CN102796783A - 一种聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法，属于食品生物技术领域。本发明以蔗糖为底物，通过利用多功能糖酶生物催化与膜分离结合的技术，制备获得高纯度的聚合度为3-8功能葡聚糖产品。本发明的产品具有良好的水溶性、低热量、低血糖、益生元等功能特性，可应用涉及到食品、医药等多个领域。

Description

一种聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法
技术领域
本发明涉及一种聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法，属于食品生物技术领域。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展，人民生活水平显著提高，但与膳食结构和生活习惯相关的非传染性慢性病及代谢综合症患者剧增。据调查，我国目前糖尿病患者超9700万，糖耐量受损者约1.5亿，肥胖超重者近3亿。这些慢性疾病及其危险因素水平的快速上升趋势，已成为威胁我国人民健康的突出问题。世界卫生组织（WHO）于2003年发布的《膳食、营养与慢性病预防》报告中提出了膳食营养因素对健康的作用仅略低于遗传因素，而明显大于医疗因素（遗传因素为 15%，膳食营养因素为 13%，医疗因素为8%）。因此，随着医疗观念由从“治已病”为主前移到“治未病”和养生保健转变，膳食干预和营养调控已经成为提高国民健康水平的重要环节。
低聚糖集营养、保健、食疗于一体，广泛应用于食品、保健品、饮料、医药、饲料添加剂等领域。它作为替代蔗糖的新型功能性糖源，具有广泛适用范围和应用前景，近年来国际上颇为流行。美国、日本、欧洲等地均有规模化生产，我国低聚糖的开发和应用起于上世纪90年代中期，近几年发展迅猛，主要采用酶法生产聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖、低聚麦芽糖等产品，2010年总产量超过11万吨。本发明人深入调查和研究了现有技术并对低聚糖加工方法进行了研究，最终我们发现一种聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法。基于上述发现提出了本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种营养价值高、保健功能好的聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法，所得功能葡聚糖产品可应用于食品、保健品、日化、医药等多个领域。
本发明的技术方案：一种聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法，其加工步骤为：（1）称取一定质量的蔗糖溶于去离子水配成质量浓度为2%-20%的均匀溶液；（2）添加0.1-10U/mL多功能糖酶，控制催化体系在温度25-60℃、pH值4.0-7.0、压力50-300 MPa进行反应，时间控制在0.5-24h，转化率达到40%以上；（3）将反应液加热钝酶终止反应，离心后上清液经纳滤膜分离处理，其中膜截留分子量300Da、操作压力10-25bar、温度20-80℃，获得浓度超过90%的DP3-8功能葡聚糖溶液。
为了实现上述发明目的，所述的多功能糖酶为具有水解/转苷功能的淀粉蔗糖酶（amylosucrase）、右旋糖酐蔗糖酶（dextransucrase）、交替糖蔗糖酶（alternansucrase）、罗伊糖蔗糖酶（reuteransucrase）的单一或任意比例混合的酶制剂。
所述的生物法合成的功能葡聚糖的聚合度DP为3-8，血糖生成指数GI<55。
功能葡聚糖的聚合度DP采用离子交换色谱法来测定，血糖生成指数GI采用葡萄糖氧化酶法测定。
本发明的有益效果：
（1）本发明的原料采用国内市场上普通销售的蔗糖产品，原料来源广、不受产地和季节的限制；
（2）以蔗糖为原料，采用本发明的生产工艺处理，简化了工艺，有效提高了DP3-8葡聚糖的含量，降低能耗，保证产品质量优良、产品成本明显下降；同时本发明采用清洁生产工艺，实现有机废水零排放，对环境无任何不良影响；
（3）本发明技术的使用实现了连续化生产、工序简单，易于自动控制；
（4）本发明产品的功能性质易控制，本发明制备的葡聚糖，从原料蔗糖到产品的生产过程，不同DP葡聚糖含量随酶催化过程不同而变化，产品可应用于不同领域，开发低热量、低血糖与益生元功能的营养健康系列产品。
附图说明
图1为葡聚糖的离子交换色谱图。
具体实施方式
下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明所保护的内容不仅仅局限于下面的实例。
实施例1
称取一定质量的蔗糖溶于去离子水配成质量百分比为10%的均匀溶液；添加0.1U/mL淀粉蔗糖酶，控制催化体系在温度30℃、pH值5.0、压力150 MPa进行反应，时间控制在24h，转化率达到48%；将反应液加热钝酶终止反应，离心后上清液经纳滤膜分离处理，其中膜截留分子量300Da、操作压力10bar、温度20℃，获得浓度96%的DP 3-8功能葡聚糖溶液，血糖生成指数GI为48。
实施例2
称取一定质量的蔗糖溶于去离子水配成质量百分比为20%的均匀溶液；（2）添加10U/mL 罗伊糖蔗糖酶与右旋糖苷蔗糖酶混合酶制剂（混合比例为1:1），控制催化体系在温度60℃、pH值7.0、压力50MPa进行反应，时间控制在0.5h，转化率达到42%；将反应液加热钝酶终止反应，离心后上清液经纳滤膜分离处理，其中膜截留分子量300Da、操作压力25bar、温度50℃，获得浓度91%的DP3-8功能葡聚糖溶液，血糖生成指数GI为53。

Claims (4)

1.一种聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法，其特征在于加工步骤为：
（1）称取一定质量的蔗糖溶于去离子水配成质量浓度为2%-20%的均匀溶液；
（2）添加0.1-10 U/mL 多功能糖酶，控制催化体系在温度25-60℃、pH值4.0-7.0、压力50-300 MPa进行反应，时间控制在0.5-24h，转化率达到40%以上；
（3）将反应液加热钝酶终止反应，离心后上清液经纳滤膜分离处理，其中膜截留分子量300Da、操作压力10-25bar、温度20-80℃，获得浓度超过90%的DP3-8功能葡聚糖溶液。
2.根据权利要求1所述的聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法，其特征在于：多功能糖酶选用具有水解/转苷功能的淀粉蔗糖酶、右旋糖酐蔗糖酶、交替糖蔗糖酶、罗伊糖蔗糖酶的单一或任意比例混合的酶制剂。
3.根据权利要求1所述的聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法，其特征在于：生物法合成的功能葡聚糖的聚合度DP为3-8。
4.根据权利要求1所述的聚合度为3-8功能葡聚糖的生物加工方法，其特征在于：聚合度DP为3-8功能葡聚糖的血糖生成指数GI<55。
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