一種非合成低聚果糖的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種非合成低聚果糖的制備方法，由以下步驟制備而成：1）將菊粉溶液進(jìn)行酶解，將酶解產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，得濾液；2）將濾液進(jìn)行脫色處理；3）將脫色處理后的濾液進(jìn)行絮凝處理；4）絮凝過(guò)濾后，用離子交換樹(shù)脂脫鹽，進(jìn)行除雜、脫味純化；5）將上述產(chǎn)物進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥，制得低聚果糖；該非合成低聚果糖的制備方法利用菊粉內(nèi)切酶之部分水解作用生成果糖聚合度為2～9的低聚果糖，含量可高達(dá)95％～97％，同蔗糖轉(zhuǎn)化法相比，本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、副產(chǎn)物少、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種非合成低聚果糖的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低聚果糖的制備方法，屬于食品加工領(lǐng)域，具體涉及一種非合成低聚果糖的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低聚果糖是一種功能性低聚糖，其甜度可達(dá)蔗糖的0.6倍，既保持了蔗糖的純正香甜口味，又比蔗糖清爽，并具有類似脂肪的香味和爽口的滑膩感。低聚果糖是一種水溶性膳食纖維，在大腸內(nèi)被細(xì)菌發(fā)酵生成L 一乳酸，可以溶解鈣、鐵、鋅等礦物質(zhì)，促進(jìn)人體對(duì)礦物質(zhì)的吸收；是具有調(diào)節(jié)腸道菌群、增殖雙歧桿菌，調(diào)節(jié)血脂，提高免疫力，抗齲齒等保健功能的新型甜味劑，已應(yīng)用于乳制品、乳酸菌飲料、固體飲料、糖果、餅干、面包、果凍、冷飲、保健品等多生產(chǎn)領(lǐng)域。
[0003]目前，低聚果糖的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要是以蔗糖為原料制造的，在濃度50%~60%, pH5.5、60°C條件下經(jīng)微生物的果糖基轉(zhuǎn)移酶的作用轉(zhuǎn)化而成的，這種方法的缺點(diǎn)是:其反應(yīng)副產(chǎn)物一葡萄糖一是酶的抑制劑，反應(yīng)進(jìn)行不徹底，混臺(tái)物中含有大量葡萄糖和蔗糖，轉(zhuǎn)化率低，低聚果糖只占總量的55%~60%，終產(chǎn)物需精制除雜，工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本聞。
[0004]因此，如何 對(duì)低聚果糖的制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，成為人們亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種非合成低聚果糖的制備方法，以至少解決以往制備低聚果糖方法中存在的轉(zhuǎn)化率低、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:一種非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于，由以下步驟制備而成:
1)將菊粉溶液進(jìn)行酶解，將酶解產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，得濾液；
2)將濾液進(jìn)行脫色處理；
3)將脫色處理后的濾液進(jìn)行絮凝處理；
4)絮凝過(guò)濾后，用離子交換樹(shù)脂脫鹽，進(jìn)行除雜、脫味純化；
5)將上述產(chǎn)物進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥，制得低聚果糖。
[0007]優(yōu)選，所述步驟I)中菊粉溶液的濃度為4(T60wt%。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟I)中的酶為內(nèi)切菊粉酶，其來(lái)源可以是微生物或植物。內(nèi)切菊粉酶從菊粉分子內(nèi)部隨機(jī)切斷糖苷鍵，水解的主要產(chǎn)物是聚合度2~9的低聚果糖，酶解反應(yīng)的溫度為50~65°C，反應(yīng)時(shí)間為18~22h。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選，所述酶解反應(yīng)的溫度為55~59°C，反應(yīng)時(shí)間為20h。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟2)中脫色處理具體為:在濾液中添加活性炭，且活性炭的添加量為反應(yīng)物總量的0.1~5wt%。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選，所述通過(guò)添加活性炭進(jìn)行脫色處理具體為:在溫度為40~90°C條件下保溫2~65min。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟3)中絮凝處理具體為:加入反應(yīng)物總量0.05~0.2wt%的PAM絮凝劑，攪拌狀態(tài)下在45~75°C下反應(yīng)2~65min ;經(jīng)過(guò)濾，使產(chǎn)生的絮狀沉淀與液體分離。PAM產(chǎn)生的絮凝物尺寸較大，更利于提高沉降和過(guò)濾的速度。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟4)中脫鹽處理具體為:所述步驟4)中離子交換樹(shù)脂脫鹽處理具體為:讓物料依次通過(guò)陽(yáng)-陰-陽(yáng)-陰四個(gè)樹(shù)脂濾床進(jìn)行脫鹽，且控制其流速為I~5BV/h，初始進(jìn)料溫度為40~75°C。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟5)中處理具體為:所述步驟5)中蒸發(fā)濃縮和噴霧干燥具體過(guò)程為:蒸發(fā)濃縮是在60~90°C蒸發(fā)罐中反應(yīng)30~90min，期間保持真空度在500毫米汞柱以上，至物料含水量小于18% ;隨后進(jìn)行噴霧干燥處理，進(jìn)口溫度控制在120~160°C，干燥至水分小于5%。
[0015]本發(fā)明提供的非 合成低聚果糖的制備方法，利用菊粉內(nèi)切酶之部分水解作用生成果糖聚合度為2~9的低聚果糖，含量可高達(dá)95 %~97 %，同蔗糖轉(zhuǎn)化法相比，本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、副產(chǎn)物少、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面以具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的解釋，但并不用于限制本發(fā)明。
[0017]為了解決以往低聚果糖的制備方法中存在的轉(zhuǎn)化率低、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種非合成低聚果糖的制備方法，具體由以下步驟制備而成:
1)將菊粉溶液經(jīng)內(nèi)切菊粉酶水解，將酶解產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，得濾液；
2)將濾液用活性炭進(jìn)行脫色處理；
3)脫色后，用PAM絮凝劑進(jìn)行絮凝處理；
4)通過(guò)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行脫鹽，進(jìn)一步除雜、脫味，純化低聚果糖；
5)將上述產(chǎn)物進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥，制得低聚果糖。
[0018]本發(fā)明中制備非合成低聚果糖的方法，以菊粉為原料，利用內(nèi)切菊粉酶法來(lái)生產(chǎn)低聚果糖，其中，步驟I)中將菊粉溶液進(jìn)行酶解，內(nèi)切菊粉酶從菊粉分子內(nèi)部隨機(jī)切斷糖苷鍵，生成聚合度為2~9的低聚果糖，經(jīng)過(guò)超濾膜過(guò)濾，將少量葡萄糖和果糖過(guò)濾掉，留下有效成分聚合度為2~9的低聚果糖；步驟2)中利用活性炭的吸附作用，去除掉大部分色素物質(zhì)；步驟3)中用PAM進(jìn)行絮凝處理，通過(guò)其高分子鏈上的帶電基團(tuán)，以吸附架橋和電中和方式，與蛋白質(zhì)果膠等發(fā)生分子間作用，將溶液中粗離子聚集在一起，從而實(shí)現(xiàn)快速沉降；步驟4)中用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行脫鹽，進(jìn)一步除雜、脫味、純化低聚果糖；步驟5)將反應(yīng)產(chǎn)物先進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，去除其中的大部分水分，再進(jìn)行噴霧干燥，最終制得高純度低聚果糖。
[0019]為了提高步驟I)中酶解的效果，菊粉溶液的濃度為40~60wt%，所述酶解過(guò)程中的催化酶為內(nèi)切菊粉酶。相較于外切菊粉酶的從菊粉分子的非還原末端順次切下果糖分子并最終將其水解成果糖和葡萄糖，內(nèi)切菊粉酶的作用機(jī)理是從菊粉分子內(nèi)部隨機(jī)切斷糖苷鍵，產(chǎn)物主要為聚合度2~9的低聚果糖。
[0020]為了去除菊粉酶解后的色素，步驟2)進(jìn)行了脫色處理，防止脫色處理過(guò)程中向過(guò)濾液中引入其他雜物，優(yōu)選物理脫色方法，即在濾液中加入活性炭，通過(guò)活性炭的超大比表面積的吸附能力，將濾液中的色素吸附到活性炭中，實(shí)現(xiàn)脫色的目的。[0021]為了達(dá)到步驟4)中用離子交換樹(shù)脂脫鹽的最佳效果，在之前添加了步驟3)中用PAM絮凝劑的環(huán)節(jié)，其中，PAM絮凝劑化學(xué)名稱聚丙烯酰胺，為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力，可商購(gòu)。PAM高分子鏈上的帶電基團(tuán)以吸附架橋和電中和方式，與蛋白質(zhì)果膠等發(fā)生分子間作用，將溶液中粗離子聚集在一起，從而實(shí)現(xiàn)快速沉降；
步驟4)中的離子交換樹(shù)脂為大孔型離子交換樹(shù)脂，通過(guò)此環(huán)節(jié)進(jìn)行脫鹽處理，進(jìn)一步除雜、脫味，純化低聚果糖。物料依次通過(guò)陽(yáng)-陰-陽(yáng)-陰四個(gè)樹(shù)脂濾床，控制其流速為I~5BV/h，初始進(jìn)料溫度為40~75°C。
[0022]步驟5)中蒸發(fā)濃縮和噴霧干燥優(yōu)選的具體過(guò)程為:蒸發(fā)濃縮是在60~90°C蒸發(fā)罐中反應(yīng)30~90min，期間保持真空度在500毫米汞柱以上，至物料含水量小于18% ;隨后進(jìn)行噴霧干燥處理，進(jìn)口溫度控制在120~160°C,干燥至水分小于5%。
[0023]實(shí)施例1
使用上述方法以菊粉為原料制得非合成低聚果糖，該非合成低聚果糖的感官指標(biāo)具體見(jiàn)表1。
[0024]表1
【權(quán)利要求】
1.一種非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于，由以下步驟制備而成: 1)將菊粉溶液進(jìn)行酶解，將酶解產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾，得濾液； 2)將濾液進(jìn)行脫色處理； 3)將脫色處理后的濾液進(jìn)行絮凝處理； 4)絮凝過(guò)濾后，用離子交換樹(shù)脂脫鹽，進(jìn)行除雜、脫味純化； 5)將上述產(chǎn)物進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥，制得低聚果糖。
2.按照權(quán)利要求1所述非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中菊粉溶液的濃度為40~60被％。
3.按照權(quán)利要求1所述非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于:所述步驟I)酶解過(guò)程中的酶為內(nèi)切菊粉酶，且酶解反應(yīng)的溫度為50~65°C，反應(yīng)時(shí)間為18~22h。
4.按照權(quán)利要求3所述非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于:所述酶解反應(yīng)的溫度為55~59°C，反應(yīng)時(shí)間為20h。
5.按照權(quán)利要求1所述非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中脫色處理具體為:在濾液中添加活性炭，且活性炭的添加量為反應(yīng)物總量的0.1~5wt%。
6.按照權(quán)利要 求5所述非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于，所述通過(guò)添加活性炭進(jìn)行脫色處理具體為:在溫度為40~90°C條件下保溫2~65min。
7.按照權(quán)利要求1所述非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中絮凝處理具體為:加入反應(yīng)物總量0.05~0.2wt%的PAM絮凝劑，攪拌狀態(tài)下在溫度為45~75°C下反應(yīng)2~65min,沉降后過(guò)濾。
8.按照權(quán)利要求1所述非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中離子交換樹(shù)脂脫鹽處理具體為:讓物料依次通過(guò)陽(yáng)-陰-陽(yáng)-陰四個(gè)樹(shù)脂濾床進(jìn)行脫鹽，且控制其流速為I~5BV/h，初始進(jìn)料溫度為40~75°C。
9.按照權(quán)利要求1所述非合成低聚果糖的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中蒸發(fā)濃縮和噴霧干燥具體過(guò)程為:蒸發(fā)濃縮是在60~90°C蒸發(fā)罐中反應(yīng)30~90min，期間保持真空度在500毫米汞柱以上，至物料含水量小于18% ;隨后進(jìn)行噴霧干燥處理，進(jìn)口溫度控制在120~160°C，干燥至水分小于5%。
【文檔編號(hào)】C12P19/00GK103981236SQ201410217925
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】汪義鈞 申請(qǐng)人:佐源集團(tuán)有限公司