专利名称：高纯度低聚果糖制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新型机能食品的制备方法。
低聚果糖(以下简称FOS)是一种不超过四个果糖为链节，并以葡萄糖为链的端基的蔗果低聚糖，又名果寡糖或果糖低聚糖。低聚果糖在自然界广泛分布于各种水果、蔬菜等食物中，如大蒜含低聚果糖0．6％，蜂蜜中含0．75％，但从中提取十分困难，收率较低而很难实现工业化生产。1950年Bacon等人发现由酵母作用于蔗糖，可以转移果糖而生成低聚果糖。其有效成份为蔗果三糖(GF2)、蔗果四糖(GF3)和蔗果五糖(GF4)。日本于1983年实现了工业化生产，使商品化低聚果糖进入市场，它分为G型(FOS≥50％)和P型(FOS≥90％)。由于其优良的保健功能和特殊的生理活性，低聚果糖已作为一种国际公认的典型益生元代表，应用于五百多种食品和部份药品中，倍受现代食品生产企业和消费者青睐。
目前已知的低聚果糖生理学功能主要有一、保健效果好，具有优良生理活性，可选择性对人体肠腔内的有益菌双歧杆菌迅速增殖，并可显著抑制有害菌的生长繁殖，达到双向调节人体微生态平衡作用；二、类似于可溶性膳食纤维，不被人体消化系统酶解降低了肠腔PH值，促进肠腔蠕动，随同双歧杆菌的作用，起到润肠通便，降低血脂、排毒解毒的作用；三、有效提高了抗体形成细胞数及NK细胞活性，增强人体免疫力；四、可降低总胆固醇及甘油三脂，起到降血脂作用，并且不升高血糖值；五、可有效合成B族维生素，促进钙、铁、锌等微量元素的吸收，具有抗龋齿性，并可预防结肠癌。
目前，工业化生产FOS的方法分为两种第一种是采用果糖基转移活性的酶作用于蔗糖生产的方法，简称酶法。在酶化反应形式上又分为悬浮床的液体酶化法和固定化酶法。第二种是由植物菊苣中萃取的方法。第一方法的固定化酶法存在收率和转化率低，低聚果糖中的GF3和GF4含量对总糖而言偏高，其有效生理活性下降，制备工艺复杂，也造成FOS的含量低，由于含有大量胶体蛋白或盐类，而使产品外观显得混浊，色泽差；用后一种方法生产的产品，聚合度在2～60之间，分子量分散度大而蔗果三、四、五糖含量很少，多为果糖的高聚合物，大部份在胃和小肠中被消化，少量能到达大肠，对双歧杆菌的增殖效果较差，多用于补充某些食品的油脂口感不足。
本发明的目的在于提供一种改进的高纯度低聚果糖制备方法，它能更进一步提高产品内有效成份蔗果三、四、五糖，使蔗糖溶液中低聚果糖的转化率提高，该制备方法工艺简单，成本低。
本发明的目的通过以下技术方案实现低聚果糖制备方法采用黑曲霉(Aspergillus nigerV．Tiegh)菌种，经二级培养得到果糖转移酶，加入浓度为30％～50％的蔗糖溶液中，在酶化罐内调PH值为5～8，于62～70℃下进行一次酶化接触反应，反应进行8～10小时，一次酶化的产品进行一次纳滤处理，纳滤后的滤出液糖浆进行二次酶化，然后将酶化的糖浆再进行二次纳滤处理。
本发明提供的制备方法是由果糖转移酶作用于蔗糖分子后进行纳滤处理而得到产物。蔗糖(用符号GF表示)由葡萄糖(用符号G表示)和果糖(符号F表示)组成，溶液通过果糖转移酶的作用每一个葡萄糖分子结合2～4个果糖分子形成低聚果糖GF2、GF3、GF4，其中一部份蔗糖和葡萄糖再进行纳滤处理，即可得到含量≥90％的高纯度低聚果糖。
制备中选用的菌种为黑曲霉的一种，属Aspergillus nigerV．Tiegh，菌种经优化筛选，在无菌条件上，接入茄子瓶内调好的琼脂培养基上经二级培养，确保逐级扩大培养产出高活力的果糖转移酶；酶化过程中对各项工艺条件要严格控制，确保每批酶化后的FOS纯度在55％以上。酶化完成后可有效地提高产品的理化指标及微生物指标，获得的产品无论在有效物低聚果糖的含量、外观和保质期上均优于用固定化酶法和植物萃取法。
以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
附
图1为本发明的工艺流程图。
图2为纳滤工作原理示意图。
制备方法1．采用果糖转移酶的菌种，经微生物培养后，离心分离得到果糖转移酶，加入浓度为30％～50％的蔗糖溶液，在酶化罐内于62～70℃下进行一次酶接触反应，反应进行8～10小时，反应完成后得到含量≥50％的低聚果糖糖浆，其中副产物为葡萄糖和未反应完全的蔗糖；2．用纳滤设备去除副产物后得FOS≥80％；3．将纳滤处理后的截留溶液进行二次酶反应得FOS≥85％的糖浆，4．将二次反应的糖浆再进行纳滤处理得FOS≥90％；5．经前一步骤纳滤处理的糖浆进行脱色过滤，再喷雾干燥，消毒后即可包装。
实例一取1000kg一级白砂糖加热水溶解，加水量至固含量的30～50％，然后加入高活力的果糖转移酶24kg，调PH值5～8，反应温度62～70℃，反应时间8～10小时下进行，将反应溶液过滤脱色，脱色温度50～60℃，脱色时间45分钟，脱色后进行压滤，滤液再经孔穴为0．1μm的微孔过滤膜，最后真空刮板浓缩70～80BAX，即可得1130kg有效物含量≥58％的低聚果糖糖浆。
实例二取上例中经一次酶化的G型产品10kg，用软化纯净水(RO)稀释至浓度为20～40％的糖浆后，以5μm过滤器微孔过滤，用高压泵循环纳滤，纳滤过程中固含量不低于8％，保持固含量在10～20％为宜。将一次纳滤后的滤出液糖浆进行二次酶化。然后将二次酶化的糖浆再进行二次纳滤处理，再用活性炭脱色板框过滤，PH值维持在5～8，最后滤液经喷雾干燥可制得9．8kg含量≥90％的高纯度低聚果糖粉剂、颗粒和片剂三种产品。
权利要求
1.一种高纯度低聚果糖制备方法，以蔗糖为原料，其特征在于采用黑曲霉(Aspergillus nigerV．Tiegh)菌种，经二级培养得到果糖转移酶，加入浓度为30％～50％的蔗糖溶液中，在酶化罐内调PH值为5～8，于62～70℃下进行一次酶化接触反应，反应进行8～10小时，一次酶化的产品进行一次纳滤处理，纳滤后的滤出液糖浆进行二次酶化，然后将酶化的糖浆再进行二次纳滤处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于一次酶化反应后可对溶液过滤脱色，脱色温度50～60℃，脱色时间45分钟，脱色后进行压滤，滤液再经孔穴为0．1μm的微孔过滤膜。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于二次纳滤处理后的滤出液可用活性炭脱色过滤，PH值维持在5～8，再喷雾干燥，消毒后即可包装。
全文摘要
本发明涉及一种新型机能食品的制备方法,该制备方法工艺简单,能提高有效成份蔗果三、四、五糖,使蔗糖溶液中低聚果糖的转化率提高,它采用黑曲霉(AspergillusnigerV.Tiegh)菌种,经二级培养得到果糖转移酶,加入浓度为30%～50%的蔗糖溶液中,在酶化罐内调pH值为5～8,于62～70℃下进行一次酶化接触反应,反应进行8～10小时,一次酶化的产品进行一次纳滤处理,纳滤后的滤出液糖浆进行二次酶化,然后将酶化的糖浆再进行二次纳滤处理。
文档编号C12P19/00GK1290753SQ00130200
公开日2001年4月11日 申请日期2000年10月20日 优先权日2000年10月20日
发明者牟云青 申请人:云南天元健康食品有限责任公司