一种高纯度低聚果糖的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于低聚果糖合成技术领域，具体涉及一种高纯度低聚果糖的制备方法。
【背景技术】
[0002] 低聚果糖又称蔗果低聚糖，是由1~3个果糖基通过β (2-1)糖苷键与蔗糖中 的果糖基结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物；100克干重菊苣中约有 60~70克菊粉，菊粉是通过线性的β -2,1-糖苷链连接的果聚糖，其末端为一蔗糖基。故 以菊苣粉为原料用菊糖内切酶水解作用，经精制最终可得低聚果糖。
[0003] 低聚果糖具有良好的保健作用，无毒，适合糖尿病病人使用，可以预防龋齿、调节 脂类代谢、促进钙吸收、降低血清胆固醇、抑癌；并可作为双歧杆菌的增殖因子，提高人体的 抗病力和免疫力；由于低聚果糖具有水溶性膳食纤维之功能，可作为流变及组织改良剂、水 分保持剂等广泛应用于低热量饮料、低脂或非脂涂抹食品、酸乳、冰淇淋、巧克力等食品。
[0004] 按照我国轻工行业标准将低聚果糖分为普通级低聚果糖（低聚果糖含量为50% 左右）和高纯度低聚果糖（低聚果糖含量为90%以上）。普通级低聚果糖中含有50%作用 的低聚果糖，还有50%左右的单糖和二糖，主要是果糖、葡萄糖和蔗糖，它们通常对人体无 保健作用，而且对糖尿病人及龋齿患者并不适用。另外，普通级低聚果糖比高纯度低聚果糖 热之高，对肥胖人群和特定患者群体不利。普通级低聚果糖具有较强吸湿性，不能用真空干 燥或喷雾干燥法制成粉剂或颗粒，进一步限制了其应用范围。普通级低聚果糖由于副产物 (葡萄糖和蔗糖）的存在而对其生理功效、营养价值以及应用范围等方面打折折扣，因而高 纯度低聚果糖的制备越来越受到人们的关注。
[0005] 纳滤是80年代中期发展起来的属于压力驱动的新型膜分离技术，纳滤膜能截留 分子量约为200~lOOODa，介于超滤和反渗透之间，填补了超滤和反渗透之间的空白。利用 纳滤膜可以实现对高相对分子质量有机物和第相对分子质量有机物的分离。现有技术中已 经有报道利用纳滤膜精制低聚果糖的报道，但是纳滤膜容易被物料污染、重复利用率不高， 导致生产成本增加。
【发明内容】
[0006] 本发明需要解决的技术问题是，提供一种制备高纯度低聚果糖的方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0008] 一种高纯度低聚果糖的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0009] (1)利用菊粉酶水解菊苣，得到初级低聚果糖溶液；
[0010] ⑵对初级低聚果糖溶液进行脱色、脱苦、脱盐处理，得到二级低聚果糖溶液；
[0011] (3)向二级低聚果糖溶液中加入β-D-果糖基转移酶，在20~35°C条件下反应 1~8h，得到三级低聚果糖溶液；
[0012] (4)用纳滤膜处理步骤（3)得到的三级低聚果糖混合液，收集滤出液，得到纯度大 于99%的低聚果糖溶液。
[0013] 步骤（1)中，所述的菊粉酶为来源于酵母菌的内切菊粉酶和来源于黑曲霉的内切 菊粉酶的混合物，其中，来源于酵母菌的内切菊粉酶与来源于黑曲霉的内切菊粉酶的酶活 比为1:2~3,两种内切菊粉酶的总酶活为200~500U/L。
[0014] 其中，所述的酵母菌为酵母菌ATCC12424,所述的黑曲霉为黑曲霉MTCC151。
[0015] 步骤（2)中，所述对初级低聚果糖溶液进行脱色、脱苦处理，是利用活性炭和硅藻 土的混合物吸附初级低聚果糖溶液中的色素、苦素和苦肽。
[0016] 其中，所述活性炭和娃藻土的混合物，其中活性炭和娃藻土的质量比为1~5:1。
[0017] 步骤（3)中，β -D-果糖基转移酶的添加量为30~100U/L。
[0018] 步骤（3)中，加入β-D-果糖基转移酶后，先调节二级低聚果糖溶液的pH为5. 5~ 7. 5。
[0019] 步骤（4)中，所述的纳滤膜为孔径为0. 2~0. 6纳米的磺化聚砜复合纳滤膜。
[0020] 其中，利用孔径为0. 2~0. 6纳米的磺化聚砜复合纳滤膜处理三级低聚果糖混合 液，其处理条件为通量300~400L/m3 · h、压力0· 8~IMPa、ρΗ6· 5。
[0021] 有益效果：
[0022] (1)利用来源于酵母菌的内切菊粉酶和来源于黑曲霉的内切菊粉酶的混合物水解 菊苣，能够利用不同内切菊粉酶的特性，使得到的低聚果糖的聚合度为4~6。
[0023] (2)利用活性炭和硅藻土的混合物对低聚果糖溶液有很好的脱色、脱苦效果。
[0024] (3)利用β-D-果糖基转移酶使二级低聚果糖溶液中的果糖与蔗糖反应，进一步 生成低聚果糖，减少后续纳滤膜的过滤压力。
[0025] (4)本发明得到的低聚果糖纯度高、杂质少，其中低聚果糖的含量大于99%。
【具体实施方式】
[0026] 根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本 发明。
[0027] 本发明中所用的内切菊粉酶为酵母菌ATCC12424和黑曲霉MTCC151产生的。
[0028] 实施例1 :菊糖内切酶添加量对低聚果糖产率的影响。
[0029] 取500g新鲜的菊苣为原料，洗净、去皮，然后用搅拌机将其粉碎，加入IL纯水，搅 拌均匀，调节PH = 5.8,加入300U果胶酶，在30°C条件下处理5h，然后煮沸15min。向各组 体系中加入内切菊粉酶，将来源于酵母菌的内切菊粉酶以A表示，将来源于黑曲霉的内切 菊粉酶以B表示。内切菊粉酶的酶活定义为：在30°C条件下，Imin酶解1 μ mol底物所需要 的酶量。
[0030] 各组中聚糖内切酶的添加情况如表1所示。在30°C条件下处理15h，然后过滤去 除菊苣渣，得到低聚果糖混合液。检测各实验组得到的低聚果糖混合液中低聚果糖的含量， 检测结果见表1。当A和B的添加量分别为100U和200U时能得到最佳的低聚果糖产率。 这是低聚果糖的聚合度分布也比较好，集中分布在n3~n7之间。
[0031] 表1菊糖内切酶最佳添加量对低聚果糖产率的影响
[0032]
[0033] 实施例2 :菊糖内切酶作用时间对低聚果糖产率的影响。
[0034] 取500g新鲜的菊苣为原料，洗净、去皮，然后用搅拌机将其粉碎，加入IL纯水，搅 拌均匀，调节PH = 5.8,加入200U果胶酶，在30°C条件下处理5h，然后煮沸15min。向各组 体系中按A酶和B酶的添加量分别为100U和200U时，在30°C条件下处理6h、12h、18h、24h、 30h、36h、42h、48h，然后过滤去除菊苣渣，得到低