本发明涉及低聚果糖的制备领域，具体涉及一种菊糖酶酶解菊粉生产低聚果糖的方法。
背景技术：
菊糖酶，又称菊粉酶(ec.3.2.1.7)，是能够水解β-2,l-d一果聚糖果糖苷键的一类水解酶，学名β-2，l-d一果聚糖酶，又叫β一果聚糖酶，2,l-d一果聚糖水解酶(ec.3.2.l)。分泌菊粉酶的微生物在自然界中分布很广，土壤、水和动物消化道中的多种微生物都能分泌。其来源于黑曲霉，是经液体深层发酵精制提取而成的食品酶制剂。该产品主要用来将菊粉水解为低聚果糖。低聚果糖广泛应用于食品、饮料、乳品、医药等众多领域。申请号为cn02134600.3的发明专利公开了一种固定化菊糖酶酶解菊粉生产高果糖浆的方法，包括如下步骤：1.菊芋或菊苣块茎中提取菊粉：将菊芋块茎干粉，按重量比1∶3-5加入水，置沸水浴抽提20-40分钟，离心抽提得菊粉液；2.固定化菊糖酶的制备：取适量的交换树脂加入适量的菊糖酶，经反相渗透浓缩，水浴振荡吸附后，加入0.01mol/l戊二醛溶液，4.5-6℃温度下交联，制得固定化菊糖酶；3.菊粉液经固定化菊糖酶酶解制备高果糖浆：将所制得的固定化菊糖酶在温度57-63℃和ph值4-5下，填入生物反应器；以20％菊粉液为底物，流速为1500-2250ml/h通过生物反应器，菊粉液经固定化菊糖酶酶解产生高果糖浆，该本发明的菊粉转化为高果糖浆的初转化率达100％，产品精制总得率高达95％，但现有技术中菊糖酶酶解菊粉生产低聚果糖浆存在制备纯度较低，制备生产低聚果糖的周期长和工艺操作不易掌握等问题，为此，本发明提出了一种菊糖酶酶解菊粉生产低聚果糖的方法。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了一种菊糖酶酶解菊粉生产低聚果糖的方法。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种菊糖酶酶解菊粉生产低聚果糖的方法，该方法包括以下步骤：
(1)菊粉混合溶液：称取去离子水、菊粉，将称取的菊粉倒入搅拌器中，向搅拌器中加入所称的去离子水，在转速为500-800r/min下搅拌30-45min至混合均匀，搅拌结束后，将混合液按照1-2℃/min的升温速率均匀升温，升温至60-80℃后保温30-50min，保温结束后对混合液进行5-8min的超声处理，待超声处理结束后，继续向搅拌器中加入酸性ph调节液对混合液的ph进行调节，将调节好ph的混合溶液在转速为300-400r/min下进行20-30min的离心振荡，得菊粉混合溶液；
(2)菊粉液经菊糖酶酶解制备低聚果糖浆：将所得菊粉混合溶液中加入菊糖酶，充分进行混合均匀，按照0.5-1℃/min的升温速率升温至30-40℃，保温15-20min，并一同加入生物反应器中进行酶解反应，控制酶解温度为50-60℃，并保温3.5-4.5h进行酶解，菊粉混合溶液经菊糖酶酶解菊粉产生低聚果糖浆。
优选的，所述菊粉的提取方法包括以下步骤：
s1：将等质量的菊芋和菊苣块茎压裂后，加入去离子水中，加热至温度为75-85℃，过滤掉菊芋、菊苣块茎杂质，将过滤液进行减压浓缩，得到粗提取液；
s2：将粗提取液加入活性炭在300-500r/min的转速下搅拌40-60min，进行脱色、除杂、除异味，过滤除杂，得滤液；
s3：将所得滤液依次通过强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、弱碱性环氧阴离子交换树脂进行脱色除杂，并透过纳滤膜，得透析液；
s4：将所得的透析液进行减压浓缩，并干燥，得菊粉。
优选的，所述步骤(1)中去离子水、菊粉的质量比为8-13:1。
优选的，所述步骤(1)中的酸性ph调节液为乙酸溶液。
优选的，所述步骤(1)中混合溶液ph调节为4.5-5.5。
优选的，所述s1中菊芋、菊苣的总质量与加入的去离子水的质量比为1：4-7。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过菊粉制备低聚果糖，在菊糖酶酶解作用下较传统的低聚果糖生产工艺相比，缩短了工艺生产周期，得到的低聚果糖纯度均大于96.5％，制得的菊粉纯度高，保证了原料的转化率，提高了低聚果糖的生产效率；
(2)本发明的生产低聚果糖的方法有效的降低了产物的杂质离子，避免了杂质离子对酶解反应的影响，确保了反应的效率；
(3)本发明制备低聚果糖的工艺简单，易掌握和操作，生产过程中无任何污染物排放，且对生产设备的要求低，不仅便于生产制备，还显著的节能减排，保护环境，在生产低聚果糖上具有广泛应用前景。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
实施例1：
一种菊糖酶酶解菊粉生产低聚果糖的方法，该方法包括以下步骤：
(1)菊粉混合溶液：称取去质量比为10:1的去离子水和菊粉，将称取的菊粉倒入搅拌器中，向搅拌器中加入所称的去离子水，在转速为700r/min下搅拌40min至混合均匀，搅拌结束后，将混合液按照1.5℃/min的升温速率均匀升温，升温至70℃后保温40min，保温结束后对混合液进行7min的超声处理，待超声处理结束后，继续向搅拌器中加入乙酸溶液将混合液的ph进行调节为5，将调节好ph的混合溶液在转速为350r/min下进行25min的离心振荡，得菊粉混合溶液；
(2)菊粉液经菊糖酶酶解制备低聚果糖浆：将所得菊粉混合溶液中加入菊糖酶，充分进行混合均匀，按照1℃/min的升温速率升温至35℃，保温17min，并一同加入生物反应器中进行酶解反应，控制酶解温度为55℃，并保温4h进行酶解，菊粉混合溶液经菊糖酶酶解菊粉产生低聚果糖浆。
较优的，所述菊粉的提取方法包括以下步骤：
s1：将等质量的菊芋和菊苣块茎压裂后，加入6倍质量的去离子水中，加热至温度为80℃，过滤掉菊芋、菊苣块茎杂质，将过滤液进行减压浓缩，得到粗提取液；
s2：将粗提取液加入活性炭在400r/min的转速下搅拌50min，进行脱色、除杂、除异味，过滤除杂，得滤液；
s3：将所得滤液依次通过强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、弱碱性环氧阴离子交换树脂进行脱色除杂，并透过纳滤膜，得透析液；
s4：将所得的透析液进行减压浓缩，并干燥，得菊粉。
实施例2：
一种菊糖酶酶解菊粉生产低聚果糖的方法，该方法包括以下步骤：
(1)菊粉混合溶液：称取去质量比为8:1的去离子水和菊粉，将称取的菊粉倒入搅拌器中，向搅拌器中加入所称的去离子水，在转速为500r/min下搅拌30min至混合均匀，搅拌结束后，将混合液按照1℃/min的升温速率均匀升温，升温至60℃后保温30min，保温结束后对混合液进行5min的超声处理，待超声处理结束后，继续向搅拌器中加入乙酸溶液将混合液的ph进行调节为4.5，将调节好ph的混合溶液在转速为300r/min下进行20min的离心振荡，得菊粉混合溶液；
(2)菊粉液经菊糖酶酶解制备低聚果糖浆：将所得菊粉混合溶液中加入菊糖酶，充分进行混合均匀，按照0.5℃/min的升温速率升温至30℃，保温15min，并一同加入生物反应器中进行酶解反应，控制酶解温度为50℃，并保温3.5h进行酶解，菊粉混合溶液经菊糖酶酶解菊粉产生低聚果糖浆。
较优的，所述菊粉的提取方法包括以下步骤：
s1：将等质量的菊芋和菊苣块茎压裂后，加入4倍质量的去离子水中，加热至温度为75℃，过滤掉菊芋、菊苣块茎杂质，将过滤液进行减压浓缩，得到粗提取液；
s2：将粗提取液加入活性炭在300r/min的转速下搅拌40min，进行脱色、除杂、除异味，过滤除杂，得滤液；
s3：将所得滤液依次通过强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、弱碱性环氧阴离子交换树脂进行脱色除杂，并透过纳滤膜，得透析液；
s4：将所得的透析液进行减压浓缩，并干燥，得菊粉。
实施例3：
一种菊糖酶酶解菊粉生产低聚果糖的方法，该方法包括以下步骤：
(1)菊粉混合溶液：称取去质量比为13:1的去离子水和菊粉，将称取的菊粉倒入搅拌器中，向搅拌器中加入所称的去离子水，在转速为800r/min下搅拌45min至混合均匀，搅拌结束后，将混合液按照2℃/min的升温速率均匀升温，升温至60℃后保温50min，保温结束后对混合液进行8min的超声处理，待超声处理结束后，继续向搅拌器中加入乙酸溶液将混合液的ph进行调节为5.5，将调节好ph的混合溶液在转速为400r/min下进行30min的离心振荡，得菊粉混合溶液；
(2)菊粉液经菊糖酶酶解制备低聚果糖浆：将所得菊粉混合溶液中加入菊糖酶，充分进行混合均匀，按照1℃/min的升温速率升温至40℃，保温20min，并一同加入生物反应器中进行酶解反应，控制酶解温度为60℃，并保温4.5h进行酶解，菊粉混合溶液经菊糖酶酶解菊粉产生低聚果糖浆。
较优的，所述菊粉的提取方法包括以下步骤：
s1：将等质量的菊芋和菊苣块茎压裂后，加入7倍质量的去离子水中，加热至温度为85℃，过滤掉菊芋、菊苣块茎杂质，将过滤液进行减压浓缩，得到粗提取液；
s2：将粗提取液加入活性炭在500r/min的转速下搅拌60min，进行脱色、除杂、除异味，过滤除杂，得滤液；
s3：将所得滤液依次通过强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂、弱碱性环氧阴离子交换树脂进行脱色除杂，并透过纳滤膜，得透析液；
s4：将所得的透析液进行减压浓缩，并干燥，得菊粉。
下表为采用实施例1～3方法生产低聚果糖与普通例采用的传统方法生产低聚果糖，在低聚果糖纯度、菊粉纯度的数据统计，如下表：
表1
综合上表可得，本发明制得的低聚果糖的纯度均大于96.5％，相较传统的低聚果糖生产方法相比，所制得的低聚果糖纯度更高。
以上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精神和范围。