本发明涉及保健食品技术领域，尤其是涉及一种高纯度低聚异麦芽糖及其制备方法。
背景技术：
低聚异麦芽糖(IMO)又称为异麦芽低聚糖、异麦芽寡糖、分枝低聚糖等。它是淀粉糖的一种，主要成分为葡萄糖分子间以α-1，6糖苷键结合的异麦芽糖(IG2)、潘糖(P)、异麦芽三糖(IG3)及四糖(Gn)以上的低聚糖。目前，国内外学者普遍认为异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖这三种糖是体现低聚异麦芽糖功能性的主要成分，其含量高低反映了产品质量的好坏，也影响产品的价格和应用前景。
低聚异麦芽糖具有甜味醇美柔和，黏度较低，耐热耐酸，不可发酵性，保湿性较好等性质。在生理功能上，低聚异麦芽糖具良好的双歧杆菌增殖活性，能抑制有害菌生长，促进肠胃道消化，帮助肠道毒素排，促进钙镁等矿物质的吸收以及抗龋齿，因此广泛应用于食品、饮料和保健品中。
目前国内在低聚异麦芽糖生产和市场主要是50型(IMO50)，即低聚异麦芽糖含量50％以上，有效活性物比较低，随着人民生活水平的提高和保健意识的增强，现根据国内外市场需要，组织研发90型(IMO90)，主要以玉米淀粉为原料，从原糖化转苷基础上进通过膜过滤、发酵、精制、浓缩等先进技术，将IMO50中的单糖分离，使低聚异麦芽糖含量提纯至90％以上，其中异麦芽糖IG2、潘糖、IG3关键组分达45％以上，比传统的50型IMO50低聚异麦芽糖双歧杆菌增殖效果提高一倍，使产品能出口到加拿大等国家和地区。
但是，现有的90型低聚异麦芽糖生产过程中通常是采用膜过滤的方法将低聚异麦芽糖粗品中的葡萄糖降至8％以下，随后直接进行提取得到低聚异麦芽糖的。上述生产方法具有明显的缺点，首先，由于膜过滤动力要求高，需要多级高压进料泵，电耗高，应用膜过滤技术将葡萄糖降至8％以下，需要消耗大量的能源，且反复多次膜过滤之后还要进行浓缩等工艺步骤也要消耗大量的能源，上述方法工艺繁琐、生产效率低，成本高；其次，即便采用上述工艺，膜过滤法最多只能将葡萄糖的含量降低至5％左右，通过该工艺得到的90型低聚异麦芽糖品质并不稳定，提取后的低聚异麦芽糖的含量只能达90％左右，工艺把控稍有不慎，生产的低聚异麦芽糖的含量就很难保证达到90％的标准，该缺点对我国出口贸易企业是致命的，因为一旦出现产品品质不达标的现象，极容易导致国外进口商的退货，一旦这样的情况发生则必将对出口企业带来巨大的经济损失。
因此，研究开发出一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，该方法具有生产成本低、生产效率高、生产工艺可控，适合工业化生产的优点，同时制得的低聚异麦芽糖的含量可以保证达到90％以上的制备方法，变得十分必要和迫切。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种高纯度低聚异麦芽糖，所述高纯度低聚异麦芽糖中异麦芽低聚糖含量≥92％，IG2+P+IG3含量≥48％，葡萄糖≤1％，固形物含量≥75％。可以充分满足我国出口贸易企业对90型低聚异麦芽糖的需求。
本发明的第二目的在于提供一种所述高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，该方法相较于单纯膜法或发酵法制备低聚异麦芽糖，无论从产品质量还是生产成本方面上优势均更为突出，达到国内先进水平，具有生产成本低，生产效率高，适合工业化生产的优势。
本发明提供的一种高纯度低聚异麦芽糖，所述高纯度低聚异麦芽糖中异麦芽低聚糖含量≥92％，IG2+P+IG3含量≥48％，葡萄糖≤1％，固形物含量≥75％。
本发明提供的一种根据上述高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)预处理：首先将淀粉进行液化处理，随后依次将液化淀粉进行糖化和转苷处理，得到低聚异麦芽糖含量≥50％、IG2+P+IG3含量≥37％、葡萄糖含量≥28％的低聚异麦芽糖粗品A；
(b)膜过滤：将低聚异麦芽糖粗品A进行膜过滤，去除部分葡萄糖，并对低聚异麦芽糖进行富集，得到葡萄糖含量8～10％，低聚异麦芽糖含量≥80％的低聚异麦芽糖粗品B；
(c)葡萄糖发酵：在低聚异麦芽糖粗品B中加入活性酵母菌，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，经提取后得到高纯度低聚异麦芽糖。
进一步的，所述步骤(a)将淀粉进行液化处理的步骤为，将浓度为16.5～18.5°Be′的淀粉乳溶液调节pH为5.3～5.8，并加入液化酶，进行喷射液化后，得到液化液；
优选的，所述喷射液化为两次喷射液化；
更优选的，第一次喷射液化的温度为100～110℃，第二次喷射液化的温度130～140℃。
更进一步的，所述液化酶为α-高温淀粉酶；
优选的，液化酶的添加量为16～17°Be′的淀粉乳溶液重量的15～16％。
进一步的，所述步骤(a)糖化处理的步骤为，向液化淀粉中加入β-淀粉酶和普鲁兰酶进行糖化；
优选的，按淀粉干基重，β-淀粉酶的用量0.6-0.8千克/吨，普鲁兰酶的用量为0.1-0.3千克/吨；
更优选的，按淀粉干基重，β-淀粉酶的用量0.7千克/吨，普鲁兰酶的用量为0.2千克/吨。
进一步的，所述步骤(a)转苷处理的步骤为，当糖化液的葡萄糖值为35～40％时，加入转苷酶进行转苷后，得到低聚异麦芽糖粗品A；
优选的，所述转苷酶为α-葡萄糖苷转移酶，按淀粉干基重，转苷酶的用量为0.6-0.8千克/吨，优选为0.7千克/吨。
更进一步的，所述步骤(a)液化淀粉进行糖化和转苷处理的处理温度为55～65℃。
进一步的，所述步骤(c)活性酵母菌为耐高温酿酒高活性干酵母菌，所述耐高温为耐受30-38℃的温度。
进一步的，所述步骤(c)在加入活性酵母菌的同时加入氨氮化合物，所述氨氮化合物的用量为0.1-0.2千克/吨；
优选的，所述氨氮化合物为氯化铵。
更进一步的，所述步骤(c)活性酵母菌的发酵温度为30-35℃，发酵时间为18-36h；
优选的，所述步骤(c)活性酵母菌的发酵温度为31-34℃，发酵时间为22-30h；
更优选的，所述步骤(c)活性酵母菌的发酵温度为33℃，发酵时间为24h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的高纯度低聚异麦芽糖，上述高纯度低聚异麦芽糖中异麦芽低聚糖含量≥92％，IG2+P+IG3含量≥48％，葡萄糖≤1％，固形物含量≥75％。可以充分满足我国出口贸易企业对90型低聚异麦芽糖的需求。
本发明提供的高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，该方法采用淀粉酶与普鲁兰酶、转苷酶等多种酶协同作用，淀粉经过液化处理后，在糖化罐内糖化与转苷同步进行，淀粉液化物先在β-淀粉酶和普鲁兰酶作用下生产麦芽糖、麦芽三糖和多糖，然后所生成的这些麦芽糖与转苷酶作用使分子结构键合位置发生改变，转化成带支链结构的低聚异麦芽糖，随后通过膜过滤去除成分中的葡萄糖，将葡萄糖含量降到8～10％，同时使低聚异麦芽糖含量从50％提高至80％以上，然后再通过活性酵母菌，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，低聚异麦糖经过提纯后IMO达92％以上，IG2+P+IG3含量达48％以上，该方法相较于单纯膜法或发酵法制备低聚异麦芽糖，无论从产品质量还是生产成本方面上优势均更为突出，达到国内先进水平，具有生产成本低，生产效率高，适合工业化生产的优势。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面，一种高纯度低聚异麦芽糖，所述高纯度低聚异麦芽糖中异麦芽低聚糖含量≥92％，IG2+P+IG3含量≥48％，葡萄糖≤1％，固形物含量≥75％。
本发明提供的高纯度低聚异麦芽糖，上述高纯度低聚异麦芽糖中异麦芽低聚糖含量≥92％，IG2+P+IG3含量≥48％，葡萄糖≤1％，固形物含量≥75％。可以充分满足我国出口贸易企业对90型低聚异麦芽糖的需求。
根据本发明的一个方面，一种根据上述高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)预处理：首先将淀粉进行液化处理，随后依次将液化淀粉进行糖化和转苷处理，得到低聚异麦芽糖含量≥50％、IG2+P+IG3含量≥37％、葡萄糖含量≥28％的低聚异麦芽糖粗品A；
(b)膜过滤：将低聚异麦芽糖粗品A进行膜过滤，去除部分葡萄糖，并对低聚异麦芽糖进行富集，得到葡萄糖含量8～10％，低聚异麦芽糖含量≥80％的低聚异麦芽糖粗品B；
(c)葡萄糖发酵：在低聚异麦芽糖粗品B中加入活性酵母菌，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，经提取后得到高纯度低聚异麦芽糖。
优选的，所述步骤(b)膜过滤中使用的过滤膜的分子量为200。
本发明提供的高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，该方法采用淀粉酶与普鲁兰酶、转苷酶等多种酶协同作用，淀粉经过液化处理后，在糖化罐内糖化与转苷同步进行，淀粉液化物先在β-淀粉酶和普鲁兰酶作用下生产麦芽糖、麦芽三糖和多糖，然后所生成的这些麦芽糖与转苷酶作用使分子结构键合位置发生改变，转化成带支链结构的低聚异麦芽糖，随后通过膜过滤去除成分中的葡萄糖，将葡萄糖含量降到8～10％，同时使低聚异麦芽糖含量从50％提高至80％以上，然后再通过活性酵母菌，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，低聚异麦糖经过提纯后IMO达92％以上，IG2+P+IG3含量达48％以上，该方法相较于单纯膜法或发酵法制备低聚异麦芽糖，无论从产品质量还是生产成本方面上优势均更为突出，达到国内先进水平，具有生产成本低，生产效率高，适合工业化生产的优势。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)将淀粉进行液化处理的步骤为，将浓度为16.5～18.5°Be′的淀粉乳溶液调节pH为5.3～5.8，并加入液化酶，进行喷射液化后，得到液化液；
优选的，所述喷射液化为两次喷射液化；
更优选的，第一次喷射液化的温度为100～110℃，第二次喷射液化的温度130～140℃。
在上述优选实施方式中，所述液化酶为α-高温淀粉酶；
优选的，液化酶的添加量为16～17°Be′的淀粉乳溶液重量的15～16％。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)糖化处理的步骤为，向液化淀粉中加入β-淀粉酶和普鲁兰酶进行糖化；
优选的，按淀粉干基重，β-淀粉酶的用量0.6-0.8千克/吨，普鲁兰酶的用量为0.1-0.3千克/吨；
更优选的，按淀粉干基重，β-淀粉酶的用量0.7千克/吨，普鲁兰酶的用量为0.2千克/吨。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)转苷处理的步骤为，当糖化液的葡萄糖值为35～40％时，加入转苷酶进行转苷后，得到低聚异麦芽糖粗品A；
优选的，所述转苷酶为α-葡萄糖苷转移酶，按淀粉干基重，转苷酶的用量为0.6-0.8千克/吨，优选为0.7千克/吨。
在上述优选实施方式中，所述步骤(a)液化淀粉进行糖化和转苷处理的处理温度为55～65℃。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(c)活性酵母菌为耐高温酿酒高活性干酵母菌，所述耐高温为耐受30-38℃的温度。
作为一种优选的实施方式，上述耐高温酿酒高活性干酵母菌能耐30-38℃温度，只针对葡萄糖及部分麦芽糖发酵，而对异麦芽糖不发酵，能较快地有效消除葡萄糖和麦芽糖从而提高低聚异麦芽糖含量。
在上述优选实施方式中，所述步骤(c)活性酵母菌的用量为0.6-0.8千克/吨，进一步优选为0.7千克/吨。
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(c)在加入活性酵母菌的同时加入氨氮化合物，所述氨氮化合物的用量为0.1-0.2千克/吨；
作为一种优选的实施方式，上述步骤(c)在加入活性酵母菌的同时加入氨氮化合物可以明显加强活性酵母菌的发酵活性，缩短发酵时间，我们经多次试验，在加入酵母的同时，按每吨0.1千克添加氨氮化合物氯化铵，至少可以提高发酵速度30％以上。
在上述优选实施方式中，所述步骤(c)活性酵母菌的发酵温度为30-35℃，发酵时间为18-36h；
优选的，所述步骤(c)活性酵母菌的发酵温度为31-34℃，发酵时间为22-30h；
更优选的，所述步骤(c)活性酵母菌的发酵温度为33℃，发酵时间为24h。
下面将结合实施例和对比例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
实施例1
一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)预处理：首先将淀粉进行液化处理，随后依次将液化淀粉进行糖化和转苷处理，得到低聚异麦芽糖含量50％、IG2+P+IG3含量37％、葡萄糖含量28％的低聚异麦芽糖粗品A；
(b)膜过滤：将低聚异麦芽糖粗品A进行膜过滤，去除部分葡萄糖，并对低聚异麦芽糖进行富集，得到葡萄糖含量8％，低聚异麦芽糖含量80％的低聚异麦芽糖粗品B；
(c)葡萄糖发酵：在低聚异麦芽糖粗品B中加入活性酵母菌和氯化铵，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，经提取后得到高纯度低聚异麦芽糖。
实施例2
一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)预处理：首先将淀粉进行液化处理，随后依次将液化淀粉进行糖化和转苷处理，得到低聚异麦芽糖含量52％、IG2+P+IG3含量40％、葡萄糖含量≥28％的低聚异麦芽糖粗品A；
(b)膜过滤：将低聚异麦芽糖粗品A进行膜过滤，去除部分葡萄糖，并对低聚异麦芽糖进行富集，得到葡萄糖含量10％，低聚异麦芽糖含量82％的低聚异麦芽糖粗品B；
(c)葡萄糖发酵：在低聚异麦芽糖粗品B中加入活性酵母菌和氯化铵，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，经提取后得到高纯度低聚异麦芽糖。
实施例3
一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)预处理：首先将淀粉进行液化处理，随后依次将液化淀粉进行糖化和转苷处理，得到低聚异麦芽糖含量55％、IG2+P+IG3含量37％、葡萄糖含量≥28％的低聚异麦芽糖粗品A；
(b)膜过滤：将低聚异麦芽糖粗品A进行膜过滤，去除部分葡萄糖，并对低聚异麦芽糖进行富集，得到葡萄糖含量8％，低聚异麦芽糖含量85％的低聚异麦芽糖粗品B；
(c)葡萄糖发酵：在低聚异麦芽糖粗品B中加入活性酵母菌和氯化铵，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，经提取后得到高纯度低聚异麦芽糖。
实施例4
一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)预处理：首先将淀粉进行液化处理，随后依次将液化淀粉进行糖化和转苷处理，得到低聚异麦芽糖含量51％、IG2+P+IG3含量40％、葡萄糖含量≥28％的低聚异麦芽糖粗品A；
(b)膜过滤：将低聚异麦芽糖粗品A进行膜过滤，去除部分葡萄糖，并对低聚异麦芽糖进行富集，得到葡萄糖含量9％，低聚异麦芽糖含量83％的低聚异麦芽糖粗品B；
(c)葡萄糖发酵：在低聚异麦芽糖粗品B中加入活性酵母菌和氯化铵，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，经提取后得到高纯度低聚异麦芽糖。
实施例5
一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(a)预处理：首先将淀粉进行液化处理，随后依次将液化淀粉进行糖化和转苷处理，得到低聚异麦芽糖含量52％、IG2+P+IG3含量42％、葡萄糖含量≥28％的低聚异麦芽糖粗品A；
(b)膜过滤：将低聚异麦芽糖粗品A进行膜过滤，去除部分葡萄糖，并对低聚异麦芽糖进行富集，得到葡萄糖含量9％，低聚异麦芽糖含量80％的低聚异麦芽糖粗品B；
(c)葡萄糖发酵：在低聚异麦芽糖粗品B中加入活性酵母菌和氯化铵，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，经提取后得到高纯度低聚异麦芽糖。
综上所述，本发明高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，该方法采用淀粉酶与普鲁兰酶、转苷酶等多种酶协同作用，淀粉经过液化处理后，在糖化罐内糖化与转苷同步进行，淀粉液化物先在β-淀粉酶和普鲁兰酶作用下生产麦芽糖、麦芽三糖和多糖，然后所生成的这些麦芽糖与转苷酶作用使分子结构键合位置发生改变，转化成带支链结构的低聚异麦芽糖，随后通过膜过滤去除成分中的葡萄糖，将葡萄糖含量降到8～10％，同时使低聚异麦芽糖含量从50％提高至80％以上，然后再通过活性酵母菌，通过发酵将葡萄糖含量能降至1％以下，低聚异麦糖经过提纯后IMO达92％以上，IG2+P+IG3含量达48％以上，该方法相较于单纯膜法或发酵法制备低聚异麦芽糖，无论从产品质量还是生产成本方面上优势均更为突出，达到国内先进水平，具有生产成本低，生产效率高，适合工业化生产的优势。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。