应器1通过恒温介质的进、出口13、14与恒温装置连接(图中未示)，保持生物反应器1在恒温条件下应用。
下面通过具体实施例说明如下
第一步骤将悬浮的麹菌属菌丝体菌种发酵培养液200ml，含湿重约14g流过厚度为1-3cm的中空纤维丝膜加压过滤，并以600ml的无离子水冲洗；第二步骤调pH为5.0，重量百分浓度为1-3％的聚乙烯亚氨600ml流过中空纤维丝膜，回收已吸收聚乙烯亚氨的菌丝体酵素，再以600ml无离子水冲洗涤，并加以过滤后，将中空纤维丝膜固化成生物反应器；第三步骤将2000ml 50％(w/v)的蔗糖溶液，以流速40-60ml/min，流入生物反应器中，并在50℃下进行反应，测得该反应器内β-呋喃果糖甘酶的活性为35000单位，而菌体酵素的回收率则大于95％。
上述测试菌体β-呋喃果糖甘酶的活性的方法如下将酵素溶液或经均质后的菌体培养液，经适当稀释后，取0.5ml加入50％(w/v)的蔗糖溶液溶于PH5.0及0.05M的醋酸缓冲液中，取3ml于50℃反应1小时后，再于沸水中加热10分钟，停止酵素反应，将反应液经适当稀释后，以HPLC分析反应液中成分，结果，β-呋喃果糖甘酶的活性，在上述反应条件下，每分钟生成1μmole的1-Kestose(分子量504)的酵素量。
参阅图3-图4，将醋酸缓冲液配制30％、40％、50％、60％(w/v)等不同浓度的蔗糖溶液，于50℃下，以40-60ml/min的流速通入生物反应器内进行转化反应后，将所得产物中的糖组成以高速液相层析(HPLC)加以分析，其结果如图3及图4所示。
参阅图5，本发明的反应器不需更换，可一直连续生成所需的果寡醣，兹以醋酸缓冲液配制50％(W/v)的蔗糖溶液，于40-45℃下，流入本发明的生物反应器内，进行连续反应，连续操作60天，其果寡醣生成结果如图5所示。
综上所述，本发明具有连续的使用功效，而具有产业上的利用价值，本发明具有新颖性及创造性，对于熟悉该项技艺的人员，对其细部构造部份进行各种等效的变化，均应包括在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于利用中空纤维丝膜回收含有β-呋喃果糖甘酶发酵液菌体，以无离子水洗涤；再用聚乙烯亚氨通过其中，以无离子水洗涤，将该中空纤维丝膜固化成生物反应器；再将溶于醋酸缓冲液中的蔗糖溶液流入该生物反应器内，并在恒温下进行转化反应，制得本发明的果寡醣甜味料。
2.如权利要求1所述的果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于该聚乙烯亚氨的百分重量为1-3％。
3.如权利要求1所述的果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于该中空纤维丝膜厚度为1-3cm。
4.如权利要求1所述的果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于该蔗糖溶液流过生物反应器的速度为40-60ml/min。
全文摘要
本发明是一种果寡醣甜味料的制造方法,是利用中空纤维丝膜回收含有β－呋喃果糖甘酶发酵液菌体,并将其加以固化成生物反应器;将蔗糖溶液置入生物反应器中转化反应,即可得到所需的果寡醣甜味料。具有制作简单,成本低廉,且因其菌体可回收,故可长期连续使用。
文档编号A23L1/236GK1380006SQ0111065
公开日2002年11月20日 申请日期2001年4月13日 优先权日2001年4月13日
发明者钟惠林 申请人:自然美化妆品股份有限公司