一種高純度甘露低聚糖的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高純度甘露低聚糖的制備方法，步驟：1、酶解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出甘露低聚糖混合物；2、離心分離：用離心機(jī)分離酶解液；（3）陶瓷膜過濾：離心液采用陶瓷膜組作為精密分離的過濾，去除蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)；（4）離子交換精制：對(duì)甘露低聚糖陶瓷膜過濾液進(jìn)行脫鹽、脫色、脫味；（5）2千分子量超濾：將離子交換精制液用截留量道爾頓聚醚砜聚酰胺復(fù)合膜超濾，獲得聚合度；（6）納濾：經(jīng)過陶瓷膜、離子交換精制、超濾膜過濾后的糖液；（7）噴霧干燥：將納濾后的濃縮液預(yù)熱，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥。干燥后成品甘露低聚糖含量在95%以上，具有明顯的增殖雙歧桿菌功能，同時(shí)減少有害菌，是一種最具前景的抗生素替代品。
【專利說明】一種高純度甘露低聚糖的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及魔芋甘露低聚糖生產(chǎn)的【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體涉及一種甘露低聚糖的制備方法，特別是涉及一種用陶瓷膜分離制備高純度甘露低聚糖的方法。魔芋甘露低聚糖可應(yīng)用食品添加劑，適用于奶制品、餅干類食品、酸性飲料等。還可制成保健品粉劑、口服液制劑，有增強(qiáng)免疫力功能、輔助降血脂功能、輔助降血糖功能、調(diào)節(jié)腸道菌群功能、通便功能，對(duì)人起到很好的保健作用。
【背景技術(shù)】
[0002]葡甘低聚糖(寡糖,Oligosaccharides),是指由2~10個(gè)單糖通過糖苷鍵連接,形成直鏈或分支鏈的一類糖。這些糖除了具有低熱值、穩(wěn)定、安全無毒等良好的理化特性外，還具有增殖雙歧桿菌等有益菌、減少腸桿菌等有害菌的生理功能。
[0003]甘露低聚糖是低聚糖中的極品，發(fā)展?jié)摿薮?。甘露低聚糖的生產(chǎn)原料主要有魔芋精粉、瓜爾豆膠、槐豆膠等，這些天然植物膠富含甘露聚糖，應(yīng)用甘露聚糖酶在適宜的工藝條件下，就可以將甘露聚糖降解為甘露低聚糖(Mannooligosccharides)。
[0004]所查文獻(xiàn):“ β -甘露聚糖酶制備魔芋甘露低聚糖的研究”(李劍芳等)，“酸酶結(jié)合法制備葡甘露低聚糖的工藝研究”(許牡丹等)都是利用黑曲霉制備β_甘露聚糖酶，酶解過程需要加酸調(diào)節(jié)ΡΗ，酶活力和底物濃度都很低，不適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]中國專利申請(qǐng)?zhí)?00710051436.3 “高純度甘露低聚糖的生產(chǎn)方法”公開的是用甘露聚糖酶對(duì)魔芋精粉進(jìn)行酶解，然后經(jīng)離心過濾、硅藻土過濾、微濾、離子交換、超濾、真空干燥、噴霧干燥生產(chǎn)甘露低聚糖，酶活力一般，底物濃度10~20%，酶和底物比為1: 10~20(v/w),植物膠中葡甘聚糖的生物轉(zhuǎn)化率為70~90%,工藝中用到娃藻土過濾和微濾、損耗大，真空濃縮，能耗高。影響產(chǎn)品收得率和生產(chǎn)成本。中國專利申請(qǐng)?zhí)?01110305324“酶解半纖維素制備高純度甘 露低聚糖的研究”和申請(qǐng)?zhí)?00710051436.3公開方法基本相同，增加了對(duì)酶解原料的歸納及后續(xù)應(yīng)用說明，工藝上并沒有簡化和改進(jìn)。
[0006]以上技術(shù)均采用魔芋精粉、瓜爾豆膠等植物膠為原料，用甘露聚糖酶酶解制備甘露低聚糖，但文獻(xiàn)所述因酶活力、酶解底物濃度過低，酶液用量大，糖液混濁，需要用酸堿調(diào)節(jié)PH，污染大，只能限于實(shí)驗(yàn)室階段，不能用于工業(yè)化生產(chǎn)。專利所述主要采用中性β_甘露聚糖酶制備甘露低聚糖，但酶活力低、底物濃度依然有限，分離提純工藝也較復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，市場(chǎng)推廣上會(huì)限制更多老百姓的消費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，是在于提供了一種利用陶瓷膜分離制備高純度甘露低聚糖的方法。甘露聚糖酶解成小分子低聚糖，然后將酶解液經(jīng)過臥螺機(jī)粗濾、即可直接進(jìn)行陶瓷膜過濾，離子交換精制、再經(jīng)2000分子量超濾，納濾濃縮后即可進(jìn)入噴霧干燥塔干燥，干燥后成品甘露低聚糖含量在95%以上，具有明顯的增殖雙歧桿菌功能，同時(shí)減少有害菌，是一種最具前景的抗生素替代品。[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施:
[0009]一種高純度甘露低聚糖的制備方法，包括如下步驟:
[0010](I)酶解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出甘露低聚糖混合物:使用黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)出高活性中性β -甘露聚糖酶，保藏號(hào)為:CCTCC N0.M2012554，酶活性高達(dá)5000~8000ymol/ml，利用該酶酶解魔芋精粉(湖北花果山實(shí)業(yè)有限公司)或瓜爾豆膠，底物濃度(被酶解反應(yīng)物濃度)為15~25%，原料粘度為5000~20000mpa.s,酶解溫度控制在53~57 V’ PH6.0~7.0，酶用量與它作用的物料比為1:100~150 (v/w)，酶解時(shí)間2~5小時(shí)測(cè)量甘露低聚糖混合物粘度
為10~80mpa.s{粘度的法定計(jì)量單位-毫帕.秒(mPa.s)。}時(shí)停止酶解,得到低聚
糖混合物，其中魔芋粉中葡甘聚糖、瓜爾豆膠中的半乳甘露聚糖的生物轉(zhuǎn)化率為95%以上。
[0011]所述該步驟中的優(yōu)選為利用該酶酶解魔芋精粉底物濃度25%，酶解條件為酶解溫度54~56°C，PH6.5，酶用量與它作用的物料比為1: 150 (v/w)，酶解時(shí)間3小時(shí)，甘露低聚糖混合物粘度為40mpa.s時(shí)停止酶解，得到低聚糖混合物。
[0012](2)離心分離:
[0013]用臥式螺旋離心機(jī)LW250-1000型分離酶解液，采用氣動(dòng)隔膜泵QBY-25連續(xù)進(jìn)料和分離糖清液和渣，用錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)套裝有同心的卸料螺旋，兩者高速同向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)又有一定的轉(zhuǎn)速差，該轉(zhuǎn)速差由傳動(dòng)系統(tǒng)及差速器產(chǎn)生。懸浮液由進(jìn)料管連續(xù)引入并均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)端錐面上，在離心力的作用下，液相物穿過濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。固相物被截留在濾網(wǎng)內(nèi)形成濾渣，濾渣在離心力的錐面分力和卸料螺旋的共同作用下，連續(xù)地向轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng) 排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)卸料槽排出機(jī)外，從而實(shí)現(xiàn)懸浮液的固液分離。對(duì)酶解液中的不溶于水植物纖維、淀粉、及0.05mm以上細(xì)小顆粒物進(jìn)行分離和排出，酶解液折光糖濃度13~23%。獲得一種透光率5 —10%,電導(dǎo)率3500— 5500 μ S/cm離心糖液。
[0014](3)陶瓷膜過濾:
[0015]離心液采用陶瓷膜ΥΖ-Φ30-1016-37_12(Μ (江蘇合興環(huán)?？萍加邢薰?，366芯6組合陶瓷膜組(武漢源澤環(huán)保工程有限公司)作為精密分離的保障過濾，去除其中的蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)。陶瓷膜截留分子量10萬道爾頓，通過量1.0~1.5噸，壓力0.1~
0.4MPa0
[0016]離心液(折光糖濃度13~23，透光率5 —10%，電導(dǎo)率3500— 5500 μ S/cm)經(jīng)過陶瓷膜過濾后糖液純度達(dá)到80— 90%，有效地除去蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，過濾的折光糖濃度10~20%，透光率≥85%以上，電導(dǎo)率≥3000 μ S/cm，截留糖液過濾的折光糖濃度15~25%。
[0017]所述本步驟中的優(yōu)選為離心液采用陶瓷膜作為精密分離的保障過濾，去除其中的蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，陶瓷膜截留分子量10萬道爾頓，通過量1.2噸/小時(shí)，壓力
0.3MPa。
[0018]離心液(折光糖濃度23%，透光率5 —10%，電導(dǎo)率3500— 5500 μ S/cm)經(jīng)過陶瓷膜過濾后糖液純度達(dá)到80—90%，有效地除去蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，其中折光糖濃度10~20%，透光率≥85%以上，電導(dǎo)率≥3000 μ S/cm。截留糖液過濾的折光糖濃度25%。
[0019]本發(fā)明所述陶瓷膜采用整體式單元，多單元組合方式，選用二氧化鈦支撐層，以二氧化鈦及氧化鋯為過濾體的陶瓷組件，配以不銹鋼(304SS)材質(zhì)的組合式膜殼，具有操作壓力聞，爆破壓力超聞的特點(diǎn)，耐用、壽命長、抗污堵能力好。
[0020]陶瓷膜過濾是一種“錯(cuò)流過濾”形式的流體分離過程:在壓力驅(qū)動(dòng)下，原料液在膜管內(nèi)高速流動(dòng)，含小分子組分的澄清液向外透過膜，含大分子組分的濃縮液被膜截留，從而使流體達(dá)到分離、濃縮、純化的目的。
[0021]料液穿過進(jìn)料孔，小分子物質(zhì)透過濾膜成為過濾液，而沒有透過的即為截留液。陶瓷膜選取內(nèi)壓式進(jìn)料，利用內(nèi)孔表面光滑，易于清洗的特性，提高使用率，減少清洗頻次。取多元件組合體方式，降低管道的復(fù)雜性，消除管道死角，減少設(shè)備占地面積。膜的使用及清洗、消毒等操作均可在組合容器內(nèi)完成。無需對(duì)元件進(jìn)行拆卸，避免了人為的污染及損壞，達(dá)到較高的使用壽命，降低分?jǐn)偝杀尽?br> [0022](4)離子交換精制:
[0023]將陶瓷膜過濾液利用食品級(jí)的732陽離子交H型樹脂(上海樹脂廠)、717陰離子交換OH型樹脂(上海樹脂廠)及大孔樹脂(上海振華廠)對(duì)甘露低聚糖陶瓷膜過濾液進(jìn)行脫鹽、脫色、脫味，精制后糖液透光率≥90%,電導(dǎo)率≤100 μ S/cm。
[0024](5)2千分子量超濾:
[0025]將離子交換精制液用截留量2000道爾頓聚醚砜聚酰胺復(fù)合膜超濾，可獲得所需聚合度4一7低聚糖組分糖占總量的85%。
[0026](6)納濾:
[0027]經(jīng)過陶瓷膜、離子交換精制、超濾膜過濾后的糖液，其固形物含量在9~18%，利用截留分子量為200道爾頓的納濾膜對(duì)糖液進(jìn)行濃縮，除去水份使?jié)饪s糖液折光糖濃度達(dá)到28~38%，達(dá)到產(chǎn)品噴霧干燥所需濃度。
[0028]所述本步驟(6)中的優(yōu)選為經(jīng)過超濾后的糖液，其固形物含量在18%，利用納濾膜對(duì)糖液進(jìn)行濃縮，除去水份使?jié)饪s糖液折光糖度達(dá)到35%，達(dá)到產(chǎn)品噴霧干燥所需濃度。
[0029](7)噴霧干燥:
[0030]將納濾后的濃縮液預(yù)熱，溫度控制在50~60°C，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥即可得到85— 95%高純度甘露低聚糖。
[0031]所述步驟(7)中的優(yōu)選為將納濾后的濃縮液預(yù)熱到一定溫度55°C，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥即可得到高純度甘露低聚糖含量85— 95%。
[0032]用陶瓷膜分離技術(shù)成功取代專利申請(qǐng)?zhí)?01110305324中的絮凝、硅燥土過濾、
0.2微濾、分子篩層析分離糖液中的大分子物質(zhì)樊所操作。
[0033]本發(fā)明工業(yè)化生產(chǎn)的甘露低聚糖純度高，聚合度4一7糖占總量的85%，將今后低聚糖開發(fā)醫(yī)藥領(lǐng)域新的前景。
[0034]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0035]1.國內(nèi)首次將陶瓷膜分離技術(shù)用于功能性甘露低聚糖的提純，并且成功地從天然植物膠中用簡單的物理方法提取甘露低聚糖，為其它功能性低聚糖的提純提供技術(shù)平臺(tái)。
[0036]2.通過選用二氧化鈦及氧化鋯為過濾體的陶瓷組件，分離后得到透光率高達(dá)85%以上，電導(dǎo)率小于3000 μ S/cm的甘露低聚糖糖液,為后續(xù)工藝離子交換和超濾減負(fù),操作簡便，易清洗，產(chǎn)品得率高。
[0037]3.通過選用截留量200道爾頓納濾膜，可對(duì)甘露低聚糖液用物理方法進(jìn)行濃縮，除去水份使?jié)饪s糖液折光糖濃度達(dá)到28~38%，達(dá)到產(chǎn)品噴霧干燥所需濃度，減少能源消耗，有利于環(huán)保節(jié)能。
[0038]4.產(chǎn)品中幾乎不含單糖，擴(kuò)大了受用人群和應(yīng)用領(lǐng)域。
[0039]5.對(duì)魔芋及瓜爾豆膠進(jìn)行深加工，大大提高了魔芋等原料的利用價(jià)值，增加山區(qū)農(nóng)民的收入，創(chuàng)造了較高的社會(huì)效益。[0040]6.本發(fā)明簡化了甘露低聚糖的生產(chǎn)工藝，采用本發(fā)明生產(chǎn)的甘露低聚糖，純度可達(dá)95%以上，可工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為一種甘露低聚糖質(zhì)譜圖。
[0042]圖2為一種甘露低聚糖液相色譜圖。
[0043]圖3為一種口服本發(fā)明產(chǎn)品后人腸道菌群檢測(cè)結(jié)果 【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明
[0045]實(shí)施例1:
[0046]—種高純度甘露低聚糖的制備方法，包括如下步驟:
[0047](I)酶解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出甘露低聚糖混合物:使用黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)出高活性中性β -甘露聚糖酶，保藏號(hào)為=CCTCC N0.Μ2012554,酶活性高達(dá)5000— 8000 μ mol/ml，酶液經(jīng)純化處理存放在O或I或2或3或4或5°C備用。在5噸酶解罐中加入2噸水，利用蒸汽加熱至55°C，加入4L中性β -甘露聚糖酶酶液，攪拌2或3分鐘，使酶液活化，緩慢加入粘度為20000mpa.s的魔芋精粉400kg，I小時(shí)加完。保持酶解溫度53或54或55或56或57°C，PH6.5，酶解時(shí)間或2或3或4小時(shí)測(cè)量甘露低聚糖混合物粘度為40mpa.s時(shí)停止酶解，得到低聚糖混合物，其中魔芋粉中葡甘聚糖生物轉(zhuǎn)化率為96%。
[0048](2)離心分離:
[0049]用臥式螺旋離心機(jī)LW250-1000型分離酶解液，采用氣動(dòng)隔膜泵QBY-25連續(xù)進(jìn)料和分離糖清液和渣，用錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)套裝有同心的卸料螺旋，兩者高速同向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)又有一定的轉(zhuǎn)速差，該轉(zhuǎn)速差由傳動(dòng)系統(tǒng)及差速器產(chǎn)生。懸浮液由進(jìn)料管連續(xù)引入并均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)端錐面上，在離心力的作用下，液相物穿過濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。固相物被截留在濾網(wǎng)內(nèi)形成濾渣，濾渣在離心力的錐面分力和卸料螺旋的共同作用下，連續(xù)地向轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)卸料槽排出機(jī)外，從而實(shí)現(xiàn)懸浮液的固液分離。對(duì)酶解液中的粗渣、纖維類物質(zhì)及0.05mm以上細(xì)小顆粒物進(jìn)行分離和排出，酶解液折光糖度18%。獲得一種透光率小于5 —10%，電導(dǎo)率3500— 5500 μ S/cm離心糖液。
[0050](3)陶瓷膜過濾:
[0051]離心液采用ΥΖ-Φ30-1016-37_12(Μ，366芯6組合陶瓷膜組作為精密分離的保障過濾，去除其中的蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)。陶瓷膜截留分子量10萬道爾頓，通過量1.2噸/小時(shí)，壓力0.25MPa。
[0052]離心液(折光糖度18%，透光率5 —10%，電導(dǎo)率:5000 μ S/cm)經(jīng)過陶瓷膜過濾后糖液純度達(dá)到80— 90%，有效地除去蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，其中折光糖濃度16%，透光率87%，電導(dǎo)率:2880 μ S/cm。截留糖液過濾的折光糖濃度23%。
[0053](4)離子交換精制:[0054]將陶瓷膜過濾液利用食品級(jí)732陽離子交H型樹脂、717陰離子交換OH型樹脂及大孔樹脂對(duì)甘露低聚糖陶瓷膜過濾液進(jìn)行脫鹽、脫色、脫味，控制進(jìn)料流速0.7-1.5L/h使交換液糖液透光率92%，電導(dǎo)率80 μ S/cm。
[0055](5) 2千分子量超濾:
[0056]將離子交換精制液用截留量2000分子量聚醚砜聚酰胺復(fù)合膜超濾，超濾糖液折光糖濃度為15%的甘露低聚糖成分?？色@得所需聚合度4一7低聚糖組分糖占總量的85%。
[0057](6)納濾:
[0058]經(jīng)過超濾后的糖液，其折光糖濃度為15%，利用截留量200道爾頓納濾膜對(duì)糖液進(jìn)行濃縮，除去水份使?jié)饪s糖液折光糖濃度達(dá)到30%，達(dá)到產(chǎn)品噴霧干燥所需濃度。
[0059](7)噴霧干燥。
[0060]將納濾后的濃縮液預(yù)熱到一定溫度55°C，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥即可得到85—95%高純度甘露低聚糖。
[0061]實(shí)施例2:
[0062]一種高純度甘露低聚糖的制備方法，包括如下步驟:
[0063](I)酶解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出甘露低聚糖混合物:使用黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)出高活性中性β -甘露聚糖酶，保藏號(hào)為=CCTCC Ν0.Μ2012554，酶活性高達(dá)4500ymol/ml，酶液經(jīng)純化處理存放在O~5°C備用。在5噸酶解罐中加入2.5噸水，利用蒸汽加熱至54°C，加入4.5L中性β -甘露聚糖酶酶液，攪拌2~3分鐘，使酶液活化，緩慢加入粘度為20000mpa.s的魔芋精粉550kg，I小時(shí)加完。保持酶解溫度53~56°C，PH6.5，酶解時(shí)間3.5小時(shí)測(cè)量甘露低聚糖混合物粘度為60mpa.s時(shí)停止酶 解，得到低聚糖混合物，其中魔芋粉中葡甘聚糖生物轉(zhuǎn)化率為95.5%。
[0064](2)離心分離:
[0065]用臥式螺旋離心機(jī)LW250-1000型分離酶解液，采用氣動(dòng)隔膜泵QBY-25連續(xù)進(jìn)料和分離糖清液和渣，用錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)套裝有同心的卸料螺旋，兩者高速同向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)又有一定的轉(zhuǎn)速差，該轉(zhuǎn)速差由傳動(dòng)系統(tǒng)及差速器產(chǎn)生。懸浮液由進(jìn)料管連續(xù)引入并均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)端錐面上，在離心力的作用下，液相物穿過濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。固相物被截留在濾網(wǎng)內(nèi)形成濾渣，濾渣在離心力的錐面分力和卸料螺旋的共同作用下，連續(xù)地向轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)卸料槽排出機(jī)外，從而實(shí)現(xiàn)懸浮液的固液分離。對(duì)酶解液中的粗渣、纖維類物質(zhì)及0.05mm以上細(xì)小顆粒物進(jìn)行分離和排出，酶解液折光糖濃度20%。獲得一種透光率小于5 —10%，電導(dǎo)率4500 μ S/cm離心糖液。
[0066](3)陶瓷膜過濾:
[0067]離心液采用YZ-(p30-1016-37-120W，366芯6組合陶瓷膜組作為精密分離的保障過濾，去除其中的蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)。陶瓷膜截留分子量10萬道爾頓，通過量1.0噸/小時(shí)，壓力0.2MPa。
[0068]離心液(折光糖濃度20%，透光率5 —10%，電導(dǎo)率:5300 μ S/cm)經(jīng)過陶瓷膜過濾后糖液純度達(dá)到80— 90%，有效地除去蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，其中折光糖濃度18%，透光率:90%，電導(dǎo)率:2850 μ S/cm。截留糖液過濾的折光糖度25。
[0069](4)離子交換精制:
[0070]將陶瓷膜過濾液利用食品級(jí)732陽離子交H型樹脂、717陰離子交換OH型樹脂及大孔樹脂對(duì)甘露低聚糖陶瓷膜過濾液進(jìn)行脫鹽、脫色、脫味，控制進(jìn)料流速0.7-1.5L/h使交換液糖液透光率92%，電導(dǎo)率80 μ S/cm。
[0071](5) 2千分子量超濾:
[0072]將離子交換精制液用2000道爾頓聚醚砜聚酰胺復(fù)合膜超濾，超濾糖液折光糖濃度為17%的甘露低聚糖成分?？色@得所需聚合度4一7低聚糖組分糖占總量的85%。
[0073](6)納濾:
[0074]經(jīng)過超濾后的糖液，其折光糖濃度為17%，利用截留量200道爾頓納濾膜對(duì)糖液進(jìn)行濃縮，除去水份使?jié)饪s糖液折光糖度達(dá)到33%，達(dá)到產(chǎn)品噴霧干燥所需濃度。
[0075](7)噴霧干燥:
[0076]將納濾后的濃縮液預(yù)熱到一定溫度55°C，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥即可得到85—95%高純度甘露低聚糖。
[0077]其它實(shí)施步驟與實(shí)施例1相同。
[0078]實(shí)施例3:
[0079]一種高純度甘露低聚糖的制備方法，包括如下步驟:
[0080](I)酶解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出甘露低聚糖混合物:使用黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)出高活性中性β -甘露聚糖酶，保藏號(hào)為=CCTCC Ν0.Μ2012554，酶活性高達(dá)4500ymol/ml，酶液經(jīng)純化處理存放在O~5°C備用。在5噸酶解罐中加入1.5噸水，利用蒸汽加熱至53°C，加入2.5L中性β -甘露聚糖酶酶液,攪拌3分鐘，使酶液活化，緩慢加入粘度為5000mpa.s的瓜爾豆膠255kg，I小時(shí)加完。保 持酶解溫度53~57°C，PH6.0，酶解時(shí)間4.5小時(shí)測(cè)量甘露低聚糖混合物粘度為70mpa.s時(shí)停止酶解，得到低聚糖混合物，其中瓜爾豆膠半乳甘露聚糖的生物轉(zhuǎn)化率為96%。
[0081](2)離心分離:
[0082]用臥式螺旋離心機(jī)LW250-1000型分離酶解液，采用氣動(dòng)隔膜泵QBY-25連續(xù)進(jìn)料和分離糖清液和渣，用錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)套裝有同心的卸料螺旋，兩者高速同向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)又有一定的轉(zhuǎn)速差，該轉(zhuǎn)速差由傳動(dòng)系統(tǒng)及差速器產(chǎn)生。懸浮液由進(jìn)料管連續(xù)引入并均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)端錐面上，在離心力的作用下，液相物穿過濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。固相物被截留在濾網(wǎng)內(nèi)形成濾渣，濾渣在離心力的錐面分力和卸料螺旋的共同作用下，連續(xù)地向轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)卸料槽排出機(jī)外，從而實(shí)現(xiàn)懸浮液的固液分離。對(duì)酶解液中的粗渣、纖維類物質(zhì)及0.05mm以上細(xì)小顆粒物進(jìn)行分離和排出，酶解液折光糖濃度15%。獲得一種透光率小于5 —10%，電導(dǎo)率4700 μ S/cm離心糖液。
[0083](3)陶瓷膜過濾:
[0084]離心液采用YZ-d^O-lOie-mOW，366芯6組合陶瓷膜組作為精密分離的保障過濾，去除其中的蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)。陶瓷膜截留分子量10萬道爾頓，通過量1.1噸/小時(shí)，壓力0.28MPa。
[0085]離心液(折光糖濃度15%，透光率8%，電導(dǎo)率:1750 μ S/cm)經(jīng)過陶瓷膜過濾后糖液純度達(dá)到80— 90%，有效地除去蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，其中折光糖濃度13%，透光率:85%，電導(dǎo)率:1050 μ S/cm。截留糖液過濾的折光糖濃度18%。
[0086](4)離子交換精制:
[0087]將陶瓷膜過濾液利用食品級(jí)732陽離子交H型樹脂、717陰離子交換OH型樹脂及大孔樹脂對(duì)甘露低聚糖陶瓷膜過濾液進(jìn)行脫鹽、脫色、脫味，控制進(jìn)料流速0.8-1.3L/h使交換液糖液透光率93%，電導(dǎo)率90 μ S/cm。
[0088](5) 2千分子量超濾:
[0089]將離子交換精制液用2000道爾頓聚醚砜聚酰胺復(fù)合膜超濾，超濾糖液折光糖濃度為12%可獲得所需聚合度4一7低聚糖組分糖占總量的85%。
[0090](6)納濾:
[0091]經(jīng)過超濾后的糖液，其糖度為12° BX，利用截留量200道爾頓納濾膜對(duì)糖液進(jìn)行濃縮，除去水份使?jié)饪s糖液折光糖度達(dá)到30%，達(dá)到產(chǎn)品噴霧干燥所需濃度。
[0092](7)噴霧干燥:
[0093]將納濾后的濃縮液預(yù)熱到一定溫度58°C，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥即可得到85—95%高純度半乳甘露低聚糖。
[0094]其它實(shí)施步驟與實(shí)施例1相同。
[0095]實(shí)施例4:
[0096]一種高純度甘露低聚糖的制備方法，包括如下步驟:
[0097](I)酶解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出甘露低聚糖混合物:使用黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)出高活性中性β -甘露聚糖酶，保藏號(hào)為=CCTCC Ν0.Μ2012554，酶活性高達(dá)4200ymol/ml，酶液經(jīng)純化處理存放在O~5°C備用。在5噸酶解罐中加入1.0噸水，利用蒸汽加熱至55°C，加入1.0L中性β -甘露聚糖酶酶液,攪拌3分鐘，使酶液活化，緩慢加入粘度為6000mpa.s的瓜爾豆膠150kg，I小時(shí)加完。保持酶解溫度53~57°C，PH6.0，酶解時(shí)間4.5小時(shí)測(cè)量甘露低聚糖混合物粘度為70mpa.s時(shí)停止酶解，得到低聚糖混合物，其中瓜爾豆膠半乳甘露聚糖的生物轉(zhuǎn)化率為95.5%。
[0098](2)離心分離:
[0099]用臥式螺旋離心機(jī)LW250-1000型分離酶解液，采用氣動(dòng)隔膜泵QBY-25連續(xù)進(jìn)料和分離糖清液和渣，用錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)套裝有同心的卸料螺旋，兩者高速同向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)又有一定的轉(zhuǎn)速差，該轉(zhuǎn)速差由傳動(dòng)系統(tǒng)及差速器產(chǎn)生。懸浮液由進(jìn)料管連續(xù)引入并均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)端錐面上，在離心力的作用下，液相物穿過濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。固相物被截留在濾網(wǎng)內(nèi)形成濾渣，濾渣在離心力的錐面分力和卸料螺旋的共同作用下，連續(xù)地向轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)卸料槽排出機(jī)外，從而實(shí)現(xiàn)懸浮液的固液分離。對(duì)酶解液中的粗渣、纖維類物質(zhì)及0.05mm以上細(xì)小顆粒物進(jìn)行分離和排出，酶解液糖度14。獲得一種透光率小于5 —10%,電導(dǎo)率4300 μ S/cm離心糖液。
[0100](3)陶瓷膜過濾:
[0101]離心液采用'7-(1)30-1016-37-1201 366芯6組合陶瓷膜組作為精密分離的保障過
濾，去除其中的蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)。陶瓷膜截留分子量10萬道爾頓，通過量1.1噸/小時(shí)，壓力0.28MPa。
[0102]離心液(糖度14° BX，透光率4%，電導(dǎo)率:1700 μ S/cm)經(jīng)過陶瓷膜過濾后糖液純度達(dá)到80—90%，有效地除去蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，其中糖度12° BX，透光率:85%，電導(dǎo)率:1085 μ S/cm。截留糖液過濾的折光糖濃度18%。
[0103](4)離子交換精制:
[0104]將陶瓷膜過濾液利用食品級(jí)732陽離子交H型樹脂、717陰離子交換OH型樹脂及大孔樹脂對(duì)甘露低聚糖陶瓷膜過濾液進(jìn)行脫鹽、脫色、脫味，控制進(jìn)料流速0.8-1.3L/h使交換液糖液透光率92%，電導(dǎo)率85 μ S/cm。
[0105](5) 2千分子量超濾:
[0106]將離子交換精制液用2000道爾頓聚醚砜聚酰胺復(fù)合膜超濾，超濾糖液糖度為11%,可獲得所需聚合度4一7低聚糖組分糖占總量的85%。
[0107](6)納濾:
[0108]經(jīng)過超濾后的糖液，其糖度為11° BX，利用截留量200道爾頓納濾膜對(duì)糖液進(jìn)行濃縮，除去水份使?jié)饪s糖液折光糖度達(dá)到31%，達(dá)到產(chǎn)品噴霧干燥所需濃度。
[0109](7)噴霧干燥:
[0110]將納濾后的濃縮液預(yù)熱到一定溫度56°C，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥即可得到85—95%高純度半乳甘露低聚糖。
[0111]其它實(shí)施步驟與 實(shí)施例1相同。
【權(quán)利要求】
1.一種高純度甘露低聚糖的制備方法，包括如下步驟: A、酶解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出甘露低聚糖混合物:使用黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)出高活性中性β_甘露聚糖酶，酶活性達(dá)5000~8000 μ mol/ml，利用該酶酶解魔芋精粉或瓜爾豆膠，底物濃度為15~25%，原料粘度為5000~20000mpa.s，酶解溫度控制在53~57°C，PH 6.0~7.0，酶用量與底物比為1:100~150v/w，酶解時(shí)間2~5小時(shí)測(cè)量甘露低聚糖混合物粘度為10~80mpa.s時(shí)停止酶解，得到低聚糖混合物； B、離心分離: 用臥式螺旋離心機(jī)分離酶解液，采用氣動(dòng)隔膜泵連續(xù)進(jìn)料和分離糖清液和渣，用錐形轉(zhuǎn)鼓內(nèi)套裝有同心的卸料螺旋，懸浮液由進(jìn)料管連續(xù)引入并均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)端錐面上，在離心力的作用下，液相物穿過濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外，固相物被截留在濾網(wǎng)內(nèi)形成濾渣，濾渣在離心力的錐面分力和卸料螺旋的共同作用下，連續(xù)地向轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)卸料槽排出機(jī)外，實(shí)現(xiàn)懸浮液的固液分離，對(duì)酶解液中的不溶于水植物纖維、淀粉、及0.05mm顆粒物進(jìn)行分離和排出，酶解液折光糖濃度13~23%，獲得一種透光率5 —10%，電導(dǎo)率3500— 5500 μ S/ cm離心糖液； C、陶瓷膜過濾: 離心液采用YZ- Φ 30-1016-37-120W, 366芯6組合陶瓷膜組作為精密分離的過濾，去除其中的蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，陶瓷膜截留分子量10萬道爾頓，通過量1.0~1.5噸，壓力 0.1 ~0.4MPa ； 離心液:折光糖濃度13~23，透光率5 —10%，電導(dǎo)率3500— 5500 μ S/ cm，經(jīng)過陶瓷膜過濾后糖液純度達(dá)到80— 90%，有效地除去蛋白質(zhì)、淀粉和多糖物質(zhì)，過濾的折光糖濃度10~20%，透光率≥85%，電導(dǎo)率< 3000 μ S/ cm，截留糖液過濾的折光糖濃度15~25% ； D、離子交換精制: 將陶瓷膜過濾液利用食品級(jí)的732陽離子交H型樹脂、717陰離子交換OH型樹脂及大孔樹脂對(duì)甘露低聚糖陶瓷膜過濾液進(jìn)行脫鹽、脫色、脫味，精制后糖液透光率> 90%,電導(dǎo)率< 100 μ S/ cm ； E、2千分子量超濾: 將離子交換精制液用截留量2000道爾頓聚醚砜聚酰胺復(fù)合膜超濾，獲得所需聚合度4—7低聚糖組分糖占總量的85% ； F、納濾:經(jīng)過陶瓷膜、離子交換精制、超濾膜過濾后的糖液，其固形物含量在9~18%，利用截留分子量為200道爾頓的納濾膜對(duì)糖液進(jìn)行濃縮，除去水份使?jié)饪s糖液折光糖濃度達(dá)到28~38%，達(dá)到產(chǎn)品噴霧干燥濃度； G、噴霧干燥:將納濾后的濃縮液預(yù)熱，溫度控制在50~60°C，進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥，得到85— 95%高純度甘露低聚糖。
【文檔編號(hào)】C07H1/06GK103468766SQ201310428885
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】王光榮, 趙西選, 楊富鍵, 向陽, 梅德斌, 徐曙光, 余夢(mèng)成 申請(qǐng)人:恩施天天佳生物科技有限公司