一種澱粉酶法生產低聚果糖的製作方法

2024-01-28 20:18:15 1

一種澱粉酶法生產低聚果糖的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種澱粉酶法生產低聚果糖，包括以下步驟：（1）調漿與液化：每噸澱粉原料加入ɑ-澱粉酶用量6-10U/g澱粉，加入CaCl2，繼續液化反應10min；（2）糖化：澱粉液化液引入糖化罐，降溫至60℃調整pH至4.5，加入250U/g澱粉糖化酶；（3）糖化液精製；（4）酶法製備低聚果糖：先將20克蔗糖，完全溶解於 80.0ml磷酸鹽緩衝液中，然後加入果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶，再加入磷酸鹽緩衝液，於50°，反應得到低聚果糖。本發明用於生產低聚果糖操作簡單、作用條件溫和、易掌握，低聚果糖純度高，可達 98% 以上，整個過程100-160min即可完成，是高純度低聚果糖上重大的創新，值得推廣。
【專利說明】一種澱粉酶法生產低聚果糖
[0001](一)

【技術領域】
本發明涉及低聚果糖，具體涉及一種澱粉酶法生產低聚果糖。
[0002](二)

【背景技術】
低聚果糖是指2?5個果糖基為鏈節，以一個葡萄糖基為鏈的端基，以果糖基一果糖連接鍵為主體骨架連結形成的碳水化合物。即是指I?4個果糖基以β-2，I鍵連接在蔗糖的D-果糖基上而形成的蔗果三糖(GF2 )、蔗果四糖(GF3 )、蔗果五糖(GF4 )和蔗果六糖(GF5 )的混合物。商品低聚果糖一般還含有少量蔗糖、果糖、葡萄糖。低聚果糖是一種天然活性物質，具有調節腸道菌群，增殖雙歧桿菌，促進鈣的吸收，調節血脂，免疫調節，抗齲齒等保健功能的新型甜味劑，被譽為繼抗生素時代後最具潛力的新一代添加劑——促生物質；低聚果糖還是一種水溶性的膳食纖維，能降低血清膽固醇和甘油三酯含量，攝入低聚果糖不會引起血糖水平波動，可作為高血壓、糖尿病和肥胖症患者用的甜味劑。
[0003]目前，低聚果糖的生產方法主要有兩種:1.蔗糖轉化法，該法於1982年在日本工業化，用酶處理高濃度的蔗糖溶液，得到低聚果糖幹基含量55%的溶液，其餘45%為果糖、葡糖糖及蔗糖，經分離純化得到純度為95%的低聚果糖。該法由於分離提純難度大，中國企業基本上只能生產55%的低聚果糖產品。2.菊糖水解法，該法目前被歐洲大量採用。這種方法是從菊苣中提取菊糖，經菊糖內切酶水解，得到低聚果糖、葡萄糖、蔗糖的混合物，經分離提純得到低聚果糖，但由於酶解產物中低聚果糖的幹基含量也只有55%，單糖和蔗糖含量太高，分離困難，還不能產生低聚果糖含量大於95%的產品。
[0004]以上兩種技術存在同樣的不足，即生產所用的酶僅有極少的單位能生產，至於純酶則更難製備，用酶解製備低聚果糖，成本高，酶解產物很難控制，單糖和蔗糖含量高，分離提純難度大。
[0005](三)


【發明內容】

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種澱粉酶法生產低聚果糖，操作方便，過程易於控制，方便規模化工業生產，低聚果糖純度高，可達98%以上。
[0006]本發明是通過如下技術方案實現的:
一種澱粉酶法生產低聚果糖，其特殊之處在於:包括以下步驟:
(O調漿與液化:澱粉用水調製成乾物質含量30%-35%的澱粉乳，用鹽酸調整ΡΗ6.0-6.5，每噸澱粉原料加入α-澱粉酶用量6_10U/g澱粉，加入CaCl2調節Ca 2+濃度達0.0lmol/Ι，粉漿泵入噴射液化器，瞬時升溫至105-110°C，管道液化反應10_15min，料液輸送至液化罐，在95-97°C溫度下，分兩次加入α-澱粉酶，繼續液化反應lOmin，碘色反應合格即可；
(2)糖化:澱粉液化液引入糖化罐，降溫至60°C調整pH至4.5，加入250U/g澱粉糖化酶，間隙攪拌下，60°C保溫30min，糖化至DE > 95，加溫至90°C，將糖化酶破壞，使糖化反應中止；
(3)糖化液精製:採用硅藻土預塗轉鼓過濾機連續過濾，清除糖化液中非可溶性的雜質及膠狀物，隨後用活性炭脫色，用離子交換樹脂除去糖液中的無機鹽和有機雜質，進一步提高純度，糖液無色或淡黃色含糖濃度24%，電導率< 50MS/cm，pH4.5-5.0，真空蒸發濃縮至透光率90%以上，DE值96-97，糖液濃度為40%_45% ；
(4)酶法製備低聚果糖:先將20克蔗糖，完全溶解於80.0ml磷酸鹽緩衝液中，然後加入果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶，果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶糖液:糖液的重量比為1:7，其中果糖基轉移酶與葡萄糖異構酶的酶活力比值為2:1，將其加入至糖液中，反應5min，再加入磷酸鹽緩衝液，糖液:磷酸鹽緩衝液的體積比100:1，磷酸鹽緩衝液中，KH2PO4與1(2即04體積比為2:1，其中兩者的濃度為0.05mol/L ;添加激活因子MgSO 4.7H20、ZnSO4,Na2SeO3作為激活因子，每升糖液 4gMgS04 WH2OUg ZnSO4,4g Na2SeO3，於 50°，反應 20min，取樣煮沸2min後,迅速冷卻至40°C以下,於10000r/min離心5min,得到低聚果糖。
[0007]本發明的有益效果:本發明用於生產低聚果糖操作簡單、作用條件溫和、易掌握，低聚果糖純度高，可達98%以上，整個過程100-160min即可完成，是高純度低聚果糖上重大的創新，值得推廣。
[0008](四)【具體實施方式】實施例1
本實施例的澱粉酶法生產低聚果糖其步驟為:
(1)調漿與液化:澱粉用水調製成乾物質含量30%的澱粉乳，用鹽酸調整PH6.0,每噸澱粉原料加入α-澱粉酶用量6U/g澱粉，加入CaCl2調節Ca 2+濃度達0.0lmol/Ι，粉漿泵入噴射液化器，瞬時升溫至105°C，管道液化反應lOmin，料液輸送至液化罐，在95°C溫度下，分兩次加入α-澱粉酶,繼續液化反應1min,碘色反應合格即可；
(2)糖化:澱粉液化液引入糖化罐，降溫至60°C調整pH至4.5，加入250U/g澱粉糖化酶，間隙攪拌下，60°C保溫30min，糖化至DE > 95，加溫至90°C，將糖化酶破壞，使糖化反應中止；
(3)糖化液精製:採用硅藻土預塗轉鼓過濾機連續過濾，清除糖化液中非可溶性的雜質及膠狀物，隨後用活性炭脫色，用離子交換樹脂除去糖液中的無機鹽和有機雜質，進一步提高純度，糖液無色或淡黃色含糖濃度24%，電導率< 50MS/cm，pH4.5-5.0，真空蒸發濃縮至透光率90%以上，DE值96，糖液濃度為40%% ；
(4)酶法製備低聚果糖:先將20克蔗糖，完全溶解於80.0ml磷酸鹽緩衝液中，然後加入果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶，果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶糖液:糖液的重量比為1:7，其中果糖基轉移酶與葡萄糖異構酶的酶活力比值為2:1，將其加入至糖液中，反應5min，再加入磷酸鹽緩衝液，糖液:磷酸鹽緩衝液的體積比100:1，磷酸鹽緩衝液中，KH2PO4與1(2即04體積比為2:1，其中兩者的濃度為0.05mol/L ;添加激活因子MgSO 4.7H20、ZnSO4,Na2SeO3作為激活因子，每升糖液 4gMgS04 WH2OUg ZnSO4,4g Na2SeO3，於 50°，反應 20min，取樣煮沸2min後,迅速冷卻至40°C以下,於10000r/min離心5min,得到低聚果糖。
[0009]實施例2
本實施例的澱粉酶法生產低聚果糖其步驟為:
(I)調漿與液化:澱粉用水調製成乾物質含量35%的澱粉乳，用鹽酸調整pH6.5，每噸澱粉原料加入α-澱粉酶用量10U/g澱粉，加入CaCl2調節Ca2+濃度達0.0lmol/Ι，粉漿泵入噴射液化器，瞬時升溫至110°C，管道液化反應15min，料液輸送至液化罐，在97°C溫度下，分兩次加入α-澱粉酶,繼續液化反應1min,碘色反應合格即可； (2)糖化:澱粉液化液引入糖化罐，降溫至60°C調整pH至4.5，加入250U/g澱粉糖化酶，間隙攪拌下，60°C保溫30min，糖化至DE > 95，加溫至90°C，將糖化酶破壞，使糖化反應中止；
(3)糖化液精製:採用硅藻土預塗轉鼓過濾機連續過濾，清除糖化液中非可溶性的雜質及膠狀物，隨後用活性炭脫色，用離子交換樹脂除去糖液中的無機鹽和有機雜質，進一步提高純度，糖液無色或淡黃色含糖濃度24%，電導率< 50MS/cm，pH4.5-5.0，真空蒸發濃縮至透光率90%以上，DE值96-97，糖液濃度為40%_45% ；
(4)酶法製備低聚果糖:先將20克蔗糖，完全溶解於80.0ml磷酸鹽緩衝液中，然後加入果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶，果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶糖液:糖液的重量比為1:7，其中果糖基轉移酶與葡萄糖異構酶的酶活力比值為2:1，將其加入至糖液中，反應5min，再加入磷酸鹽緩衝液，糖液:磷酸鹽緩衝液的體積比100:1，磷酸鹽緩衝液中，KH2PO4與1(2即04體積比為2:1，其中兩者的濃度為0.05mol/L ;添加激活因子MgSO 4.7H20、ZnSO4,Na2SeO3作為激活因子，每升糖液 4gMgS04 WH2OUg ZnSO4,4g Na2SeO3，於 50°，反應 20min，取樣煮沸2min後,迅速冷卻至40°C以下,於10000r/min離心5min,得到低聚果糖。
[0010]實施例3
本實施例的澱粉酶法生產低聚果糖其步驟為:
(1)調漿與液化:澱粉用水調製成乾物質含量33%的澱粉乳，用鹽酸調整PH6.0-6.5，每噸澱粉原料加入α-澱粉酶用量8U/g澱粉，加入CaCl2調節Ca2+濃度達0.0lmol/Ι，粉漿泵入噴射液化器，瞬時升溫至105-110°C，管道液化反應13min，料液輸送至液化罐，在95-97°C溫度下，分兩次加入α-澱粉酶，繼續液化反應lOmin，碘色反應合格即可；
(2)糖化:澱粉液化液引入糖化罐，降溫至60°C調整pH至4.5，加入250U/g澱粉糖化酶，間隙攪拌下，60°C保溫30min，糖化至DE > 95，加溫至90°C，將糖化酶破壞，使糖化反應中止；
(3)糖化液精製:採用硅藻土預塗轉鼓過濾機連續過濾，清除糖化液中非可溶性的雜質及膠狀物，隨後用活性炭脫色，用離子交換樹脂除去糖液中的無機鹽和有機雜質，進一步提高純度，糖液無色或淡黃色含糖濃度24%，電導率< 50MS/cm，pH4.5-5.0，真空蒸發濃縮至透光率90%以上，DE值96-97，糖液濃度為40%_45% ；
(4)酶法製備低聚果糖:先將20克蔗糖，完全溶解於80.0ml磷酸鹽緩衝液中，然後加入果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶，果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶糖液:糖液的重量比為1:7，其中果糖基轉移酶與葡萄糖異構酶的酶活力比值為2:1，將其加入至糖液中，反應5min，再加入磷酸鹽緩衝液，糖液:磷酸鹽緩衝液的體積比100:1，磷酸鹽緩衝液中，KH2PO4與1(2即04體積比為2:1，其中兩者的濃度為0.05mol/L ;添加激活因子MgSO 4.7H20、ZnSO4,Na2SeO3作為激活因子，每升糖液 4gMgS04 WH2OUg ZnSO4,4g Na2SeO3，於 50°，反應 20min，取樣煮沸2min後,迅速冷卻至40°C以下,於10000r/min離心5min,得到低聚果糖。
【權利要求】
1.一種澱粉酶法生產低聚果糖，其特徵在於:包括以下步驟: (O調漿與液化:澱粉用水調製成乾物質含量30%-35%的澱粉乳，用鹽酸調整PH6.0-6.5，每噸澱粉原料加入α-澱粉酶用量6_10U/g澱粉，加入CaCl2調節Ca 2+濃度達.0.0lmol/Ι，粉漿泵入噴射液化器，瞬時升溫至105-110°C，管道液化反應10_15min，料液輸送至液化罐，在95-97°C溫度下，分兩次加入α-澱粉酶，繼續液化反應lOmin，碘色反應合格即可； (2)糖化:澱粉液化液引入糖化罐，降溫至60°C調整pH至4.5，加入250U/g澱粉糖化酶，間隙攪拌下，60°C保溫30min，糖化至DE > 95，加溫至90°C，將糖化酶破壞，使糖化反應中止； (3)糖化液精製:採用硅藻土預塗轉鼓過濾機連續過濾，清除糖化液中非可溶性的雜質及膠狀物，隨後用活性炭脫色，用離子交換樹脂除去糖液中的無機鹽和有機雜質，進一步提高純度，糖液無色或淡黃色含糖濃度24%，電導率< 50MS/cm，pH4.5-5.0，真空蒸發濃縮至透光率90%以上，DE值96-97，糖液濃度為40%_45% ； (4)酶法製備低聚果糖:先將20克蔗糖，完全溶解於80.0ml磷酸鹽緩衝液中，然後加入果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶，果糖基轉移酶和葡萄糖異構酶糖液:糖液的重量比為1:7，其中果糖基轉移酶與葡萄糖異構酶的酶活力比值為2:1，將其加入至糖液中，反應.5min，再加入磷酸鹽緩衝液，糖液:磷酸鹽緩衝液的體積比100:1，磷酸鹽緩衝液中，KH2PO4與1(2即04體積比為2:1，其中兩者的濃度為0.05mol/L ;添加激活因子MgSO 4.7H20、ZnSO4,Na2SeO3作為激活因子，每升糖液 4gMgS04 WH2OUg ZnSO4,4g Na2SeO3，於 50°，反應 20min，取樣煮沸2min後,迅速冷卻至40°C以下,於10000r/min離心5min,得到低聚果糖。
【文檔編號】C12P19/24GK104480166SQ201410726333
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】張繼紅, 竇寶德, 竇光朋 申請人:山東百龍創園生物科技有限公司