CN111118079A - 一种含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生产葡萄糖酸钙和低聚果糖的技术，具体地说是以蔗糖为原料酶法同时生产低聚果糖和葡萄糖酸钙的方法。本发明以蔗糖为原料经调浆后，加入β‑果糖基转移酶、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，通入空气，在一定罐压下反应44~48h，反应后的溶液升温至95~100℃，灭酶15min，冷却至38℃后经活性炭脱色过滤，脱色后的料液经喷雾干燥后制得含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉。本发明制备的复合粉具有双重功效，即可为人体补充钙制剂，又具有促进双歧杆菌增值、防治便秘、有利于矿物元素吸收等生理功能。

Description

一种含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉及其制备方法

技术领域：

本发明涉及葡萄糖酸钙和低聚果糖的生产技术，具体地说是以蔗糖为原料酶法同时生产低聚果糖和葡萄糖酸钙的方法。

背景技术：

用果糖转移酶作用于蔗糖制备的低聚果糖中，低聚果糖占总糖的含量约为50~59%，还有约30%的葡萄糖。葡萄糖是酶反应的副产物，它既是一种平衡产物，又是酶的抑制剂，因而阻遏了底物蔗糖的进一步转化。若能消除底物中的葡萄糖，则可增加低聚果糖含量。在一定的条件下，葡萄糖氧化酶将葡萄糖转化为葡萄糖酸，在产酸的同时也生成一定量的过氧化氢。过氧化氢对葡萄糖氧化酶有毒性，必须加入过氧化氢酶加以分解，以保证葡萄糖氧化酶的正常作用。与此同时，为了保证氧化反应顺利而不可逆的进行，反应中生成的葡萄糖酸必须及时用加入的氢氧化钙进行中和，以维持体系pH的相对稳定，维持酶的活性并生成葡萄糖酸钙。

葡萄糖酸钙，为白色结晶性或颗粒性粉末，熔点201℃，易溶于沸水（20g/100ml），略溶于冷水（3g/100ml，20℃），不溶于乙醚或乙醇等有机溶剂，水溶液呈中性，主要用作食品的钙强化剂与营养剂、缓冲剂、固化剂、螯合剂。

葡萄糖酸钙的生产方法有电解氧化法、溴化法、金属催化合成法、发酵法等。在工业化大生产中，目前主要采用金属催化法和发酵法。发酵法是以黑曲霉为生产菌种，经菌种逐级扩大培养，发酵代谢的酶将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，再经碳酸钙中和精制而成，底物可以是葡萄糖或淀粉经“双酶法”转化的葡萄糖浆。发酵法受到菌种质量、扩培、染菌、工艺变化以及气候条件等多种因素的影响，生产波动性大，步骤多，限制了其产量、收率、品质的提高。酶法制备葡萄糖酸钙与发酵法相比，不需要种子培养，免去了微生物和培养基等原辅材料对反应体系的干扰，提高了反应产物的纯度，对生产者而言，酶法工艺简便，设备简单、操作方便，没有染菌的危险，而且产物单一，纯度高，易于分离和精制，产品质量和收率显著提高，产品等级完全达到食品级和注射级标准。因此，由酶制剂直接催化反应一直是生产厂家所期盼的。

发明内容：

基于现有生产工艺难以打破蔗糖向低聚果糖转化的平衡问题及采用酶法制备葡萄糖酸钙操作简单的情况，本发明提供一种含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉及其制备方法，其具体制备方法包括：

（1）调浆：向配料罐中加入低蔗糖和水，调浆至固形物含量为30~32%，pH5.6-6.5。

（2）酶转化反应：加入β-果糖基果糖基转移酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶，用氢氧化钙浆液控制反应pH5.6~6.5，通入空气，在一定罐压下（0.1MPa）反应30~48h，反应结束后的溶液升温至95~100℃，灭酶15min。

（3）脱色过滤：反应后料液冷却至38℃后经活性炭脱色过滤。

（4）干燥：最后经喷雾干燥后制得含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉。

其特征在于步骤（2）中β-果糖基转移酶添加量为0.3-1.2L/吨干基，葡萄糖氧化酶的添加量为0.5~1.0kg/吨干基，过氧化氢的添加量为0.5~1.3kg/吨干基。

根据本发明优选的，步骤（2）中所述葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的反应条件为37～39℃，酶反应44～48h，pH5.6～6.5，溶氧为50~60%，罐压为0.1Mpa。

根据本发明优选的，步骤（2）中所述氢氧化钙浆液浓度为5%~6%。

根据本发明优选的，步骤（3）中所述的脱色采用活性碳在75～80℃的条件下脱色40~60min，加入量为0.5%~1%（质量分数）。

根据本发明优选的，步骤（4）中所述的喷雾干燥条件为：进风温度140~150℃，进料浓度20%~30%。

本发明的有益效果：

（1）本专利所述方法中耗了低聚果糖转化过程中生成的副产物葡萄糖，从而使反应继续向生成低聚果糖的方向进行，进而提高了低聚果糖的含量，为低聚果糖后续提纯降低了成本；（2）本专利所述方法中采用氢氧化钙浆液进行反应pH的调控，代替了现有专利中采用的碳酸钙，从而为免去了后续去除碳酸钙的工艺；（3）本专利产品是一种复合产品，具有双重功效，即可为人体补充钙制剂，又具有促进双歧杆菌增值、防治便秘、有利于矿物元素吸收等生理功能。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。

酶试剂来源：

葡萄糖氧化酶（NS28292）购自诺维信公司；

过氧化氢酶（NS28244）购自诺维信公司。

反应装置：

自动发酵罐

实施例1

（1）调浆：称蔗糖，配制成糖浓30.5%的蔗糖溶液。

（2）酶转化反应：加入β-果糖基转移酶0.5L/吨干基，葡萄糖氧化酶0.8kg/吨干基和过氧化氢酶0.7kg/吨干基，用6%氢氧化钙浆液控制反应pH5.6~6.5，通入空气，在一定罐压下（0.1MPa）反应45h，测残糖含量≤0.2%时，催化氧化反应结束。反应后的溶液升温至98℃，灭酶15min。

（3）脱色过滤：反应后料液脱色60min，活性炭加入量为0.5%（质量分数）。（4）干燥：最后经喷雾干燥进风温度140℃，进料浓度30%制得含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉。

经检测实施例1制备的复合粉中低聚果糖含量达到88.4%，葡萄糖酸钙占比为葡萄糖转化率为89.06%，葡萄糖酸钙占比为17.9%。

实施例2

（1）调浆：称蔗糖，配制成糖浓31%的蔗糖溶液。

（2）酶转化反应：加入β-果糖基转移酶1.0L/吨干基，加入葡萄糖氧化酶1.0kg/吨干基，过氧化氢酶1.0kg/吨干基，用6%氢氧化钙浆液控制反应pH5.6~6.5，通入空气，在一定罐压下（0.1MPa）反应46h，测残糖含量≤0.2%时，催化氧化反应结束。反应后的溶液升温至98℃，灭酶15min。

（3）脱色过滤：反应后料液脱色40min，活性炭加入量为1.0%（质量分数）。

（4）干燥：最后经喷雾干燥后制得含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉，喷雾干燥条件为：进风温度150℃，进料浓度20%。

经检测实施例2制备的复合粉中低聚果糖含量达到88.73%，葡萄糖转化率为88.99%，葡萄糖酸钙含量为17.8%。

Claims (5)

1.一种含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉及其制备方法其特征在于以蔗糖为原料，采用以下步骤制备而成：

（1）调浆：向配料罐中加入蔗糖和水，调浆至固形物含量为30~32%，PH5.6~6.5；

（2）酶转化反应：加入β-果糖基转移酶、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，用氢氧化钙浆液控制反应pH5.6~6.5，通入空气，控制溶氧在50~60%，在一定罐压下（0.1MPa）反应30~48h，反应后的溶液升温至95~100℃，灭酶15min；

（3）脱色、过滤：反应后料液冷却至38℃后经活性炭脱色过滤；

（4）干燥：经喷雾干燥后制得含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉。

2.根据权利要求1所述的一种含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉及其制备方法法，其特征在于步骤（2）中β-果糖基转移酶添加量为0.3-1.2L/吨干基，葡萄糖氧化酶的添加量为0.5~1.0kg/吨干基，过氧化氢的添加量为0.5~1.3kg/吨干基。

3.根据权利要求1所述的一种含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉及其制备方法法，其特征在于步骤（2）中氢氧化钙浆液浓度为5%~6%。

4.根据权利要求1所述的一种含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉及其制备方法法，其特征在于步骤（3）中所述的脱色采用活性碳在75～80℃的条件下脱色40~60min，加入量为0.5%~1%（质量分数）。

5.根据权利要求1所述的一种含有葡萄糖酸钙与低聚果糖的复合粉及其制备方法法，其特征在于步骤（4）中所述的喷雾干燥条件为：进风温度140~150℃，进料浓度20%~30%。