CN101715940B

CN101715940B - 木阿糖浆及其制备方法

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Publication number: CN101715940B
Application number: CN2009102305338A
Authority: CN
Inventors: 赵玉斌; 王新增; 王新伟; 刘培政
Original assignee: LUZHOU FOOD PRODUCT GROUP CORP Ltd SHANDONG PROV
Current assignee: Lu Zhou Biotechnology (Liaoning) Co., Ltd.
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2029-11-30
Also published as: CN101715940A

Abstract

本发明涉及一种由木糖和阿拉伯糖组成的木阿糖浆及其制备方法，属于食品添加剂技术领域。本发明公开了一种木阿糖浆及其制备方法，它由60-80wt％的干物质和20-40wt％的水组成，其中，以干物质重量为基数计，干物质组分重量百分比如下：木糖：56-58％，阿拉伯糖：34-36％，葡萄糖：0.5-4.0％，杂质：余量。本发明所述得木阿糖浆，集中了木糖和阿拉伯糖的优点，添加到食品中，具有降低血糖、预防肥胖、改善糖尿病症状等多重功效。该糖浆可通过氢化可以进一步生产复合糖醇，产品用途广泛。并且，本发明以玉米皮为原料，原料来源广泛，受季节因素影响小，具有良好的开发前景和市场前景。

Description

木阿糖浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种由木糖和阿拉伯糖为主要成份的木阿糖浆及其制备方法，属于食品添加剂技术领域。

背景技术

木糖和阿拉伯糖都是五碳糖，具有良好的保健功能，木阿糖浆是以木糖、阿拉伯糖为主要成分的功能性糖浆，目前国内外尚未有该产品的研究和生产，木糖生产是以玉米芯为原料生产，阿拉伯糖在国内还没有产业化生产的厂家。

玉米皮是玉米淀粉生产的副产物，其产量一般达到玉米总量的12.5％，产品的价值较低，主要作为饲料原料出售。玉米皮含有丰富的纤维素和半纤维素，酸水解可以得到各种糖类，包括六碳糖和五碳糖，其中木糖30～35％，阿拉伯糖约20～23％，葡萄糖20～26％，因此可以作为生产木糖和阿拉伯糖的原料。

木糖是非常好的功能性食品添加剂，它的甜度、风味和葡萄糖类似，能改善甜食的风味和口感，抑制异味，最大限度的满足爱吃甜食又担心发胖的需求；不被口腔内微生物利用，具备膳食纤维的部分生理功能；同时木糖与食物的配伍性很好，食物中添加少量木糖，便能体现很好的保健效果，木糖和钙同时摄入，可以提高人体对钙的吸收率和保留率，还能防止便秘。木糖价格较高，市场前景良好。目前生产木糖、木糖醇采用玉米芯进行酸水解，然后再精制而成。如公开号为：CN101323870的中国专利，公开了一种利用玉米芯生产木糖醇和阿拉伯糖的发酵工艺和提纯工艺，涉及高得率高纯度木糖醇和阿拉伯糖的制备方法。通过玉米芯水解液、发酵、超滤、离子交换、脱色、蒸发浓缩、分离提纯结晶等工艺得到高纯度木糖醇和阿拉伯糖晶体，采用生物发酵工艺和糖醇分离系统，使产品的得率大大提高。但由于玉米芯供应的的季节性强，并且难以储存，玉米芯的紧缺制约了木糖、木糖醇企业的进一步发展。而玉米皮对玉米深加工企业来说供应充足、稳定。

阿拉伯糖和木糖一样，都属于五碳糖，有类似蔗糖的甜味，阿拉伯糖是重要的医药中间体，可用来合成抗癌、抗病毒和治疗心血管疾病的药物。与木糖相比，作为五碳糖的阿拉伯糖具有的生理功能更为奇特。近年来国际生理学家和营养学家就阿拉伯糖在肠道内对糖类代谢的作用做了一系列深入研究，发现阿拉伯糖对蔗糖的代谢转化具有显著阻断作用，使得它在减肥、控制糖尿病等方面的应用前景看好。据研究表明，只要在日常饮食的蔗糖中添加2％的阿拉伯糖，就可以抑制40％蔗糖的吸收，同时也抑制了血糖值少升高约50％；添加3％的阿拉伯糖就可以抑制60％的蔗糖的吸收，如果阿拉伯糖添加量达到4％，可以使血糖值完全不升高，胰岛素几乎不分泌，从而可以达到降低血糖、预防肥胖、改善糖尿病症状等多重功效。日本厚生省的特定保健用食品清单中已将阿拉伯糖列入调节血糖的专用特殊保健食品添加剂，而美国医疗协会也已将阿拉伯糖列入抗肥胖剂的营养补充剂或非处方药。中国卫生部于2008年底把阿拉伯糖列入七种新资源食品目录里。

阿拉伯糖在食品行业的普及应用将成为新的行业热点，然而由于分离、纯化技术的限制，阿拉伯糖的价格居高不下，日本和欧美的市场销售价为10万-12万美元/吨。而在国内，由于几乎没有工业化生产厂家，限制了它在功能性食品添加剂中的应用及普及。

玉米皮是生产木糖和阿拉伯糖的好原料，但由于目前存在分离、纯化的技术难题，以玉米皮为原料生产木糖和阿拉伯糖都存在很大困难。公开号为：CN1966665的中国专利，公开了一种利用玉米皮制备的水解液及其制备方法和应用。该水解液是将玉米皮采用物理方法处理，再采用化学方法和/或生物方法将破碎的玉米皮处理，制得含有葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖且单糖总含量占玉米皮干重54～71.9％的水解液。该专利的产品中含有多种单糖，产品市场前景不佳。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种由木糖和阿拉伯糖为主要成分的复合糖浆及其制备方法。

本发明所述木阿糖浆由60-80wt％的干物质和20-40wt％的水组成，其中，以干物质重量为基数计，干物质组分重量百分比如下：

木糖：56-58％，阿拉伯糖：34-36％，葡萄糖：0.5-4.0％，杂质：余量；杂质为生产过程中不可避免的原料残渣等物质，对本产品的功效没有实质性影响。

它是以玉米皮为原料利用生物法去除杂糖类物质，通过酸水解、碳酸钙中和、活性炭脱色、酵母培养、膜分离、离子交换、真空浓缩步骤生产制成。

上述木阿糖浆的制备方法，包括酸水解、碳酸钙中和、酵母培养、离子交换、真空浓缩，步骤如下：

(1)将玉米皮(干基)与盐酸或硫酸溶液按重量比1∶8～10混合，酸液浓度为1.0～2.0wt％，115～125℃水解2.0～3.5h，过滤玉米皮残渣，得玉米皮水解液；经分析，玉米皮水解液为以木糖、阿拉伯糖和葡萄糖为主的水解液。

(2)向步骤(1)制得的玉米皮水解液中加入碳酸钙调pH至4.0～5.0，于75-80℃静置1-2h，滤除沉淀，得中和水解液；在此PH和温度下，木糖、阿拉伯糖损失少，硫酸钙沉淀生成多，易除，同时有利于酵母的培养。

(3)将步骤(2)制得的中和水解液降温至26～30℃且溶氧不低于10％，接种酵母，酵母接种量为0.2～1.0wt％(干基)，培养12～16h，滤除酵母，得料液；水解液中含有约22～26％的葡萄糖和5～6％的蛋白质及氨基酸，通过接种酵母通风发酵，葡萄糖含量可降至总糖含量的1％以下，因此市售的以葡萄糖为主要糖源的酵母均可作为本步骤中的酵母。

(4)将步骤(3)制得的料液进行离子交换，得初级木阿糖浆；通过离子交换可以除去料液中的盐分、氨基酸及其他微量杂质，使木糖和阿拉伯糖达到92％以上，电导率低于50μs/cm，根据需要进行二次脱色，达到透光率95％以上。离子可交换采用淄博东大化工股份有限公司D001和D301树脂，使用方法参照其产品说明书即可。

(5)将步骤(4)制得的初级木阿糖浆浓缩至浓度75％的木阿糖浆，即得。

优选的，所述步骤(1)中的酸为硫酸。

优选的，所述步骤(2)中的碳酸钙为轻质碳酸钙。

优选的，所述步骤(2)制得的中和水解液做如下处理：

向中和水解液中加入0.5～1.5wt％的活性炭，在75～80℃，脱色20～60min。利用活性炭对水解液进行脱色、脱毒，去除对酵母有毒害作用的乙酸等有害物质，便于酵母生长，同时减轻离交负担。

优选的，所述步骤(3)中，滤除酵母采用微滤膜滤除酵母。本步骤目的是将酵母与料液分离，因此其他常规滤除方法也可，滤除的酵母可用于生产活性干酵母。

优选的，所述步骤(5)中的浓缩，温度为65～85℃的真空浓缩。该温度条件有利于木阿糖浆有效成分的保留。

经上述方法制备的产品的质量指标如下：

(1)感观指标：

(2)理化指标

(3)卫生指标

本发明还提供另外一种木阿糖浆的制备方法，包括玉米皮预处理、酸水解、碳酸钙中和、离子交换、真空浓缩，步骤如下：

(1)将玉米皮中按400～800ml/t(干基)的添加量添加淀粉酶，在温度70～80℃，处理时间2～4h后，挤干玉米皮并水洗，得无淀粉玉米皮；所述淀粉酶可将玉米皮中的淀粉分解为水溶性糖，并通过水洗去除，常规市售淀粉酶均可达到此目的。

(2)将步骤(1)制得的无淀粉玉米皮(干基)与盐酸或硫酸溶液按重量体积比1∶8～10混合，酸溶液浓度为1.0～2.0wt％，115～125℃水解2.0～3.5h，过滤玉米皮残渣，得到葡萄糖含量低于4％的(占总糖)玉米皮水解液；

(3)向步骤(2)制得的玉米皮水解液中加入碳酸钙调pH至4.0～5.0，于75-80℃静置1-2h，滤除沉淀，得到葡萄糖含量低于4％的中和水解液；

(4)将步骤(3)制得的中和水解液进行离子交换，得初级木阿糖浆；

优选的，所述步骤(2)中的酸为硫酸。

优选的，所述步骤(3)中的碳酸钙为轻质碳酸钙。

优选的，所述步骤(3)制得的无葡萄糖中和水解液做如下处理：

向上述中和水解液中加入0.5～1.5wt％的活性炭，在75～80℃，脱色20～60min。

优选的，所述步骤(5)中的浓缩，温度为65～85℃的真空浓缩。

上述制备方法中所涉及的工艺、添加剂及酶，均为本领域常规工艺及市售产品。

本发明具有如下优点：

本发明所述得木阿糖浆，集中了木糖和阿拉伯糖的优点，添加到食品中，具有降低血糖、预防肥胖、改善糖尿病症状等多重功效。该糖浆可通过氢化可以进一步生产复合糖醇，产品用途广泛。并且，本发明以玉米皮为原料，原料来源广泛，受季节因素影响小，具有良好的开发前景和市场前景。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步阐述，但本发明所保护范围不限与此。

实施例中的玉米皮来自鲁洲生物科技(山东)有限公司玉米淀粉生产后的废料，轻质碳酸钙购自淄博东高化工有限公司，活性炭购自龙游冬强活性炭有限公司，酵母购自安琪酵母股份有限公司，淀粉酶购自诺维信公司，其它试剂均为常规市售试剂。

实施例1

木阿糖浆的制备方法，包括酸水解、碳酸钙中和、酵母培养、离子交换、真空浓缩，步骤如下：

(1)将玉米皮(干基)与硫酸溶液按重量比1kg∶8kg混合，酸液浓度为2.0wt％，115℃水解3h，过滤玉米皮残渣，得玉米皮水解液；

(2)向步骤(1)制得的玉米皮水解液中加入轻质碳酸钙调pH至4.0，于75℃静置1h，滤除沉淀，得中和水解液；向中和水解液中加入0.5wt％的活性炭，在80℃，脱色30min；

(3)将步骤(2)经脱色处理后的中和水解液降温至30℃，接种酵母，酵母接种量为0.2wt％(干基)，通气，使溶氧维持在10～15％，培养12h，采用微滤膜滤除酵母，得料液；

(4)将步骤(3)制得的料液进行离子交换，得初级木阿糖浆，电导率不超过50μs/cm；离子交换采用淄博东大化工股份有限公司D001和D301树脂。

(5)将步骤(4)制得的初级木阿糖浆在温度为65～85℃的范围内，浓缩至浓度为75％的木阿糖浆，即得。

经测定，该木阿糖浆干物质含量为75wt％。干物质成分如下，均为重量百分数：

木糖：57.2％，阿拉伯糖：35.3％，葡萄糖：0.7％，杂质：6.8％。

每吨玉米皮(干基)产420kg木阿糖浆。

实施例2

(1)将玉米皮(干基)与硫酸溶液按重量比1kg∶10kg混合，酸液浓度为1.0wt％，125℃水解3.5h，过滤玉米皮残渣，得玉米皮水解液；

(2)向步骤(1)制得的玉米皮水解液中加入轻质碳酸钙调pH至5.0，于80℃静置1h，滤除沉淀，得中和水解液；向中和水解液中加入1.5wt％的活性炭，在75℃，脱色30min；

(3)将步骤(2)经脱色处理后的中和水解液降温至26℃，接种酵母，酵母接种量为1.5wt％(干基)，通气，使溶氧维持在15～20％，培养16h，采用微滤膜滤除酵母，得料液；

(4)将步骤(3)制得的料液进行离子交换，得初级木阿糖浆，电导率不超过40μs/cm；离子交换采用淄博东大化工股份有限公司D001和D301树脂。

(5)将步骤(4)制得的初级木阿糖浆在温度为75～80℃的范围内，浓缩至浓度为75％的木阿糖浆，即得。

经测定，该木阿糖浆干物质含量为75.3wt％。干物质成分如下，均为重量百分数：

木糖：57.6％，阿拉伯糖：35.5％，葡萄糖：0.8％，杂质：6.1％。

每吨玉米皮(干基)产425kg木阿糖浆。

实施例3

(1)将玉米皮(干基)与硫酸溶液按重量体积比1kg∶9kg混合，酸液浓度为2.0wt％，120℃水解2.5h，过滤玉米皮残渣，得玉米皮水解液；

(2)向步骤(1)制得的玉米皮水解液中加入轻质碳酸钙调pH至4.5，于75℃静置1h，滤除沉淀，得中和水解液；向中和水解液中加入1.0wt％的活性炭，在78℃，脱色30min；

(3)将步骤(2)经脱色处理后的中和水解液降温至28℃，接种酵母，酵母接种量为1.0wt％(干基)，通气，使溶氧维持在12～16％，培养15h，采用微滤膜滤除酵母，得料液；

(4)将步骤(3)制得的料液进行离子交换，得初级木阿糖浆，电导率不超过45μs/cm；离子交换采用淄博东大化工股份有限公司D001和D301树脂。

经测定，该木阿糖浆干物质含量为75.5wt％。干物质成分如下，均为重量百分数：

木糖：57.9％，阿拉伯糖：35.2％，葡萄糖：0.7％，杂质：6.2％。

每吨玉米皮(干基)产422kg木阿糖浆。

实施例4

木阿糖浆的制备方法，包括玉米皮预处理、酸水解、碳酸钙中和、离子交换、真空浓缩，步骤如下：

(1)将玉米皮中按800ml/t(干基)的添加量添加淀粉酶，在温度80℃，处理时间3h后，挤干玉米皮并水洗，得无淀粉玉米皮；

(2)将步骤(1)制得的无淀粉玉米皮与硫酸按重量体积比8∶1混合，酸的终浓度为2.0wt％，115℃水解2.5h，过滤玉米皮残渣，得无葡萄糖玉米皮水解液；

(3)向步骤(2)制得的玉米皮水解液中加入轻质碳酸钙调pH至4.0，于80℃静置1.5h，滤除沉淀，得葡萄糖含量小于4％的中和水解液；向葡萄糖含量小于4％水解液中加入1.0wt％的活性炭，在78℃，脱色30min；

(4)将步骤(3)经脱色处理后葡萄糖含量小于4％的中和水解液进行离子交换，得初级木阿糖浆；离子交换采用淄博东大化工股份有限公司D001和D301树脂。

经测定，该木阿糖浆干物质含量为75.1wt％。干物质成分如下，均为重量百分数：

木糖：56.4％，阿拉伯糖：34.7％，葡萄糖：3.2％，杂质：5.7％。

每吨玉米皮(干基)产427kg木阿糖浆。

Claims

1.一种木阿糖浆，由60-80wt％的干物质和20-40wt％的水组成，其中，以干物质重量为基数计，干物质组分重量百分比如下：

木糖：56-58％，阿拉伯糖：34-36％，葡萄糖：0.5-4.0％，杂质：余量；

(1)将玉米皮与盐酸或硫酸溶液按重量比1∶8～10混合，酸液浓度为1.0～2.0wt％，115～125℃水解2.0～3.5h，过滤玉米皮残渣，得玉米皮水解液；

(2)向步骤(1)制得的玉米皮水解液中加入碳酸钙调pH至4.0～5.0，于75-80℃静置1-2h，滤除沉淀，得中和水解液；

(3)将步骤(2)制得的中和水解液降温至26～30℃且溶氧不低于10％，接种酵母，酵母接种量为0.2～1.0wt％，培养12～16h，滤除酵母，得料液；

(4)将步骤(3)制得的料液进行离子交换，得初级木阿糖浆；

2.一种如权利要求1所述的木阿糖浆的制备方法，其特征在于，包括酸水解、碳酸钙中和、酵母培养、离子交换、真空浓缩，步骤如下：

(4)将步骤(3)制得的料液进行离子交换，得初级木阿糖浆；

3.一种如权利要求2所述的木阿糖浆的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的酸为硫酸。

4.一种如权利要求2所述的木阿糖浆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的碳酸钙为轻质碳酸钙。

5.如权利要求2所述的木阿糖浆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)制得的中和水解液做如下处理：

向中和水解液中加入0.5～1.5wt％的活性炭，在75～80℃，脱色20～60min。

6.如权利要求2所述的木阿糖浆的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，滤除酵母采用微滤膜滤除酵母。

7.如权利要求2所述的木阿糖浆的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的浓缩是温度为65～85℃的真空浓缩。