论高纯度低聚果糖制备研究进展

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1、论高纯度低聚果糖制备研究进展　　摘要：本文主要概述了高纯度低聚果糖的质量标准及其在国内外制备方法研究进展，目前生产高纯度低聚果糖过程主要存在的问题。 　　关键词：低聚果糖，固定化果糖基转移酶，葡萄糖异构酶，葡萄糖氧化酶，纳滤膜分离，色谱分离 前言 　　低聚果糖又名蔗果低聚糖，寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，分子式为G-F-Fn，它是由蔗糖和1~3个果糖基通过β-1,2苷键与蔗糖中的果糖基结合而成的蔗果三糖，蔗果四糖和蔗果五糖等一类碳水化合物总称。具有明确生理功能及清晰功效成分，是近几年兴起的一种功能性低聚果糖。目前市场上的产品大都是通过微生物发酵产生的

2、β-果糖基转移酶或β-呋喃果糖苷酶(β-fructofuranoside,EC3.2.1.26)作用于30-60%蔗糖溶液进行分子内果糖苷转移反应生成的，纯度只有50%-60%，其中，葡萄糖和果糖占25-38%，蔗糖占9%-25%，由于糖浆内杂有葡萄糖、蔗糖和少量果糖，影响了低聚果糖生理功能，大部份低聚果糖特有的生理功能是指用高纯度的低聚果糖作实验而得结论，同时纯度不高时影响其应用，如纯度50%低聚果糖浆，糖尿病患者食用后血糖会很快升高，空腹食用30亳升，30分钟后血糖很快从4.20mmol/l升至5.84mmol/l，而空腹食用纯度为93%的低

3、聚果糖糖浆，30分钟后血糖波动很小，从4.12mmol/l升至4.18mmol/l。为此，研制高纯度低聚果糖，提高其市场容量是各企业研究热点，本文以下介绍目前高纯度低聚果糖几种制备方法。 1.高纯度低聚果糖质量标准［1］ 1.1感官指标 　　糖浆为无色或淡黄色透明粘稠液体，带蔗果低聚糖清香，甜味柔和清爽，无异味，无肉眼可见杂质。 　　糖粉为白色无定型粉末，味甜，带蔗果低聚糖清香，无异味，无肉眼可见杂质。 1.2理化要求 表1理化指标 项目 糖浆指标 糖粉指标 P型糖浆 P型颗粒 P型粉末 水份，g/100g≤ 25．0 3．0 3．0 可溶

4、性固形物(总糖)，%≥ 75．0 — — pH值 4.5-7.0 — — 低聚果糖总含量(占总糖)，%≥ 95．0 95．0 95．0 葡萄糖+果糖+蔗糖之和，%≤ 5．0 5．0 5．0 硫酸灰份，%≤ 0.4 0.1 色度≤ 0.2 — — 透光率，%≥ 85 — — 砷(以As计)，mg/kg≤ 0.3 0.3 铅(以Pb计)，mg/kg≤ 0.5 0.5 1.3卫生指标 表2 项目名称 指标 菌落总数,cfu/g≤ 1000 大肠菌群,MPN/100g≤ 30 霉菌,cfu/g≤ 25 酵母菌cfu/g≤ 25

5、 致病菌(系指肠道致病菌和致病性球菌) 不得检出 2高纯度低聚果糖制备方法 2.1分步结晶法 　　G型低聚果糖是由蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖、蔗果六糖、蔗糖、葡萄糖和少果糖混合在一起的杂合物。由于不同的糖类有不同的结晶性，在混合液中葡萄糖和蔗糖比杂合物中其它糖类容易结晶析出，利用此性质从G型低聚果糖糖浆中分离出部分葡萄糖和蔗糖，以提高杂合物内低聚果糖含量。如把G型低聚果糖糖浆浓缩到干物质为75-80%，然后慢慢冷却到25-35℃时，加入2-5%，80-160目的葡萄糖晶种，用6-20转/分搅拌，温度以每小时降0.2-0.5℃速度降至10-14

6、℃，最后离心取上清液用高效液相色谱检测到低聚果糖含量70%左右。 2.2色谱分离法 　　此方法在日本和韩国是主流，是在含50-60%低聚果糖浆的基础上，通过色谱分离柱进行色谱分离的方法把FOS50产品中葡萄糖和大部份蔗糖除去，得到低聚果糖含量95%以上产品。国内也有专利报道［2］用HZ001树脂进行柱层析法分离FOS50产品，得到FOS含量为80%产品，但离高纯度的低聚果仍有一定差距。 2.3发酵法 　　国内有学者采用底物选择性高微生物消耗FOS50产品的葡萄糖，而对低聚果糖则不能利用作为其消耗底物。张涛、江波等［3］用选择性高的、耐高糖的酵母菌

7、SK2.003作用于干物质25%的FOS50得到低聚果糖含量为82.85%产品，然后再用果糖基转移酶处理酵母反应液最后得到低聚果糖含量为85.23%的产品。 2.4纳米膜分离技术 　　纳米膜分离技术是介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术其截流分子量在100-1000道尔顿之间。选择合适的膜型可以将低聚果糖中的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖和蔗果六糖等截流而分子量相对小的葡萄糖、果糖和部份蔗糖会通透过膜从而使低聚果糖得以分离出来。把FOS50产品加入4-10倍体积纯净水稀释到浓度15-25%，选用NF-300型膜件,操作压力4-6psi，一次纳滤后把

8、分量在300道尔顿以下的葡萄糖和果糖分子及在300DA左右蔗糖分子透过，而大部蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖等则被截留，这样便分离得纯度约