CN111909974A - 一种高含量低聚半乳糖的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高含量低聚半乳糖(GOS)的生产方法，将需要进行底物的乳糖、蔗糖、双糖进行分量的选择，将选择着好的乳糖、蔗糖和双糖进行放置，在准备乳化机、蒸发机、β–半乳糖苷酶和水，以及搅拌工作、酶催化转换、离子交换、色谱分离、蒸发和结晶，本发明涉及低聚半乳糖技术领域，该高含量低聚半乳糖的生产方法，解决在传统的低聚半乳糖生产的方法中通常采用单个的糖分作为底物，在最后产出的GOS只能在50～60之间，无法对GOS进行提高的问题，通过多个底物可以使GOS溶液质量浓度增加，提高GOS调节肠道菌群平衡、提高免疫力、抗衰老、降低高血压等作用。
Description
技术领域
本发明涉及低聚半乳糖技术领域，具体为一种高含量低聚半乳糖的生产方法。
背景技术
低聚半乳糖(GOS)是一种具有天然属性的功能性低聚糖，其分子结构一般是在半乳糖或葡萄糖分子上连接1～7个半乳糖基，即Gal～(Gal)n～Glc/Gal(n为0～6)。在自然界中，动物的乳汁中存在微量的GOS，而人母乳中含量较多，婴儿体内的双歧杆菌菌群的建立很大程度上依赖母乳中的GOS成分,在自然界中，动物的乳汁中存在微量的低聚半乳糖，母乳中含量稍多。低聚半乳糖甜味比较纯正，热值较低(7.1J/g)，甜度为蔗糖的20％～40％，保湿性极强。在pH为中性条件下有较高的热稳定性，100℃下加热1h或120℃下加热30min后，低聚半乳糖无任何分解。低聚半乳糖同蛋白质共热会发生美拉德反应，可以用于特殊性质的食品如面包、糕点等的加工,低聚半乳糖作为一种新的功能性食品，在我国将具有广阔的市场前景，这是在中国发酵工业协会、中国食品添加剂生产应用协会和科特有限公司、日本公司联合主办的"低聚半乳糖研讨会"上获悉的，低聚糖在我国还是一个新兴行业，能达到上千吨生产规模的只有低聚异麦糖和低聚果糖，低聚半乳糖还尚未成规模。
在传统的低聚半乳糖生产的方法中，通常采用单个的糖分作为底物，在最后产出，GOS只能在50～60之间，无法提高。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高含量低聚半乳糖(GOS)的生产方法，解决了在传统的低聚半乳糖生产的方法中，通常采用单个的糖分作为底物，在最后产出，GOS只能在50～60之间，无法提高的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高含量低聚半乳糖的生产方法，包括乳糖、蔗糖和双糖，包括以下步骤：
S1、准备工作，将需要进行底物的乳糖、蔗糖、双糖进行分量的选择，将选择着好的乳糖、蔗糖和双糖进行放置，在准备乳化机、蒸发机、β–半乳糖苷酶和水。
S2、搅拌工作，将底物的乳糖、蔗糖、双糖放进乳化机的内腔中，在根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入20～80ml水，在通过乳化机进行搅拌，搅拌的时间为10～20min，以及乳化机中加温系统，使乳化机的内壁温度控制在30～55℃，使其形成乳化糖。
S3、酶催化转换，在搅拌完成后，通过乳化机的添加口中添加β–半乳糖苷酶，根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入2～50u，在对其进行搅拌，搅拌的时间为5～10min，使酸碱催化水解。
S4、离子交换，在S3步骤搅拌完成后，在乳化机的填料口在加入离子交换剂，在对其进行搅拌，搅拌的时间为5～10min，进行水处理，来使乳化糖变的更加精制，以及对乳化糖进行脱色，使其形成低聚半乳糖。
S5、色谱分离，将离子交换完成的低聚半乳糖取出，由于粗品GOS纯度不高，顺序模拟移动床色谱可应用于对于GOS的提纯分离，从而完美地生产精品GOS，可以对GOS进行高纯度的成产。
S6、蒸发，将色谱分离过后的低聚半乳糖放进蒸发机中，来对乳化糖进行蒸发，使其进行浓缩。
S7、结晶，将蒸发的乳化糖在进行冷却，使乳化糖形成晶体。
S8、包装，将成为晶体的乳化糖进行装罐，在放入防潮剂即可。
优选的，所述离子交换剂为蔗糖脂肪酸酯，且带有微晶结构的白色或象牙色粉末。
优选的，所述步骤S1中的乳糖溶液质量浓度为30～45％。
优选的，所述步骤S4中离子交换中温度为30～40℃。
优选的，所述步骤S5中色谱分离的GOS可提高50～97。
优选的，所述步骤S6中蒸发的温度为20～35℃。
优选的，所述步骤S6中蒸发为真空浓缩。
优选的，所述S1、S2、S3和S4中乳化剂的搅拌速度为100～200rpm。
(三)有益效果
本发明提供了一种高含量低聚半乳糖的生产方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、该高含量低聚半乳糖的生产方法，将需要进行底物的乳糖、蔗糖、双糖进行分量的选择，将选择着好的乳糖、蔗糖和双糖进行放置，在准备乳化机、蒸发机、β–半乳糖苷酶和水，将底物的乳糖、蔗糖、双糖放进乳化机的内腔中，在根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入20～80ml水，在通过乳化机进行搅拌，搅拌的时间为10～20min，以及乳化机中加温系统，使乳化机的内壁温度控制在30～55℃，使其形成乳化糖，在搅拌完成后，通过乳化机的添加口中添加β–半乳糖苷酶，根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入2～50u，在对其进行搅拌，搅拌的时间为5～10min，使酸碱催化水解，在S3步骤搅拌完成后，在乳化机的填料口在加入离子交换剂，在对其进行搅拌，搅拌的时间为5～10min，进行水处理，来使乳化糖变的更加精制，以及对乳化糖进行脱色，使其形成低聚半乳糖，将离子交换完成的低聚半乳糖取出，由于粗品GOS纯度不高，顺序模拟移动床色谱可应用于对于GOS的提纯分离，从而完美地生产精品GOS，可以对GOS进行高纯度的成产，将色谱分离过后的低聚半乳糖放进蒸发机中，来对乳化糖进行蒸发，使其进行浓缩，将蒸发的乳化糖在进行冷却，使乳化糖形成晶体，将成为晶体的乳化糖进行装罐，通过多个底物可以使低聚半乳糖的溶液质量浓度增加，以及离子交换、色谱分离和蒸发，继续提高GOS含量，提高其调节肠道菌群平衡、抗衰老、降低高血压等作用。
附图说明
图1为本发明实施例GOS数据对比示意图；
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：GOS值50～60。
本发明实施例提供一种技术方案：一种高含量低聚半乳糖的生产方法，包括乳糖、蔗糖和双糖，包括以下步骤：
S1、准备工作，将需要进行底物的乳糖、蔗糖、双糖进行分量的选择，将选择着好的乳糖、蔗糖和双糖进行放置，在准备乳化机、蒸发机、β–半乳糖苷酶和水。
S2、搅拌工作，将底物的乳糖、蔗糖、双糖放进乳化机的内腔中，在根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入20ml水，在通过乳化机进行搅拌，搅拌的时间为10min，以及乳化机中加温系统，使乳化机的内壁温度控制在30℃，使其形成乳化糖。
S3、酶催化转换，在搅拌完成后，通过乳化机的添加口中添加β–半乳糖苷酶，根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入2u，在对其进行搅拌，搅拌的时间为5min，使酸碱催化水解。
S4、离子交换，在S3步骤搅拌完成后，在乳化机的填料口在加入离子交换剂，在对其进行搅拌，搅拌的时间为5min，进行水处理，来使乳化糖变的更加精制，以及对乳化糖进行脱色，使其形成低聚半乳糖。
S5、色谱分离，将离子交换完成的低聚半乳糖取出，由于粗品GOS纯度不高，顺序模拟移动床色谱可应用于对于GOS的提纯分离，从而完美地生产精品GOS，可以对GOS进行高纯度的成产。
S6、蒸发，将色谱分离过后的低聚半乳糖放进蒸发机中，来对乳化糖进行蒸发，使其进行浓缩。
S7、结晶，将蒸发的乳化糖在进行冷却，使乳化糖形成晶体。
S8、包装，将成为晶体的乳化糖进行装罐，在放入防潮剂即可。
进一步地，离子交换剂为蔗糖脂肪酸酯，且带有微晶结构的白色粉末。
进一步地，步骤S1中的乳糖溶液质量浓度为30％。
进一步地，步骤S4中离子交换中温度为30℃。
进一步地，步骤S5中色谱分离的GOS可提高50。
进一步地，步骤S6中蒸发的温度为20℃。
进一步地，步骤S6中蒸发为真空浓缩。
进一步地，S1、S2、S3和S4中乳化剂的搅拌速度为100rpm。
实施例2：GOS值60～80。
本发明实施例提供一种技术方案：一种高含量低聚半乳糖的生产方法，包括乳糖、蔗糖和双糖，包括以下步骤：
S1、准备工作，将需要进行底物的乳糖、蔗糖、双糖进行分量的选择，将选择着好的乳糖、蔗糖和双糖进行放置，在准备乳化机、蒸发机、β–半乳糖苷酶和水。
S2、搅拌工作，将底物的乳糖、蔗糖、双糖放进乳化机的内腔中，在根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入50ml水，在通过乳化机进行搅拌，搅拌的时间为15min，以及乳化机中加温系统，使乳化机的内壁温度控制在27.5℃，使其形成乳化糖。
S3、酶催化转换，在搅拌完成后，通过乳化机的添加口中添加β–半乳糖苷酶，根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入25，在对其进行搅拌，搅拌的时间为7.5min，使酸碱催化水解。
S4、离子交换，在S3步骤搅拌完成后，在乳化机的填料口在加入离子交换剂，在对其进行搅拌，搅拌的时间为7.5min，进行水处理，来使乳化糖变的更加精制，以及对乳化糖进行脱色，使其形成低聚半乳糖。
S5、色谱分离，将离子交换完成的低聚半乳糖取出，由于粗品GOS纯度不高，顺序模拟移动床色谱可应用于对于GOS的提纯分离，从而完美地生产精品GOS，可以对GOS进行高纯度的成产。
S6、蒸发，将色谱分离过后的低聚半乳糖放进蒸发机中，来对乳化糖进行蒸发，使其进行浓缩。
S7、结晶，将蒸发的乳化糖在进行冷却，使乳化糖形成晶体。
S8、包装，将成为晶体的乳化糖进行装罐，在放入防潮剂即可。
进一步地，离子交换剂为蔗糖脂肪酸酯，且带有微晶结构的白色粉末。
进一步地，步骤S1中的乳糖溶液质量浓度为37.5％。
进一步地，步骤S4中离子交换中温度为35℃。
进一步地，步骤S5中色谱分离的GOS可提高76。
进一步地，步骤S6中蒸发的温度为27.5℃。
进一步地，步骤S6中蒸发为真空浓缩。
进一步地，S1、S2、S3和S4中乳化剂的搅拌速度为150rpm。
实施例3：GOS值80～100。
本发明实施例提供一种技术方案：一种高含量低聚半乳糖的生产方法，包括乳糖、蔗糖和双糖，包括以下步骤：
S1、准备工作，将需要进行底物的乳糖、蔗糖、双糖进行分量的选择，将选择着好的乳糖、蔗糖和双糖进行放置，在准备乳化机、蒸发机、β–半乳糖苷酶和水。
S2、搅拌工作，将底物的乳糖、蔗糖、双糖放进乳化机的内腔中，在根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入80ml水，在通过乳化机进行搅拌，搅拌的时间为20min，以及乳化机中加温系统，使乳化机的内壁温度控制在55℃，使其形成乳化糖。
S3、酶催化转换，在搅拌完成后，通过乳化机的添加口中添加β–半乳糖苷酶，根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入25，在对其进行搅拌，搅拌的时间为10min，使酸碱催化水解。
S4、离子交换，在S3步骤搅拌完成后，在乳化机的填料口在加入离子交换剂，在对其进行搅拌，搅拌的时间为10min，进行水处理，来使乳化糖变的更加精制，以及对乳化糖进行脱色，使其形成低聚半乳糖。
S5、色谱分离，将离子交换完成的低聚半乳糖取出，由于粗品GOS纯度不高，顺序模拟移动床色谱可应用于对于GOS的提纯分离，从而完美地生产精品GOS，可以对GOS进行高纯度的成产。
S6、蒸发，将色谱分离过后的低聚半乳糖放进蒸发机中，来对乳化糖进行蒸发，使其进行浓缩。
S7、结晶，将蒸发的乳化糖在进行冷却，使乳化糖形成晶体。
S8、包装，将成为晶体的乳化糖进行装罐，在放入防潮剂即可。
进一步地，离子交换剂为蔗糖脂肪酸酯，且带有微晶结构的白色粉末。
进一步地，步骤S1中的乳糖溶液质量浓度为45％。
进一步地，步骤S4中离子交换中温度为40℃。
进一步地，步骤S5中色谱分离的GOS可提高97。
进一步地，步骤S6中蒸发的温度为35℃。
进一步地，步骤S6中蒸发为真空浓缩。
进一步地，S1、S2、S3和S4中乳化剂的搅拌速度为200rpm。
在本实施中需要说明的是，GOS为益生元，它被定义为：通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响从而改善寄主健康的不可被消化的食品成，最基本的益生元为碳水化合物，但定义并不排除被用作益生元的非碳水化合物物质。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高含量低聚半乳糖(GOS)的生产方法，包括乳糖、蔗糖和双糖，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备工作，将需要进行底物的乳糖、蔗糖、双糖进行分量的选择，将选择着好的乳糖、蔗糖和双糖进行放置，在准备乳化机、蒸发机、β–半乳糖苷酶和水。
S2、搅拌工作，将底物的乳糖、蔗糖、双糖放进乳化机的内腔中，在根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入20～80ml水，在通过乳化机进行搅拌，搅拌的时间为10～20min，以及乳化机中加温系统，使乳化机的内壁温度控制在30～55℃，使其形成乳化糖。
S3、酶催化转换，在搅拌完成后，通过乳化机的添加口中添加β–半乳糖苷酶，根据乳糖、蔗糖和双糖每克加入2～50u，在对其进行搅拌，搅拌的时间为5～10min，使酸碱催化水解。
S4、离子交换，在S3步骤搅拌完成后，在乳化机的填料口在加入离子交换剂，在对其进行搅拌，搅拌的时间为5～10min，进行水处理，来使乳化糖变的更加精制，以及对乳化糖进行脱色，使其形成低聚半乳糖。
S5、色谱分离，将离子交换完成的低聚半乳糖取出，由于粗品GOS纯度不高，顺序模拟移动床色谱可应用于对于GOS的提纯分离，从而完美地生产精品GOS，可以对GOS进行高纯度的成产。
S6、蒸发，将色谱分离过后的低聚半乳糖放进蒸发机中，来对乳化糖进行蒸发，使其进行浓缩。
S7、结晶，将蒸发的乳化糖在进行冷却，使乳化糖形成晶体。
S8、包装，将成为晶体的乳化糖进行装罐，在放入防潮剂即可。
2.根据权利要求1所述的一种高含量低聚半乳糖的生产方法，其特征在于：所述离子交换剂为蔗糖脂肪酸酯，且带有微晶结构的白色或象牙色粉末。
3.根据权利要求1所述的一种高含量低聚半乳糖的生产方法，其特征在于：所述步骤S1中的乳糖溶液质量浓度为30～45％。
4.根据权利要求1所述的一种高含量低聚半乳糖的生产方法，其特征在于：所述步骤S4中离子交换中温度为30～40℃。
5.根据权利要求1所述的一种高含量低聚半乳糖的生产方法，其特征在于：所述步骤S5中色谱分离的GOS可提高50～97。
6.根据权利要求1所述的一种高含量低聚半乳糖的生产方法，其特征在于：所述步骤S6中蒸发的温度为20～35℃。
7.根据权利要求1所述的一种高含量低聚半乳糖的生产方法，其特征在于：所述步骤S6中蒸发为真空浓缩。
8.根据权利要求1所述的一种高含量低聚半乳糖的生产方法，其特征在于：所述S1、S2、S3和S4中乳化剂的搅拌速度为100～200rpm。
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| US20110189342A1 (en) * | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Jeong Hea-Seok | High-purity galactooligosaccharides and uses thereof |
| CN102676604A (zh) * | 2011-03-08 | 2012-09-19 | 保龄宝生物股份有限公司 | 一种连续模拟移动床色谱分离制备高纯度低聚半乳糖的方法 |
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