CN102771687B - 一种含l-阿拉伯糖的代谢调理物及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品领域，具体地，涉及一种含阿拉伯糖的代谢调理物及其生产方法。所述该代谢调理物的固形物中含有以下重量百分比的成分：木糖20％-90％；L-阿拉伯糖10％-80％；半乳糖0％-15％；葡萄糖0％-15％。本发明提供的含有一定量木糖的L-阿拉伯糖产品，避免了继续分离木糖和L-阿拉伯糖而得到纯化的结晶L-阿拉伯糖所造成的成本过高的状况，所得产品的代谢调理功能不仅不会降低，一些功能反而得到加强，从而使L-阿拉伯糖的使用成本得到降低，为L-阿拉伯糖这种具有特殊保健功能的稀有功能糖的大规模使用开辟了新路。
Description
技术领域
本发明属于食品领域，具体地，涉及一种含阿拉伯糖的代谢调理物及其生产方法。
背景技术
L-阿拉伯糖是一种稀有的功能糖，现代医学研究已经证明它对代谢综合症，如高血糖、高血压、高血脂、肥胖、便秘等，具有多方面的调理作用。目前市售的L-阿拉伯糖产品均含纯化的结晶L-阿拉伯糖。L-阿拉伯糖主要以聚合物的形式存在于植物的半纤维素中。高等植物的干物质中一般含有约20～35％的半纤维素，而半纤维素主要由木糖和L-阿拉伯糖组成。由于半纤维素的产量巨大，故通过水解植物中的半纤维素可以大量制备木糖和L-阿拉伯糖。然而，由于半纤维素水解液中的木糖和L-阿拉伯糖结构相似，分离难度很大，目前一般使用模拟移动床等色谱方法进行分离，使纯化的结晶L-阿拉伯糖的售价非常高，从而限制了这种具备良好保健功能的功能糖的普及使用。
发明内容
由于半纤维素水解液中的木糖和L-阿拉伯糖物化特性和结构相似，分离难度很大，使得分离和纯化L-阿拉伯糖十分困难，从而限制了L-阿拉伯糖的广泛应用。本申请人研究发现，当调理物中的木糖与L-阿拉伯糖的含量之比降到一定的范围时，食用能发挥调理作用的L-阿拉伯糖的量时，伴随阿拉伯糖进入人体的木糖不仅不会妨碍L-阿拉伯糖发挥其原有的调理功能，反而能使L-阿拉伯糖的某些有益功能增强，从而回避了分离木糖和阿拉伯糖的问题，为阿拉伯糖的推广应用奠定了基础。
在此基础上，本发明提供了一种含L-阿拉伯糖的代谢调理物及其生产方法。
本发明的技术方案如下：一种含L-阿拉伯糖的代谢调理物，该代谢调理物的固形物中含有以下重量百分比的成分：
木糖 20％-90％；
L-阿拉伯糖 10％-80％；
半乳糖 0％-15％；
葡萄糖 0％-15％。
所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物是用植物半纤维素水解液做原料制备而成。
所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物是含水量为25％～35％的糖浆状物，或者是含水量小于4％的硬糖状物，或者是结晶性粉末。。
所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物的生产方法，包括以下步骤：
步骤(1)、植物半纤维素水解液结晶木糖后所得的结晶母液稀释后，无菌条件下接种入酿酒酵母进行发酵，降低结晶母液中的葡萄糖和/或半乳糖的含量；
步骤(2)、检测步骤(1)的发酵液中的半乳糖和葡萄糖的含量均达到预定含量范围，停止发酵，将发酵液离心脱除发酵液中的菌体；所述预定含量范围是指得到的产品中的半乳糖和葡萄糖的含量为上述含L-阿拉伯糖的代谢调理物中所规定的半乳糖和葡萄糖的含量范围；
步骤(3)、向步骤(2)所得脱除菌体后的发酵液中加入活性炭脱色；
步骤(4)、将步骤(3)所得脱色后的发酵液减压浓缩至过饱和状态，并冷却结晶；
步骤(5)、将步骤(4)所得结晶后的发酵液用离心机离心，分离晶体和结晶后母液，所得晶体为含大晶体和小晶体的混合晶体；或者采用分级离心机进行离心，分离大晶体、小晶体和结晶后母液，其中大晶体直径和小晶体直径的比值大于2；
步骤(6)、调整步骤(5)所得的结晶后母液的含水量，得到含水量不同的产品；将步骤(5)所得的混合晶体烘干，或大晶体和小晶体分别烘干，得到结晶性粉末产品，所得含水量不同的产品或结晶性粉末产品即为所述含L-阿拉伯糖的代谢调理物。
步骤(3)中，发酵液用活性炭脱色时，加入硅藻土，脱除发酵液中的蛋白质。
步骤(3)中，发酵液用活性炭脱色后，再经过离子交换树脂脱除离子。
当步骤(5)所得的结晶后母液中的L-阿拉伯糖含量未达到所述调理物中的L-阿拉伯糖含量范围时，重复步骤(4)和步骤(5)，直到达到该范围。
步骤(6)中，调整所述结晶母液的含水量之前，重复步骤(3)进行脱色。
步骤(6)中，调整所述结晶母液的含水量至25％～35％时，得到糖浆状产品，或者调整所述结晶母液的含水量至小于4％，并趁热模压成型，得到硬糖状产品。
步骤(5)中，将所得的小晶体进行重结晶，然后将重结晶所得的晶体烘干得到结晶性粉末产品。
由于半纤维素水解液中的木糖和L-阿拉伯糖物化特性和结构相似，分离困难，从而限制了L-阿拉伯糖的应用。
众所周知，木糖本身也具有L-阿拉伯糖的某些生理特性，如不被人体利用而不产生热量；能进入大肠活化双歧杆菌，从而改善肠道微生物环境，提高机体免疫力，预防便秘和肠癌；具备膳食纤维的部分生理功能，可降低血清胆固醇；人体对木糖耐受性较好，过多食用也不会导致腹胀和腹泻等。现今，木糖已经作为肥胖和糖尿病患者的无热量甜味剂而大量应用。
本申请人在此基础上，发现当调理物中的木糖与L-阿拉伯糖的含量之比降到一定的范围时，食用能发挥调理作用的L-阿拉伯糖的量时，伴随阿拉伯糖进入人体的木糖不仅不会妨碍L-阿拉伯糖发挥其原有的调理功能，反而能使L-阿拉伯糖的某些有益功能增强。利用这一发现，本发明提供也得到一种仍然含有一定量木糖的L-阿拉伯糖产品，避免了继续分离木糖和L-阿拉伯糖而得到纯化的结晶L-阿拉伯糖所造成的成本过高的状况，所得产品的代谢调理功能不仅不会降低，一些功能反而得到加强，从而使L-阿拉伯糖的使用成本得到降低，为L-阿拉伯糖这种具有特殊保健功能的稀有功能糖的大规模使用开辟了新路。
具体实施方式
实施例1：
玉米芯半纤维素水解液结晶木糖后所得的结晶母液稀释成糖度为32％(用折光糖度计测定)的发酵液，灭菌后输送到发酵罐，接入酿酒干酵母，发酵1天后结束发酵；用蝶式离心机脱除酵母，将离心上清液输送到脱色罐，加入活性炭和硅藻土，加热到50℃并保温1小时，然后压滤机压滤脱除活性炭和硅藻土，得到无色澄清的糖液；该糖液通过离子交换树脂柱脱除离子，在真空条件下浓缩至糖度为80％，冷却结晶；离心分离结晶，收集结晶母液，把结晶母液的含水量调整为25％，得到糖浆状产品，该产品即为本发明所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物；用薄层色谱扫描仪测定其固形物的成分，结果为(重量百分比)
木糖 47.3％；
L-阿拉伯糖 29.5％；
半乳糖 8.2％；
葡萄糖 15.0％。
实施例2：
玉米芯半纤维素水解液结晶木糖后所得的结晶母液稀释成糖度为32％的发酵液，灭菌后输送到发酵罐，接入酿酒干酵母，经过3天发酵，其葡萄糖浓度已经降低到占总糖的3％，结束发酵；用蝶式离心机脱除酵母，将离心上清液输送到脱色罐，加入活性炭和硅藻土，加热到50℃并保温1小时，然后压滤机压滤脱除活性炭和硅藻土，得到无色澄清的糖液；该糖液通过离子交换树脂柱脱除离子，在真空条件下浓缩至糖度为85％，冷却结晶；离心分离结晶，收集结晶母液，把结晶母液的含水量调整为35％，得到糖浆状产品，该产品即为本发明所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物；用薄层色谱扫描仪测定其固形物的成分，结果为(重量百分比)
木糖 56.5％；
L-阿拉伯糖 31.7％；
半乳糖 7.6％；
葡萄糖 4.2％。
实施例3
玉米芯半纤维素水解液结晶木糖后所得的结晶母液稀释成糖度为30％的发酵液，灭菌后输送到发酵罐，接入酿酒干酵母，经过6天发酵，葡萄糖已完全被发酵除掉，结束发酵；用蝶式离心机脱除酵母，将离心上清液输送到脱色罐，加入活性炭和硅藻土，加热到50℃并保温1小时，然后压滤机压滤脱除活性炭和硅藻土，得到无色澄清的糖液；该糖液通过离子交换树脂柱脱除离子，然后在真空条件下浓缩至糖度为85％，冷却结晶；离心分离结晶，收集结晶母液，结晶母液按同样的方法再浓缩结晶3次；把最后一次的结晶母液重新稀释后加入活性炭进行脱色，在真空条件下浓缩到含水量为30％，得到糖浆状产品，该产品即为本发明所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物；用薄层色谱扫描仪测定其固形物的成分，结果为(重量百分比)
实施例4
玉米芯半纤维素水解液结晶木糖后所得的结晶母液稀释成糖度为30％的发酵液，灭菌后输送到发酵罐，接入酿酒干酵母，经过6天发酵，葡萄糖已完全被发酵除掉，结束发酵；用蝶式离心机脱除酵母，将离心上清液输送到脱色罐，加入活性炭和硅藻土，加热到50℃并保温1小时，然后压滤机压滤脱除活性炭和硅藻土，得到无色澄清的糖液；该糖液通过离子交换树脂柱脱除离子，然后在真空条件下浓缩至糖度为85％，冷却结晶；离心分离结晶，收集结晶母液，结晶母液按同样的方法再浓缩结晶5次；把最后一次的结晶母液重新稀释后加入活性炭进行脱色，在真空条件下浓缩到含水量4％以下，然后趁热加入糖果模具中压制成硬糖状产品，该产品即为本发明所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物；用薄层色谱扫描仪测定其固形物的成分，结果为(重量百分比)
实施例5
竹子半纤维素水解液结晶一次木糖后所得的结晶母液稀释成糖度为15％的发酵液，灭菌后输送到发酵罐，接入超级酿酒高活性干酵母，经过15天发酵，葡萄糖和半乳糖已完全被发酵除掉，结束发酵；用蝶式离心机脱除酵母，将离心上清液输送到脱色罐，加入活性炭和硅藻土，加热到50℃并保温1小时，然后压滤机压滤脱除活性炭和硅藻土，得到无色澄清的糖液；该糖液通过离子交换树脂柱脱除离子，然后在真空条件下浓缩至糖度为75％，冷却结晶；离心分离结晶，收集结晶母液，结晶母液在真空条件下浓缩到含水量4％以下，然后趁热加入糖果模具中压制成硬糖状产品，该产品即为本发明所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物；用薄层色谱扫描仪测定其固形物的成分，结果为(重量百分比)
实施例6
玉米芯半纤维素水解液结晶木糖后所得的结晶母液稀释成糖度为30％的发酵液，灭菌后输送到发酵罐，接入酿酒干酵母，经过6天发酵，葡萄糖已完全被发酵除掉，结束发酵；用蝶式离心机脱除酵母，将离心上清液输送到脱色罐，加入活性炭和硅藻土，加热到50℃并保温1小时，然后压滤机压滤脱除活性炭和硅藻土，得到无色澄清的糖液；该糖液通过离子交换树脂柱脱除离子，然后在真空条件下浓缩至糖度为87％，冷却结晶；离心分离结晶，收集第一次混合晶体和结晶母液；结晶母液按同样的方法再浓缩结晶一次，收集第二次混合晶体；把收集的第一次混合晶体和第二次混合晶体分别用95％乙醇洗涤并烘干，分别得到L-阿拉伯糖含量不同的两种结晶性粉末产品，该产品即为本发明所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物；用薄层色谱扫描仪测定其固形物的成分，结果分别为(重量百分比)
第一次混合晶体
第二次混合晶体
实施例7
玉米芯半纤维素水解液结晶木糖后所得的结晶母液稀释成糖度为30％的发酵液，灭菌后输送到发酵罐，接入酿酒干酵母，经过6天发酵，葡萄糖已完全被发酵除掉，结束发酵；用蝶式离心机脱除酵母，将离心上清液输送到脱色罐，加入活性炭和硅藻土，加热到50℃并保温1小时，然后压滤机压滤脱除活性炭和硅藻土，得到无色澄清的糖液；该糖液通过离子交换树脂柱脱除离子，然后在真空条件下浓缩至糖度为85％，冷却结晶；用分级离心机分离大、小晶体，其中大晶体直径/小晶体直径的比值大于2，分别收集大、小晶体，收集结晶母液；按同样的方法再结晶四次，并把收集的小晶体合并在一起，再用95％乙醇洗涤并烘干，得到结晶性粉末产品，该产品即为本发明所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物；用薄层色谱扫描仪测定其固形物的成分，结果为(重量百分比)
实施例8
实施例6所得的小晶体，60℃下重新溶解于60％乙醇中，冷却结晶，离心分离结晶，再用95％乙醇洗涤结晶并烘干，得到结晶性粉末产品，该产品即为本发明所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物；用薄层色谱扫描仪测定其固形物的成分，结果为(重量百分比)
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (6)
1.一种含L-阿拉伯糖的代谢调理物的生产方法，所述含L-阿拉伯糖的代谢调理物的固形物中含有以下重量百分比的成分：
其特征在于，包括以下步骤：
步骤（1）、植物半纤维素水解液结晶木糖后所得的结晶母液稀释后，无菌条件下接种入酿酒酵母进行发酵，降低结晶母液中的葡萄糖和/或半乳糖的含量；
步骤（2）、检测步骤（1）的发酵液中的半乳糖和葡萄糖的含量均达到预定含量范围，停止发酵，将发酵液离心脱除发酵液中的菌体；
步骤（3）、向步骤（2）所得脱除菌体后的发酵液中加入活性炭脱色；
步骤（4）、将步骤（3）所得脱色后的发酵液减压浓缩至过饱和状态，并冷却结晶；
步骤（5）、将步骤（4）所得结晶后的发酵液用离心机离心，分离晶体和结晶后母液，所得晶体为含大晶体和小晶体的混合晶体；或者采用分级离心机进行离心，分离大晶体、小晶体和结晶后母液，其中大晶体直径和小晶体直径的比值大于2；
步骤（6）、调整步骤（5）所得的结晶后母液的含水量，得到含水量不同的产品；将步骤（5）所得的混合晶体烘干、或大晶体和小晶体分别烘干，得到结晶性粉末产品，所得含水量不同的产品或结晶性粉末产品即为所述含L-阿拉伯糖的代谢调理物。
2.如权利要求1所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物的生产方法，其特征在于，步骤（3）中，发酵液用活性炭脱色时，加入硅藻土，脱除发酵液中的蛋白质。
3.如权利要求1所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物的生产方法，其特征在于，步骤（3）中，发酵液用活性炭脱色后，再经过离子交换树脂脱除离子。
4.如权利要求1所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物的生产方法，其特征在于，当步骤（5）所得的结晶后母液中的L-阿拉伯糖含量未达到所述调理物中的L-阿拉伯糖含量范围时，重复步骤（4）和步骤（5），直到达到该范围。
5.如权利要求1所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物的生产方法，其特征在于，步骤（6）中，调整所述结晶母液的含水量之前，重复步骤（3）进行脱色。
6.如权利要求1所述的含L-阿拉伯糖的代谢调理物的生产方法，其特征在于，步骤（6）中，调整所述结晶后母液的含水量至25%～35％时，得到糖浆状产品，或者调整所述结晶后母液的含水量至小于4％，并趁热模压成型，得到硬糖状产品。
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