[發明專利]一種利用酶-膜耦合技術制備高純度雙果糖酐III的方法

無效

• 申請號: 201010271528.4
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101914598A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 江波;周榴明;張濤;繆銘;杭華;沐萬孟
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12P19/18
• 分類號: C12P19/18;B01D61/14
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

本發明是一種利用酶-膜耦合技術制備高純度雙果糖酐III的方法，屬于功能性食品添加劑制備技術領域。

背景技術

近年來，功能食品成為廣大消費者關注的熱點，其開發更是廣大食品從業者研發的焦點。糖尿病、肥胖和心血管疾病人群的逐年增加和低齡化，使得低熱量、具有更多功能營養特性的功能性甜味劑成為關注的熱點。

雙果糖酐Ⅲ（Difrucose?anhydride?III即DFAIII）是一種兩個果糖結合的最小的非還原性雙糖，其相對甜度為蔗糖的一半，而熱量值卻只有蔗糖的1/15。雙果糖酐Ⅲ還具有良好的生理功能，如在消化道不吸收，且不產生能量，可作為一種甜味劑；作為一種增歧因子，可促進腸道微生物的生長，明顯改善排便、利尿功能；作為促進人體對Ca、Mg、Zn、Cu等礦物元素吸收的功能性糖類，增進骨骼的生長；不能被誘發蛀牙的口腔鏈球菌利用，不產酸，具有抗齲齒的功能。目前，主要采用酶水解菊糖制備DFAIII，其分離提取通常采用活性炭、硅藻土、活性炭-氟鎂石或離子交換膜電滲析技術。這些方法雖然可以實現DFAIII的有效分離，但由于操作復雜，污染嚴重，成本高而影響大規模生產。

本發明人深入調查和研究了現有技術并對各種產雙果糖酐III的方法進行了研究，提出一種利用酶-膜耦合技術制備高純度DFAIII的方法。先對菊糖進行充分溶解，然后對菊糖溶液采用菊糖果糖轉移酶與膜分離耦合的技術進行高純度DFAIII的制備。基于上述發現提出了本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用酶-膜耦合技術制備高純度DFAIII的方法，采用這種技術生產DFAIII，收率高，污染少，生產成本低，酶水解反應和膜分離耦合操作，即時分離DFAIII，適合于規模化生產。

本發明的技術方案：?一種利用酶-膜耦合技術制備高純度雙果糖酐III的方法，采用酶水解反應與超濾-納濾膜分離集成反應器相結合，即時分離雙果糖酐III，酶水解反應與膜分離選擇連續操作或者間歇操作，制備過程如下：

（1）以酶水解菊糖制備雙果糖酐III：將菊糖溶解在蒸餾水中配成質量濃度5%-15%的溶液進行酶水解反應，水解用酶為菊糖果糖轉移酶，酶用量為5-9U/g菊糖，反應溫度為30-70℃，pH值為4.0-8.0，反應時間2-5h；

（2）即時分離雙果糖酐III：將酶水解液用超濾-納濾集成反應器分離；濾膜的截留分子量為1-10kDa，膜濾壓力為0.1-0.5mPa，透過液為雙果糖酐III，截留液為酶水解液中的大分子與未反應的酶，截留后返回酶水解反應器；

（3）將透過液進行濃縮與干燥得到粉末狀雙果糖酐III產品。

酶水解反應與膜分離選擇連續操作或者間歇操作，原料補加方式為：連續操作選用連續補料，連續補料是在超濾-納濾設備濾出透過液的同時向集成反應器中補加原料液，補加速率與濾出速率相等；間歇操作選用間歇補料，間歇補料是在超濾-納濾設備濾出一定量的透過液后，向集成反應器中加入等體積的原料液。

DFAIII含量檢測方法：HPLC檢測條件：糖柱(Waters?Sugur-Pak^TM?1,6.5×300mm)；流動相：超純水；示差折光檢測器(Shodex?RI101)；柱溫：80℃；流速：0.4mL/min；進樣量：10μL。

本發明的有益效果：本發明與現有的酶水解后再進行分離比較，具有以下優點：

1、采用酶法水解菊糖與膜分離耦合可以使DFAIII即時得到分離，便于下一步濃縮與干燥。

2、酶可以連續重復使用，提高了酶的使用效率。

3、通過選擇不同孔徑的膜和調節操作條件可以獲得更高純度的DFAIII。

4、過程簡捷，減少了分離過程引起的污染，提高了分離效率；過程可以連續進行，有利于實現工業化生產。

總之，本發明利用酶-膜耦合技術的方法，能即時分離出DFAIII，可實現連續操作，酶可重復利用，提高酶的使用效率；減少污染，提高分離效率，獲得了純度高達95%的DFAIII，利于大規模生產。

具體實施方式

實施例1