專利名稱：果寡醣甜味料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種果寡醣甜味料的制造方法，其主要利用麹菌屬菌絲體固定化，制成中空纖維絲膜生物反應(yīng)器，用來制造果寡醣甜味料的制造方法。
眾所周知，果寡醣具有甜味，低齬蝕性，難消化性及不易導(dǎo)致肥胖的特性，而且可有效促進(jìn)人類腸中有益菌—雙叉乳酸菌的的活化增殖，間接促進(jìn)維生素B群的合成、乳酸的分泌、抑制腐敗菌及防止便秘等，此外，對(duì)酯質(zhì)代謝亦有良好正面的影響，能降低血清中膽固醇、三甘油酯及磷酯。果寡醣不但可單獨(dú)使用，而且也可廣泛添加于飲料、健康食品、嬰幼兒奶粉、藥品、飼料中，商機(jī)潛力非常龐大。果寡醣廣泛存在于天然植物中，如香蕉、蘆筍、洋蔥及牛蒡等，以供應(yīng)人們長(zhǎng)久以來對(duì)于健康長(zhǎng)壽的追求，即自古所謂“若要長(zhǎng)生，腹中常清。若要長(zhǎng)壽，腸無渣滓”的諺語。
傳統(tǒng)制造果寡醣的方法，是以高濃度蔗糖溶液(10-60％)，調(diào)整pH值，再添加β-呋喃果糖甘酶，并將溫度維持在40-60℃后，進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)后，加熱使β-呋喃果糖甘酶失去活性，然后再經(jīng)脫色、脫鹽等步驟后，得到一含有葡萄糖、果糖、蔗糖及果寡醣(GF2、GF3、GF4成分)，如美國(guó)專利US4774183和日本專利昭56-154967所述，其分子結(jié)構(gòu)主要為果糖以直鏈B-1，2結(jié)合而成的1-Kestose(GF2)、Nystose(GF3)及1-β-FructofuranosylNystose(GF4)反應(yīng)后的果寡醣混合物，其結(jié)構(gòu)如以下所示 其甜度約為蔗糖的60％，具有如蔗糖的良質(zhì)口感，在食品加工上的特性如粘度、水分活性、保濕性等亦皆與蔗糖相當(dāng)。
本發(fā)明的目的在于提供一種果寡醣甜味料的制造方法，利用含有β-呋喃果糖甘酶的麹菌屬菌絲體加以固化，制成中空纖維絲膜回收發(fā)酵液菌，再加以固定化，制成生物反應(yīng)器，達(dá)到連續(xù)制造生產(chǎn)果寡醣的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于利用中空纖維絲膜回收含有β-呋喃果糖甘酶發(fā)酵液菌體，以無離子水洗滌；再用聚乙烯亞氨通過其中，以無離子水洗滌，將該中空纖維絲膜固化成生物反應(yīng)器；再將溶于醋酸緩沖液中的蔗糖溶液流入該生物反應(yīng)器內(nèi)，并在恒溫下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，制得本發(fā)明的果寡醣甜味料。
該聚乙烯亞氨的百分重量為1-3％。該中空纖維絲膜厚度為1-3cm。該蔗糖溶液流過生物反應(yīng)器的速度為40-60ml/min。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的方法，其菌體回收及固定化生物反應(yīng)器的制作為一次完成，并連續(xù)長(zhǎng)期使用，有別于一般傳統(tǒng)的方法是不能連續(xù)進(jìn)行，具有制作簡(jiǎn)單方便、成本低廉及可長(zhǎng)期連續(xù)使用的功效。
下面結(jié)合較佳實(shí)施例和附圖詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明的制造流程示意圖。
圖2是本發(fā)明的裝置示意圖。
圖3是本發(fā)明以不同濃度蔗糖為基質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物中的糖組成的示意圖。
圖4是本發(fā)明的果寡醣、蔗糖與葡萄糖的高速液相層析譜圖。
圖5是本發(fā)明進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)試驗(yàn)的結(jié)果示意圖。
參閱圖1-圖2所示，本發(fā)明的果寡醣甜味料的制造方法，其主要分成兩個(gè)步驟第一步驟，以中空纖維絲膜回收發(fā)酵液菌體，并加以固定化，制作成生物反應(yīng)器1；第二步驟，以生物反應(yīng)器連續(xù)制造生產(chǎn)果寡醣。
其具體流程如下將麹菌屬菌絲體菌種先作發(fā)酵培養(yǎng)，再以中空纖維絲膜加壓過濾后，將菌絲體回收，以無離子水洗滌；使聚乙烯亞氨流過中空纖維絲膜，再以無離子水洗滌，即可將中空纖維絲膜固化成生物反應(yīng)器1；再將蔗糖溶液22從蔗糖溶液儲(chǔ)槽2中以一定流速?gòu)纳锓磻?yīng)器1的入口11通過生物反應(yīng)器，反應(yīng)后，從生物反應(yīng)器1的出口12進(jìn)入果寡醣產(chǎn)品儲(chǔ)槽3，如此，即可得到所需的果寡醣甜味料。該生物反應(yīng)器1通過恒溫介質(zhì)的進(jìn)、出口13、14與恒溫裝置連接(圖中未示)，保持生物反應(yīng)器1在恒溫條件下應(yīng)用。
下面通過具體實(shí)施例說明如下
第一步驟將懸浮的麹菌屬菌絲體菌種發(fā)酵培養(yǎng)液200ml，含濕重約14g流過厚度為1-3cm的中空纖維絲膜加壓過濾，并以600ml的無離子水沖洗；第二步驟調(diào)pH為5.0，重量百分濃度為1-3％的聚乙烯亞氨600ml流過中空纖維絲膜，回收已吸收聚乙烯亞氨的菌絲體酵素，再以600ml無離子水沖洗滌，并加以過濾后，將中空纖維絲膜固化成生物反應(yīng)器；第三步驟將2000ml 50％(w/v)的蔗糖溶液，以流速40-60ml/min，流入生物反應(yīng)器中，并在50℃下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得該反應(yīng)器內(nèi)β-呋喃果糖甘酶的活性為35000單位，而菌體酵素的回收率則大于95％。
上述測(cè)試菌體β-呋喃果糖甘酶的活性的方法如下將酵素溶液或經(jīng)均質(zhì)后的菌體培養(yǎng)液，經(jīng)適當(dāng)稀釋后，取0.5ml加入50％(w/v)的蔗糖溶液溶于PH5.0及0.05M的醋酸緩沖液中，取3ml于50℃反應(yīng)1小時(shí)后，再于沸水中加熱10分鐘，停止酵素反應(yīng)，將反應(yīng)液經(jīng)適當(dāng)稀釋后，以HPLC分析反應(yīng)液中成分，結(jié)果，β-呋喃果糖甘酶的活性，在上述反應(yīng)條件下，每分鐘生成1μmole的1-Kestose(分子量504)的酵素量。
參閱圖3-圖4，將醋酸緩沖液配制30％、40％、50％、60％(w/v)等不同濃度的蔗糖溶液，于50℃下，以40-60ml/min的流速通入生物反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)后，將所得產(chǎn)物中的糖組成以高速液相層析(HPLC)加以分析，其結(jié)果如圖3及圖4所示。
參閱圖5，本發(fā)明的反應(yīng)器不需更換，可一直連續(xù)生成所需的果寡醣，茲以醋酸緩沖液配制50％(W/v)的蔗糖溶液，于40-45℃下，流入本發(fā)明的生物反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)，連續(xù)操作60天，其果寡醣生成結(jié)果如圖5所示。
綜上所述，本發(fā)明具有連續(xù)的使用功效，而具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值，本發(fā)明具有新穎性及創(chuàng)造性，對(duì)于熟悉該項(xiàng)技藝的人員，對(duì)其細(xì)部構(gòu)造部份進(jìn)行各種等效的變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于利用中空纖維絲膜回收含有β-呋喃果糖甘酶發(fā)酵液菌體，以無離子水洗滌；再用聚乙烯亞氨通過其中，以無離子水洗滌，將該中空纖維絲膜固化成生物反應(yīng)器；再將溶于醋酸緩沖液中的蔗糖溶液流入該生物反應(yīng)器內(nèi)，并在恒溫下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，制得本發(fā)明的果寡醣甜味料。
2.如權(quán)利要求1所述的果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于該聚乙烯亞氨的百分重量為1-3％。
3.如權(quán)利要求1所述的果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于該中空纖維絲膜厚度為1-3cm。
4.如權(quán)利要求1所述的果寡醣甜味料的制造方法，其特征在于該蔗糖溶液流過生物反應(yīng)器的速度為40-60ml/min。
全文摘要
本發(fā)明是一種果寡醣甜味料的制造方法,是利用中空纖維絲膜回收含有β－呋喃果糖甘酶發(fā)酵液菌體,并將其加以固化成生物反應(yīng)器;將蔗糖溶液置入生物反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化反應(yīng),即可得到所需的果寡醣甜味料。具有制作簡(jiǎn)單,成本低廉,且因其菌體可回收,故可長(zhǎng)期連續(xù)使用。
文檔編號(hào)A23L1/236GK1380006SQ0111065
公開日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2001年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月13日
發(fā)明者鐘惠林 申請(qǐng)人:自然美化妝品股份有限公司