專利名稱：一種以糖蜜為原料制備低聚果糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以糖蜜為原料制備飼料級(jí)低聚果糖的方法。
背景技術(shù)：
低聚果糖(英文名稱為Fructooligosaccharidc，F(xiàn)OS)，又稱果寡糖或蔗果三糖族低聚糖，分子式為G-F-Fn；n＝1～3(G為葡萄糖，F(xiàn)為果糖)，是指在蔗糖分子的果糖殘基上通過β(1→2)糖苷鍵連接1～3個(gè)果糖基而成的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖及其混合物。低聚果糖(英文名稱為Fructooligosaccharidc，F(xiàn)OS)在自然界里廣泛地分布于各種高等植物上，低聚果糖存在于下列植物中菊芋、蘆筍、龍舌蘭族、紫苑科、風(fēng)鈴草科、百合目、牛蒡、洋蔥、大蒜、黑麥、香蕉。生活食用的蔬菜、水果中也含少量此低聚果糖，尤其是在牛膀、洋蔥、大蒜、蜂蜜中含量較高，每100克可食部分中低聚果糖含量依次僅為3.6克、2.8克、1.0克、0.75克，但從中提取十分困難，收率較低而很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
由于其優(yōu)良的保健功能和特殊的生理活性，低聚果糖已作為一種國際公認(rèn)的典型益生元代表，應(yīng)用于五百多種食品和部份藥品中，倍受現(xiàn)代食品生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者青睞。目前已知的低聚果糖具有下列優(yōu)越的生理學(xué)功能①低聚果糖的排毒性。人體內(nèi)的有害物質(zhì)主要有氨、硫化氫、胺類、酚等污穢物，這些毒物不僅造成口腔異味、唇舌潰爛、肌膚缺乏彈性、毛發(fā)干枯、便秘腹瀉、顏面生痘、體弱多病等癥狀。服用低聚果糖可排除體內(nèi)毒素，減輕肝、腎等臟器負(fù)擔(dān)。低聚果糖協(xié)同雙歧桿菌作用，形成直腸排便反射，起到排毒作用。此種微生態(tài)技術(shù)十分安全有效，無任何毒副作用。
②低聚果糖可增強(qiáng)人體免疫力。1997年中國衛(wèi)生部食品監(jiān)督檢驗(yàn)所證明低聚果糖具有明顯提高抗體，增殖細(xì)胞及提高NK細(xì)胞活性，增強(qiáng)免疫功能的作用。
③低聚果糖有改善脂質(zhì)代謝(降低膽固醇及中型脂肪)的作用。低聚果糖除能增加雙歧桿菌和促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、間接降低血脂及膽固醇外，還和所有膳食纖維一樣，能吸收膽汁酸，降低膽固醇的合成與吸收。另外，低聚果糖不易被人體吸收，因而不會(huì)由糖-脂代謝途徑合成脂肪。
④低聚果糖的抗齲性。蔗糖等傳統(tǒng)甜味劑可以使齒垢菌凝集、發(fā)酵，生成有機(jī)酸，從而加速了牙齒的齲化。而低聚果糖不易使齲齒病原菌凝集，其在齒輪面上形成的乳酸量比蔗糖低23-50％，齲化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蔗糖。齲齒是我國兒童普遍發(fā)生的疾病之一，具有抗齲特性的低聚果糖無疑是兒童食品理想的甜味劑。
低聚果糖對(duì)畜禽有著重要生理學(xué)功能的作用，可以作為飼料添加劑應(yīng)用于畜牧業(yè)。低聚糖作為一種功能性原料應(yīng)用于飼料行業(yè)，其主要功效為(1)促進(jìn)消化道有益細(xì)菌的生長(zhǎng)，抑制有害微生物的繁殖，提高機(jī)體抵抗力。由于消化道內(nèi)沒有消化低聚糖的酶，因此低聚糖基本上以原樣形式到達(dá)后腸，腸道內(nèi)的低聚糖大部分被有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌等選擇利用，以低聚果糖為例，大部分的雙歧桿菌、嗜酸乳芽孢桿菌、一些其它乳芽孢桿菌和大部分糞桿菌能很好地利用低聚果糖。死亡梭桿菌、沙門氏桿菌、大腸桿菌等有害細(xì)菌則對(duì)低聚果糖的利用很差。同時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)生的酸性物質(zhì)使整個(gè)腸道的pH下降，抑制了有害菌的生長(zhǎng)。
(2)吸附腸道病原菌，對(duì)動(dòng)物起保健作用。病原菌粘附在低聚果糖底物上而不與動(dòng)物腸道上皮細(xì)胞相接觸，因而病原菌無法在腸道中固定下來，也就失去了對(duì)畜禽的危害作用。研究表明許多病原菌的細(xì)胞表面均含有一種特殊的用于細(xì)胞識(shí)別的蛋白質(zhì)，稱為外源凝集素，它們能與腸內(nèi)壁細(xì)胞表面上的受體結(jié)合而粘附在腸上皮上繁殖。而腸內(nèi)壁細(xì)胞表面的受體，其結(jié)構(gòu)就是短鏈帶分支的糖類物質(zhì)，故低聚果糖加入飼料中就會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性地和病原菌細(xì)胞表面的外源凝集素結(jié)合，阻止病原菌在腸上皮上的粘附。
目前國內(nèi)制備低聚果糖是采用蔗糖、菊芋或洋姜為原料，這些制備方法的缺點(diǎn)是采用的原料比貴或生產(chǎn)成本較高，工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種以制糖工業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)品——糖蜜為原料制備低聚果糖的方法，該方法提高了制糖工業(yè)副產(chǎn)品的循環(huán)利用，簡(jiǎn)單易行、生產(chǎn)成本低廉，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種以糖蜜為原料制備低聚果糖的方法，其特征在于它包括如下步驟采用熱酸法預(yù)處理糖蜜、去除糖蜜中的沉淀物、去除沉淀物后上清液經(jīng)果糖基轉(zhuǎn)移酶水解反應(yīng)及低聚果糖溶液的脫色、過濾除雜和濃縮處理。
本發(fā)明的糖蜜預(yù)處理所采用的是濃硫酸溶液，糖蜜稀釋液的濃度為20～50Brix，處理溫度50℃～95℃，攪拌時(shí)間30min～60min，靜置4h～12h。
本發(fā)明的酶解反應(yīng)使用的是果糖基轉(zhuǎn)移酶液，酶水解反應(yīng)溫度40℃～60℃，酶水解反應(yīng)時(shí)間16h～26h。
本發(fā)明所制備的產(chǎn)品可以是可溶性固形物(DS)濃度為65～75％、純度大于40％的低聚果糖糖漿，也可干燥后得到水分含量小于5％的固體低聚果糖粉。
本發(fā)明的有益效果是以糖蜜為原料制備低聚果糖，其原料來源廣泛。由于我國是重要的食糖生產(chǎn)國，糖料種植在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，僅次于糧食、油料、棉花，居第四位。糖料種植涉及到4000多萬蔗農(nóng)的收入，食糖的生產(chǎn)是廣西、云南等地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。以廣西糖業(yè)為例，廣西是我國重要糖區(qū)之一，全區(qū)制糖量占全國產(chǎn)量40％以上。制糖業(yè)已成為廣西經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，全區(qū)糖廠年入榨甘蔗300多萬噸，產(chǎn)廢糖蜜10萬噸，因此本發(fā)明的整個(gè)生產(chǎn)過程原料價(jià)廉易取，工藝簡(jiǎn)化易行，操作方便，成本低廉，可滿足工業(yè)化大生產(chǎn)的要求。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參照上述附圖，將糖蜜與水、硫酸混合攪拌并加熱進(jìn)行沉淀反應(yīng)，調(diào)節(jié)上清液pH值為4.0～5.0；加入果糖基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行酶解反應(yīng)16-26小時(shí)，高溫對(duì)果糖轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行滅活；過濾除去雜質(zhì)，將低聚果糖糖液真空濃縮為深棕色粘稠狀糖漿，得到純度大于40％的低聚果糖糖漿。其中(1)將糖蜜與飲用水按照重量比例65～25∶35～75混合，攪拌均勻，使糖蜜稀釋液的濃度為20～50Brix；并加入濃硫酸調(diào)整調(diào)節(jié)PH值為4.0～5.0(2)通入蒸汽對(duì)混合液進(jìn)行加熱，處理溫度50℃～95℃，時(shí)間30min～60min，然后靜止4h～12h，取上清液；(3)將去除沉淀物的上清液冷卻至40℃～60℃，調(diào)節(jié)PH值為4.0-8.0；(4)酶解反應(yīng)使用的是果糖基轉(zhuǎn)移酶的酶液，酶解反應(yīng)溫度40℃～60℃，酶解反應(yīng)時(shí)間16h～26h；(5)當(dāng)?shù)途酃钦脊绦挝锏谋壤_(dá)到40-50％時(shí)，停止酶解，通過盤管升溫至80～90℃，維持20～30分鐘進(jìn)行滅酶，滅酶后降溫至40～60℃；(6)用活性碳板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫色過濾，濾液輸送至真空濃縮器；(7)啟動(dòng)濃縮器，當(dāng)分離器真空達(dá)到-0.09～-0.05MPa時(shí)，打開蒸汽閥門，此時(shí)工作蒸汽壓力控制在0.01～0.3Mpa，使蒸發(fā)溫度達(dá)到70℃～95℃進(jìn)行濃縮至溶液濃度達(dá)到65～75％DS；(8)滅菌包裝。
實(shí)施例2
將5000Kg糖度為75Brix的糖蜜與4200Kg飲用水混合，糖蜜稀釋液的糖度為40Brix；加入120Kg濃硫酸溶液，調(diào)節(jié)PH值為4.5，通入蒸汽進(jìn)行加熱，處理溫度92℃，時(shí)間55min，然后靜止沉淀7h；取其上清液，加入30％氫氧化鈉1Kg對(duì)糖蜜清液調(diào)節(jié)PH值，調(diào)節(jié)PH值為5.5；加入80Kg果糖基轉(zhuǎn)移酶(80μ/g)的酶液，酶水解反應(yīng)溫度48℃，酶水解反應(yīng)時(shí)間20h；當(dāng)?shù)途酃钦脊绦挝锏谋壤_(dá)到44％時(shí)，停止酶解，通過盤管升溫至90℃，維持25分鐘進(jìn)行滅酶。滅酶后降溫至55℃；用活性碳板框壓濾機(jī)將上述混合物脫色過濾，將濾液輸送至真空濃縮器；啟動(dòng)濃縮器，當(dāng)分離器真空達(dá)到-0.06MPa時(shí)，打開蒸汽閥門，此時(shí)工作蒸汽壓力控制在0.15Mpa，使蒸發(fā)溫度達(dá)到85℃進(jìn)行濃縮至溶液濃度72％DS可以制得4200Kg的低聚果糖漿；或?qū)缇蟮牡途酃菨{進(jìn)行干燥噴霧處理，可以制得2700Kg水分含量小于5％的固體低聚果糖粉。
權(quán)利要求
1.一種以糖蜜為原料制備低聚果糖的方法，其特征在于它包括如下步驟采用熱酸法預(yù)處理糖蜜、去除糖蜜中的沉淀物、去除沉淀物后上清液經(jīng)果糖基轉(zhuǎn)移酶水解反應(yīng)及低聚果糖溶液的脫色、過濾除雜和濃縮處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以糖蜜為原料制備低聚果糖的方法，其特征在于糖蜜預(yù)處理所采用的是濃硫酸溶液，糖蜜稀釋液的濃度為20～50Brix，處理溫度50℃～95℃，攪拌時(shí)間30min～60min，靜置4h～12h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以糖蜜為原料制備低聚果糖的方法，其特征在于酶解反應(yīng)使用的是果糖基轉(zhuǎn)移酶液，酶水解反應(yīng)溫度40℃～60℃，酶水解反應(yīng)時(shí)間16h～26h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以糖蜜為原料制備低聚果糖的方法，其特征在于所制備的產(chǎn)品為可溶性固形物濃度為65～75％、純度大于40％的低聚果糖糖漿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以糖蜜為原料制備低聚果糖的方法，其特征在于所制備的產(chǎn)品干燥后為水分含量小于5％的固體低聚果糖粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以糖蜜為原料制備低聚果糖的方法，其特征在于它包括如下步驟采用熱酸法預(yù)處理糖蜜、去除糖蜜中的沉淀物、去除沉淀物后上清液經(jīng)果糖基轉(zhuǎn)移酶水解反應(yīng)及低聚果糖溶液的脫色、過濾除雜和濃縮處理；本發(fā)明的整個(gè)生產(chǎn)過程原料價(jià)廉易取，工藝簡(jiǎn)化易行，操作方便，成本低廉，可滿足工業(yè)化大生產(chǎn)的要求。
文檔編號(hào)C12P19/00GK1974777SQ20061012393
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者曾憲經(jīng) 申請(qǐng)人:江門量子高科生物工程有限公司