一種低聚果糖的制備與純化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天然物質(zhì)提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低聚果糖的制備與純化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低聚果糖又稱蔗果低聚糖，是由1?3個果糖基通過0 (2-1)糖苷鍵與蔗糖中 的果糖基結(jié)合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物；100克干重菊苣中約有 60?70克菊粉，菊粉是通過線性的3 -2,1-糖苷鏈連接的果聚糖，其末端為一蔗糖基。故 以菊苣粉為原料用菊糖內(nèi)切酶水解作用，經(jīng)精制最終可得低聚果糖。
[0003] 低聚果糖具有良好的保健作用，無毒，適合糖尿病病人使用，可以預防齲齒、調(diào)節(jié) 脂類代謝、促進鈣吸收、降低血清膽固醇、抑癌；并可作為雙歧桿菌的增殖因子，提高人體的 抗病力和免疫力；由于低聚果糖具有水溶性膳食纖維之功能，可作為流變及組織改良劑、水 分保持劑等廣泛應用于低熱量飲料、低脂或非脂涂抹食品、酸乳、冰淇淋、巧克力等食品。
[0004] 從天然產(chǎn)物中提取的產(chǎn)品往往會有苦味，其原因主要是因為提取物中含有苦素， 或者在提取有效成分時某些蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生苦肽，菊苣中也存在一定量的苦素和苦肽，在 菊苣中提取低聚果糖的過程中，如果沒有經(jīng)過必要的處理，菊苣產(chǎn)品中的將會帶有苦味。這 不僅降低了產(chǎn)品的品質(zhì)，而且影響它的使用范圍。目前，用于祛除苦味的方法有：1、使用羧 肽酶處理苦素和苦肽，從而減弱苦味或祛除苦味；2、用乙醇萃取祛除苦素和苦肽。但是利用 羧肽酶處理苦素和苦肽的方法常常會處理不完全；乙醇提取過程中會用到許多有機溶劑， 而低聚果糖作為一種食品添加劑如果有有機溶劑殘留將會影響產(chǎn)品的質(zhì)量；且乙醇萃取或 者用羧肽酶降解苦素和苦肽的操作復雜，成本高不適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。因此，急需尋 找一種能夠高效脫除菊苣提取的低聚果糖中苦素和苦肽的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，提供一種低聚果糖的制備與純化方法，以解決現(xiàn) 有技術(shù)低聚果糖中苦素和苦肽脫除效率不高、操作復雜的缺點。
[0006] 為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種低聚果糖的制備與純化方法，該方法包括如下步驟：
[0008] (1)菊苣洗凈并搗碎，然后加入水攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH為5?7,再加入果膠酶處理 1?5h，得到混合物；
[0009] (2)將步驟（1)得到的混合物煮沸，加入菊糖內(nèi)切酶，酶解，抽濾，收集濾液得到低 聚果糖混合液a;
[0010] (3)將步驟（2)得到的低聚果糖混合液a通過活性炭柱，收集流出液，得到低聚果 糖混合液b;
[0011] ⑷將步驟⑶得到的低聚果糖混合液b通過非極性大孔樹脂柱，收集流出液，得 到得到低聚果糖混合液c;
[0012] (5)用納濾膜處理步驟（4)得到的低聚果糖混合液c，收集濾出液，得到純度大于 99 %的低聚果糖溶液；
[0013] 其中，步驟（1)中，菊苣質(zhì)量與水的體積比為1kg:2?4L，優(yōu)選1kg:2?3L，最優(yōu) 選lkg:2L。
[0014] 其中，步驟（1)中，菊苣質(zhì)量與果膠酶酶活的比例為lkg: 100?500U，優(yōu)選lkg: 100 ?300U，最優(yōu)選lkg:300U。
[0015] 其中，步驟（1)中，果膠酶的處理溫度為30?50°C，優(yōu)選30°C。
[0016] 其中，步驟（1)中，將混合物加熱至沸騰，并持續(xù)加熱5?20min，優(yōu)選15min。
[0017] 其中，步驟（2)中，菊糖內(nèi)切酶的加入量為140?250U/L，優(yōu)選200?250U/L，最 有選 200U/L。
[0018] 其中，步驟（2)中，酶解過程中溫度為25?45°C，優(yōu)選30?35°C，最優(yōu)選35°C。
[0019] 其中，步驟⑵中，酶解時間為6?48h，優(yōu)選24?42h，最優(yōu)選30?36h。
[0020] 其中，步驟（3)中，低聚果糖混合液a通過活性炭柱的流速為1?10BV/hr。
[0021] 其中，步驟（4)中，所述的樹脂為XAD-4、XAD-5、LSA-60、LS-803C、SD-2中的任意 一種，優(yōu)選LSA-60、SD-2，最優(yōu)選SD-2。
[0022] 其中，步驟（4)中，低聚果糖混合液b通過非極性大孔樹脂柱時的流速為2?8BV/ hr，優(yōu)選 5BV/hr。
[0023] 其中，步驟（5)中，所述的納濾膜為0. 1?0.9納米的纖維素膜，優(yōu)選0.3?0.7nm 纖維素膜，最優(yōu)選〇. 5nm纖維素膜，利用該納米纖維膜能將低聚果糖溶液中的單糖和鹽離 子去除。
[0024] 本發(fā)明中使用的果膠酶的酶活定義為：在50°C、pH3. 5條件下，lmin分解果膠產(chǎn)生 lmmol半乳糖醒酸為一個酶活單位。
[0025] 本發(fā)明中使用的菊粉酶的酶活定義為：在40°C條件下，每分鐘產(chǎn)生lmmol果糖所 需的酶量為1個酶活單位。
[0026] 有益效果：
[0027] 本發(fā)明具有如下突出的效果：
[0028](1)利用果膠酶處理菊苣，使菊苣細胞破碎更加完全，從而使細胞中的菊糖等糖分 充分釋放、溶解。
[0029] (2)利用活性炭和非極性大孔樹脂對菊苣產(chǎn)的低聚果糖中色素、苦素和苦肽進行 吸附處理，操作簡單，且色素、苦素和苦肽的脫除效果好，具有重要的工業(yè)應用價值。
[0030] (3)本發(fā)明得到的低聚果糖純度高、雜質(zhì)少。
【具體實施方式】
[0031] 根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實 施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應當也不會限制權(quán)利要求書中所詳細描述的本 發(fā)明。
[0032] 實施例1 :菊糖內(nèi)切酶最佳添加量對低聚果糖產(chǎn)率的影響。
[0033] 取500g新鮮的菊苣為原料，洗凈、去皮，然后用攪拌機將其粉碎，加入1L純水，攪 拌均勻，調(diào)節(jié)pH= 5. 8,加入100U果膠酶，在30°C條件下處理5h，然后煮沸15min。向各組 體系中加入140U、170U、200U、220U、250U的菊糖內(nèi)切酶，在30°C條件下處理24h，然后過濾 去除菊苣渣，得到低聚果糖混合液。檢測各實驗組得到的低聚果糖混合液中低聚果糖的含 量，檢測結(jié)果見表1，從表1中可以看出，每500g菊苣體系中加入菊糖內(nèi)切酶可以降解菊苣 中的菊糖，增加低聚果糖的含量。
[0034]表1菊糖內(nèi)切酶最佳添加量對低聚果糖產(chǎn)率的影響
[0035]
【主權(quán)項】
1. 一種低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： (1)菊苣洗凈并搗碎，然后加入水攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH為5?7,再加入果膠酶處理1? 5h，得到混合物； ⑵將步驟⑴得到的混合物煮沸，加入菊糖內(nèi)切酶，酶解，抽濾，收集濾液得到低聚果 糖混合液a ; ⑶將步驟⑵得到的低聚果糖混合液a通過活性炭柱，收集流出液，得到低聚果糖混 合液b ; (4) 將步驟（3)得到的低聚果糖混合液b通過非極性大孔樹脂柱，收集流出液，得到得 到低聚果糖混合液c ; (5) 用納濾膜處理步驟（4)得到的低聚果糖混合液c，收集濾出液，得到純度大于99% 的低聚果糖溶液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（1)中，菊苣 質(zhì)量與水的體積比為lkg :2?4L ; 菊苣質(zhì)量與果膠酶酶活的比例為lkg : 100?500U。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（1)中，果膠 酶的處理溫度為30?50°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（1)中，將混 合物加熱至沸騰，并持續(xù)加熱5?20min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（2)中，菊糖 內(nèi)切酶的加入量為140?250U/L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（2)中，酶解 過程中溫度為25?45°C，酶解時間為6?48h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（3)中，低聚 果糖混合液a通過活性炭柱的流速為1?10BV/hr。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（4)中，所述 的樹脂為 XAD-4、XAD-5、LSA-60、LS-803C、SD-2 中的任意一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（4)中，低聚 果糖混合液b通過非極性大孔樹脂柱時的流速為2?8BV/hr。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低聚果糖的制備與純化方法，其特征在于，步驟（5)中，所 述的納濾膜為〇. 1?〇. 9納米的纖維素膜。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低聚果糖的制備和純化方法，屬于本發(fā)明屬于天然物質(zhì)提取技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括如下步驟：(1)菊苣洗凈并搗碎，然后用果膠酶處理得到混合物；(2)將步驟(1)得到的混合物煮沸，加入菊粉酶，酶解，抽濾；(3)將步驟(2)得到的溶液通過活性炭柱，收集流出液；(4)將步驟(3)得到的混合液通過非極性大孔樹脂柱，收集流出液；(5)用納濾膜處理步驟(4)得到的低聚果糖混合液c，收集濾出液，得到純度大于96％的低聚果糖溶液。本發(fā)明最終得到的低聚果糖溶液中低聚果糖含量高，且對苦素和苦肽的脫除效果好，操作方便，具有廣闊的工業(yè)應用前景。
【IPC分類】C12P19-00, C12P19-26
【公開號】CN104531809
【申請?zhí)枴緾N201410730348
【發(fā)明人】黃振華, 楊云
【申請人】青海威德生物技術(shù)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月4日