[發明專利]一種生產低聚果糖的方法

無效

• 申請號: 201310512152.5
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN104232706A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 李國文;趙洪濤;袁偉崗
• 申請（專利權）人: 山東文遠生物技術有限公司
• 主分類號: C12P19/18
• 分類號: C12P19/18;C12P19/00;C12N11/10;C12N11/08;C12N11/04
• 代理公司: 山東舜天律師事務所 37226
• 代理人: 李新海

技術領域

本發明涉及一種功能性食品配料的制備方法，具體說是一種基于離子交換樹脂固定果糖基轉移酶法和固定化酵母細胞，以蔗糖為原料，工業化生產高純度蔗果低聚糖（低聚果糖）的方法。?

背景技術

低聚果糖（Fructo－oligosaccharides，簡稱FOS），又稱寡果糖或蔗果低聚糖，分子式為G-F-Fn，n＝1～3（其中G為葡萄糖基，F為果糖基），是由蔗糖和1～3個果糖基通過β2，1鍵與蔗糖中的果糖基結合而成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖（分別簡稱為GF2、GF3、GF4）及其混合物。

作為甜味劑和食品添加劑，低聚果糖是第一個通過?FDA審核作為公認安全級?(GRAS)?的功能性低聚糖，其低齲齒性、難消化性及雙歧桿菌增殖性已得到證實，在非消化性功能食品中?，低聚果糖是符合益生元標準?(即雙歧桿菌促生素)?的典型雙歧因子，具有雙向調節體內菌群、降低血脂、促進維生素的合成、保護肝臟、促進Ca、Mg、Fe等礦物質吸收、防止肥胖、防止齲齒和美容的作用，是近?10年來國際市場上廣泛應用的功能性食品配料?。

目前國內工業化生產FOS的現有技術只有液體深層發酵法。即用液體深層發酵法培養黑曲霉，這種微生物能分泌果糖基轉移酶，從培養液分離收集黑曲霉菌體后，不經任何處理，直接投入蔗糖溶液中，使其轉化為FOS。該法的缺點是產酶菌絲體只能利用一次，在FOS生產過程中，由于菌絲體及其培養基成分的存在并參與反應，使產品色度及鹽分過高，需要活性炭脫色和離子交換樹脂脫鹽等后處理工序，使整個工藝復雜，成本提高。而菌體細胞的代謝物就只能作為雜質留在FOS產品中，無法除去，影響產品質量。

目前，雖有?固定化酶法生產低聚果糖的專利報導（CN1335402A），但此法只注重了低含量的低聚果糖生產，且指標含量只能維持在57%以下，載體使用成本偏高，處理過程需要先做出載體，然后再進行酶液交聯，過程工藝復雜。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單，成本低，生產的FOS產品雜質少，低聚果糖含量高的生產方法。

為解決上述技術問題，本發明的一種生產低聚果糖的方法，包括以下步驟：

（1）固定化果糖基轉移酶培養，包括以下步驟：選取具有能分泌果糖基轉移酶的優良菌株，在合適的培養基中培養，然后將培養得到的大量菌絲體進行破壁，用離心法和超濾法等將酶分離純化，果糖基轉移酶的酶液經HPLC測定酶活力之后，按照每100-150U酶液加入0.5-1.5g的大孔陰離子交換樹脂載體，攪拌混勻，加入0.08-0.15%的戊二醛溶液，后再加入0.02-0.04%的氯化鈣溶液，調ph6.5-7.2，30℃下交聯反應8-12h，后過濾，洗滌，既得固定化果糖基轉移酶。

（2）固定化酵母細胞培養，包括以下步驟：選取能分泌葡萄糖轉移酶的酵母菌種，在合適的培養基中培養，將發酵培養的酵母細胞經過離心制得酵母細胞濕菌體，將海藻酸鈉配成6—8%的溶液，經消毒處理后，與濕菌體按比例在真空條件下混勻，然后利用壓力噴霧法使混合液通過孔徑為0.6mm的噴嘴，均勻落入10%的氯化鈣溶液中，形成直徑為2-3mm范圍內的凝膠珠，硬化20-30分鐘后，過濾分離得到固定化酵母細胞。

（3）通過分批反應法或柱式反應法利用固定化果糖基轉移酶、固定化酵母細胞生產低聚果糖，包括以下步驟：按照分批反應法，在反應罐中，按55%蔗糖溶液加入3%的固定化果糖基轉移酶，控制反應液ph5-6，溫度48℃-55℃，反應10h左右，進行過濾，將過濾液稀釋25%，加入8%的固定化酵母細胞，控制反應液ph5-6，溫度28℃-35℃，反應10h左右，即可獲得含量70%—90%的FOS產品，反應結束，用篩網過濾反應液，可以分離回收固定化酶，用于下一批原料的生產；按照柱式反應法，將固定化果糖基轉移酶裝入柱中，以20%—60%（w/w）的蔗糖溶液在ph4.5-7.5，溫度30—55℃下通過此柱，調節蔗糖溶液的流量0.1-3m3/h下通過此柱，反應8—48h，過濾，得到過濾溶液；將固定化酵母細胞裝入柱中，以10%—40%（w/w）的過濾溶液在ph4.5-7.5，溫度20—35℃下通過此柱，調節溶液的流量0.1-3m3/h下通過此柱，反應8—48h，，可控制FOS成分達到60—90%的要求。

作為對本技術方案的進一步改進，固定化果糖基轉移酶培養，所述的合適的培養基培養包括以下步驟：

A.斜面培養基

土豆200?g/L、瓊脂15?g/L、蔗糖20?g/L，30℃下培養5天。

B.種子培養基