专利名称：一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法
技术领域：
本发明涉及一种以糖蜜为原料制备饲料级低聚果糖的方法。
背景技术：
低聚果糖(英文名称为Fructooligosaccharidc，FOS)，又称果寡糖或蔗果三糖族低聚糖，分子式为G-F-Fn；n＝1～3(G为葡萄糖，F为果糖)，是指在蔗糖分子的果糖残基上通过β(1→2)糖苷键连接1～3个果糖基而成的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖及其混合物。低聚果糖(英文名称为Fructooligosaccharidc，FOS)在自然界里广泛地分布于各种高等植物上，低聚果糖存在于下列植物中菊芋、芦笋、龙舌兰族、紫苑科、风铃草科、百合目、牛蒡、洋葱、大蒜、黑麦、香蕉。生活食用的蔬菜、水果中也含少量此低聚果糖，尤其是在牛膀、洋葱、大蒜、蜂蜜中含量较高，每100克可食部分中低聚果糖含量依次仅为3.6克、2.8克、1.0克、0.75克，但从中提取十分困难，收率较低而很难实现工业化生产。
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具有下列优越的生理学功能①低聚果糖的排毒性。人体内的有害物质主要有氨、硫化氢、胺类、酚等污秽物，这些毒物不仅造成口腔异味、唇舌溃烂、肌肤缺乏弹性、毛发干枯、便秘腹泻、颜面生痘、体弱多病等症状。服用低聚果糖可排除体内毒素，减轻肝、肾等脏器负担。低聚果糖协同双歧杆菌作用，形成直肠排便反射，起到排毒作用。此种微生态技术十分安全有效，无任何毒副作用。
②低聚果糖可增强人体免疫力。1997年中国卫生部食品监督检验所证明低聚果糖具有明显提高抗体，增殖细胞及提高NK细胞活性，增强免疫功能的作用。
③低聚果糖有改善脂质代谢(降低胆固醇及中型脂肪)的作用。低聚果糖除能增加双歧杆菌和促进肠道蠕动、间接降低血脂及胆固醇外，还和所有膳食纤维一样，能吸收胆汁酸，降低胆固醇的合成与吸收。另外，低聚果糖不易被人体吸收，因而不会由糖-脂代谢途径合成脂肪。
④低聚果糖的抗龋性。蔗糖等传统甜味剂可以使齿垢菌凝集、发酵，生成有机酸，从而加速了牙齿的龋化。而低聚果糖不易使龋齿病原菌凝集，其在齿轮面上形成的乳酸量比蔗糖低23-50％，龋化率远远低于蔗糖。龋齿是我国儿童普遍发生的疾病之一，具有抗龋特性的低聚果糖无疑是儿童食品理想的甜味剂。
低聚果糖对畜禽有着重要生理学功能的作用，可以作为饲料添加剂应用于畜牧业。低聚糖作为一种功能性原料应用于饲料行业，其主要功效为(1)促进消化道有益细菌的生长，抑制有害微生物的繁殖，提高机体抵抗力。由于消化道内没有消化低聚糖的酶，因此低聚糖基本上以原样形式到达后肠，肠道内的低聚糖大部分被有益菌如双歧杆菌、乳酸杆菌等选择利用，以低聚果糖为例，大部分的双歧杆菌、嗜酸乳芽孢杆菌、一些其它乳芽孢杆菌和大部分粪杆菌能很好地利用低聚果糖。死亡梭杆菌、沙门氏杆菌、大肠杆菌等有害细菌则对低聚果糖的利用很差。同时，发酵产生的酸性物质使整个肠道的pH下降，抑制了有害菌的生长。
(2)吸附肠道病原菌，对动物起保健作用。病原菌粘附在低聚果糖底物上而不与动物肠道上皮细胞相接触，因而病原菌无法在肠道中固定下来，也就失去了对畜禽的危害作用。研究表明许多病原菌的细胞表面均含有一种特殊的用于细胞识别的蛋白质，称为外源凝集素，它们能与肠内壁细胞表面上的受体结合而粘附在肠上皮上繁殖。而肠内壁细胞表面的受体，其结构就是短链带分支的糖类物质，故低聚果糖加入饲料中就会竞争性地和病原菌细胞表面的外源凝集素结合，阻止病原菌在肠上皮上的粘附。
目前国内制备低聚果糖是采用蔗糖、菊芋或洋姜为原料，这些制备方法的缺点是采用的原料比贵或生产成本较高，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种以制糖工业产生的副产品——糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，该方法提高了制糖工业副产品的循环利用，简单易行、生产成本低廉，适合于工业化生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于它包括如下步骤采用热酸法预处理糖蜜、去除糖蜜中的沉淀物、去除沉淀物后上清液经果糖基转移酶水解反应及低聚果糖溶液的脱色、过滤除杂和浓缩处理。
本发明的糖蜜预处理所采用的是浓硫酸溶液，糖蜜稀释液的浓度为20～50Brix，处理温度50℃～95℃，搅拌时间30min～60min，静置4h～12h。
本发明的酶解反应使用的是果糖基转移酶液，酶水解反应温度40℃～60℃，酶水解反应时间16h～26h。
本发明所制备的产品可以是可溶性固形物(DS)浓度为65～75％、纯度大于40％的低聚果糖糖浆，也可干燥后得到水分含量小于5％的固体低聚果糖粉。
本发明的有益效果是以糖蜜为原料制备低聚果糖，其原料来源广泛。由于我国是重要的食糖生产国，糖料种植在农业经济中占有重要地位，仅次于粮食、油料、棉花，居第四位。糖料种植涉及到4000多万蔗农的收入，食糖的生产是广西、云南等地区的支柱产业之一。以广西糖业为例，广西是我国重要糖区之一，全区制糖量占全国产量40％以上。制糖业已成为广西经济的支柱产业，全区糖厂年入榨甘蔗300多万吨，产废糖蜜10万吨，因此本发明的整个生产过程原料价廉易取，工艺简化易行，操作方便，成本低廉，可满足工业化大生产的要求。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施例方式
实施例1参照上述附图，将糖蜜与水、硫酸混合搅拌并加热进行沉淀反应，调节上清液pH值为4.0～5.0；加入果糖基转移酶进行酶解反应16-26小时，高温对果糖转移酶进行灭活；过滤除去杂质，将低聚果糖糖液真空浓缩为深棕色粘稠状糖浆，得到纯度大于40％的低聚果糖糖浆。其中(1)将糖蜜与饮用水按照重量比例65～25∶35～75混合，搅拌均匀，使糖蜜稀释液的浓度为20～50Brix；并加入浓硫酸调整调节PH值为4.0～5.0(2)通入蒸汽对混合液进行加热，处理温度50℃～95℃，时间30min～60min，然后静止4h～12h，取上清液；(3)将去除沉淀物的上清液冷却至40℃～60℃，调节PH值为4.0-8.0；(4)酶解反应使用的是果糖基转移酶的酶液，酶解反应温度40℃～60℃，酶解反应时间16h～26h；(5)当低聚果糖占固形物的比例达到40-50％时，停止酶解，通过盘管升温至80～90℃，维持20～30分钟进行灭酶，灭酶后降温至40～60℃；(6)用活性碳板框压滤机进行脱色过滤，滤液输送至真空浓缩器；(7)启动浓缩器，当分离器真空达到-0.09～-0.05MPa时，打开蒸汽阀门，此时工作蒸汽压力控制在0.01～0.3Mpa，使蒸发温度达到70℃～95℃进行浓缩至溶液浓度达到65～75％DS；(8)灭菌包装。
实施例2
将5000Kg糖度为75Brix的糖蜜与4200Kg饮用水混合，糖蜜稀释液的糖度为40Brix；加入120Kg浓硫酸溶液，调节PH值为4.5，通入蒸汽进行加热，处理温度92℃，时间55min，然后静止沉淀7h；取其上清液，加入30％氢氧化钠1Kg对糖蜜清液调节PH值，调节PH值为5.5；加入80Kg果糖基转移酶(80μ/g)的酶液，酶水解反应温度48℃，酶水解反应时间20h；当低聚果糖占固形物的比例达到44％时，停止酶解，通过盘管升温至90℃，维持25分钟进行灭酶。灭酶后降温至55℃；用活性碳板框压滤机将上述混合物脱色过滤，将滤液输送至真空浓缩器；启动浓缩器，当分离器真空达到-0.06MPa时，打开蒸汽阀门，此时工作蒸汽压力控制在0.15Mpa，使蒸发温度达到85℃进行浓缩至溶液浓度72％DS可以制得4200Kg的低聚果糖浆；或将灭菌后的低聚果糖浆进行干燥喷雾处理，可以制得2700Kg水分含量小于5％的固体低聚果糖粉。
权利要求
1.一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于它包括如下步骤采用热酸法预处理糖蜜、去除糖蜜中的沉淀物、去除沉淀物后上清液经果糖基转移酶水解反应及低聚果糖溶液的脱色、过滤除杂和浓缩处理。
2.根据权利要求1所述的一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于糖蜜预处理所采用的是浓硫酸溶液，糖蜜稀释液的浓度为20～50Brix，处理温度50℃～95℃，搅拌时间30min～60min，静置4h～12h。
3.根据权利要求1所述的一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于酶解反应使用的是果糖基转移酶液，酶水解反应温度40℃～60℃，酶水解反应时间16h～26h。
4.根据权利要求1所述的一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于所制备的产品为可溶性固形物浓度为65～75％、纯度大于40％的低聚果糖糖浆。
5.根据权利要求1所述的一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于所制备的产品干燥后为水分含量小于5％的固体低聚果糖粉。
全文摘要
本发明公开了一种以糖蜜为原料制备低聚果糖的方法，其特征在于它包括如下步骤采用热酸法预处理糖蜜、去除糖蜜中的沉淀物、去除沉淀物后上清液经果糖基转移酶水解反应及低聚果糖溶液的脱色、过滤除杂和浓缩处理；本发明的整个生产过程原料价廉易取，工艺简化易行，操作方便，成本低廉，可满足工业化大生产的要求。
文档编号C12P19/00GK1974777SQ20061012393
公开日2007年6月6日 申请日期2006年11月28日 优先权日2006年11月28日
发明者曾宪经 申请人:江门量子高科生物工程有限公司