一种低聚果糖的制备与纯化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于天然物质提取技术领域，具体涉及一种低聚果糖的制备与纯化方法。
【背景技术】
[0002] 低聚果糖又称蔗果低聚糖，是由1?3个果糖基通过0 (2-1)糖苷键与蔗糖中 的果糖基结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物；100克干重菊苣中约有 60?70克菊粉，菊粉是通过线性的3 -2,1-糖苷链连接的果聚糖，其末端为一蔗糖基。故 以菊苣粉为原料用菊糖内切酶水解作用，经精制最终可得低聚果糖。
[0003] 低聚果糖具有良好的保健作用，无毒，适合糖尿病病人使用，可以预防龋齿、调节 脂类代谢、促进钙吸收、降低血清胆固醇、抑癌；并可作为双歧杆菌的增殖因子，提高人体的 抗病力和免疫力；由于低聚果糖具有水溶性膳食纤维之功能，可作为流变及组织改良剂、水 分保持剂等广泛应用于低热量饮料、低脂或非脂涂抹食品、酸乳、冰淇淋、巧克力等食品。
[0004] 从天然产物中提取的产品往往会有苦味，其原因主要是因为提取物中含有苦素， 或者在提取有效成分时某些蛋白质水解产生苦肽，菊苣中也存在一定量的苦素和苦肽，在 菊苣中提取低聚果糖的过程中，如果没有经过必要的处理，菊苣产品中的将会带有苦味。这 不仅降低了产品的品质，而且影响它的使用范围。目前，用于祛除苦味的方法有：1、使用羧 肽酶处理苦素和苦肽，从而减弱苦味或祛除苦味；2、用乙醇萃取祛除苦素和苦肽。但是利用 羧肽酶处理苦素和苦肽的方法常常会处理不完全；乙醇提取过程中会用到许多有机溶剂， 而低聚果糖作为一种食品添加剂如果有有机溶剂残留将会影响产品的质量；且乙醇萃取或 者用羧肽酶降解苦素和苦肽的操作复杂，成本高不适合大规模的工业化生产。因此，急需寻 找一种能够高效脱除菊苣提取的低聚果糖中苦素和苦肽的方法。
【发明内容】
[0005] 本发明需要解决的技术问题是，提供一种低聚果糖的制备与纯化方法，以解决现 有技术低聚果糖中苦素和苦肽脱除效率不高、操作复杂的缺点。
[0006] 为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种低聚果糖的制备与纯化方法，该方法包括如下步骤：
[0008] (1)菊苣洗净并捣碎，然后加入水搅拌均匀，调节pH为5?7,再加入果胶酶处理 1?5h，得到混合物；
[0009] (2)将步骤（1)得到的混合物煮沸，加入菊糖内切酶，酶解，抽滤，收集滤液得到低 聚果糖混合液a;
[0010] (3)将步骤（2)得到的低聚果糖混合液a通过活性炭柱，收集流出液，得到低聚果 糖混合液b;
[0011] ⑷将步骤⑶得到的低聚果糖混合液b通过非极性大孔树脂柱，收集流出液，得 到得到低聚果糖混合液c;
[0012] (5)用纳滤膜处理步骤（4)得到的低聚果糖混合液c，收集滤出液，得到纯度大于 99 %的低聚果糖溶液；
[0013] 其中，步骤（1)中，菊苣质量与水的体积比为1kg:2?4L，优选1kg:2?3L，最优 选lkg:2L。
[0014] 其中，步骤（1)中，菊苣质量与果胶酶酶活的比例为lkg: 100?500U，优选lkg: 100 ?300U，最优选lkg:300U。
[0015] 其中，步骤（1)中，果胶酶的处理温度为30?50°C，优选30°C。
[0016] 其中，步骤（1)中，将混合物加热至沸腾，并持续加热5?20min，优选15min。
[0017] 其中，步骤（2)中，菊糖内切酶的加入量为140?250U/L，优选200?250U/L，最 有选 200U/L。
[0018] 其中，步骤（2)中，酶解过程中温度为25?45°C，优选30?35°C，最优选35°C。
[0019] 其中，步骤⑵中，酶解时间为6?48h，优选24?42h，最优选30?36h。
[0020] 其中，步骤（3)中，低聚果糖混合液a通过活性炭柱的流速为1?10BV/hr。
[0021] 其中，步骤（4)中，所述的树脂为XAD-4、XAD-5、LSA-60、LS-803C、SD-2中的任意 一种，优选LSA-60、SD-2，最优选SD-2。
[0022] 其中，步骤（4)中，低聚果糖混合液b通过非极性大孔树脂柱时的流速为2?8BV/ hr，优选 5BV/hr。
[0023] 其中，步骤（5)中，所述的纳滤膜为0. 1?0.9纳米的纤维素膜，优选0.3?0.7nm 纤维素膜，最优选〇. 5nm纤维素膜，利用该纳米纤维膜能将低聚果糖溶液中的单糖和盐离 子去除。
[0024] 本发明中使用的果胶酶的酶活定义为：在50°C、pH3. 5条件下，lmin分解果胶产生 lmmol半乳糖醒酸为一个酶活单位。
[0025] 本发明中使用的菊粉酶的酶活定义为：在40°C条件下，每分钟产生lmmol果糖所 需的酶量为1个酶活单位。
[0026] 有益效果：
[0027] 本发明具有如下突出的效果：
[0028](1)利用果胶酶处理菊苣，使菊苣细胞破碎更加完全，从而使细胞中的菊糖等糖分 充分释放、溶解。
[0029] (2)利用活性炭和非极性大孔树脂对菊苣产的低聚果糖中色素、苦素和苦肽进行 吸附处理，操作简单，且色素、苦素和苦肽的脱除效果好，具有重要的工业应用价值。
[0030] (3)本发明得到的低聚果糖纯度高、杂质少。
【具体实施方式】
[0031] 根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本 发明。
[0032] 实施例1 :菊糖内切酶最佳添加量对低聚果糖产率的影响。
[0033] 取500g新鲜的菊苣为原料，洗净、去皮，然后用搅拌机将其粉碎，加入1L纯水，搅 拌均匀，调节pH= 5. 8,加入100U果胶酶，在30°C条件下处理5h，然后煮沸15min。向各组 体系中加入140U、170U、200U、220U、250U的菊糖内切酶，在30°C条件下处理24h，然后过滤 去除菊苣渣，得到低聚果糖混合液。检测各实验组得到的低聚果糖混合液中低聚果糖的含 量，检测结果见表1，从表1中可以看出，每500g菊苣体系中加入菊糖内切酶可以降解菊苣 中的菊糖，增加低聚果糖的含量。
[0034]表1菊糖内切酶最佳添加量对低聚果糖产率的影响
[0035]
【主权项】
1. 一种低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： (1)菊苣洗净并捣碎，然后加入水搅拌均匀，调节pH为5?7,再加入果胶酶处理1? 5h，得到混合物； ⑵将步骤⑴得到的混合物煮沸，加入菊糖内切酶，酶解，抽滤，收集滤液得到低聚果 糖混合液a ; ⑶将步骤⑵得到的低聚果糖混合液a通过活性炭柱，收集流出液，得到低聚果糖混 合液b ; (4) 将步骤（3)得到的低聚果糖混合液b通过非极性大孔树脂柱，收集流出液，得到得 到低聚果糖混合液c ; (5) 用纳滤膜处理步骤（4)得到的低聚果糖混合液c，收集滤出液，得到纯度大于99% 的低聚果糖溶液。
2. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（1)中，菊苣 质量与水的体积比为lkg :2?4L ; 菊苣质量与果胶酶酶活的比例为lkg : 100?500U。
3. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（1)中，果胶 酶的处理温度为30?50°C。
4. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（1)中，将混 合物加热至沸腾，并持续加热5?20min。
5. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（2)中，菊糖 内切酶的加入量为140?250U/L。
6. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（2)中，酶解 过程中温度为25?45°C，酶解时间为6?48h。
7. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（3)中，低聚 果糖混合液a通过活性炭柱的流速为1?10BV/hr。
8. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（4)中，所述 的树脂为 XAD-4、XAD-5、LSA-60、LS-803C、SD-2 中的任意一种。
9. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（4)中，低聚 果糖混合液b通过非极性大孔树脂柱时的流速为2?8BV/hr。
10. 根据权利要求1所述的低聚果糖的制备与纯化方法，其特征在于，步骤（5)中，所 述的纳滤膜为〇. 1?〇. 9纳米的纤维素膜。
【专利摘要】本发明公开了一种低聚果糖的制备和纯化方法，属于本发明属于天然物质提取技术领域。该方法包括如下步骤：(1)菊苣洗净并捣碎，然后用果胶酶处理得到混合物；(2)将步骤(1)得到的混合物煮沸，加入菊粉酶，酶解，抽滤；(3)将步骤(2)得到的溶液通过活性炭柱，收集流出液；(4)将步骤(3)得到的混合液通过非极性大孔树脂柱，收集流出液；(5)用纳滤膜处理步骤(4)得到的低聚果糖混合液c，收集滤出液，得到纯度大于96％的低聚果糖溶液。本发明最终得到的低聚果糖溶液中低聚果糖含量高，且对苦素和苦肽的脱除效果好，操作方便，具有广阔的工业应用前景。
【IPC分类】C12P19-00, C12P19-26
【公开号】CN104531809
【申请号】CN201410730348
【发明人】黄振华, 杨云
【申请人】青海威德生物技术有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月4日