本发明专利技术涉及低聚果糖的制备，具体的说是一种柱式离子交换法水解菊芋制备低聚果糖的方法，１）制备菊芋汁；２）将制备的煮提液经氢氧化钙处理，通ＣＯ↓［２］气体，沉淀离心过滤，得到澄清的菊芋汁；３）采用阳离子交换树脂，处理菊芋煮提液，流速控制在８００－１２００ｃｍ↑［３］／ｈ，流出液ｐＨ值控制在１．０－２．２之间；４）流出液放置于室温下，酸解２－６小时，过强阴离子树脂，汁液经浓缩，喷雾干燥或真空干燥。本发明专利技术采用离子交换树脂除去菊粉中杂质的同时，降低其ｐＨ值，并控制酸解时间，该法与酶法相比，可产生与酶法纯度相当的产品，但生产成本大为降低。具有省时、省力、工艺简单的优势，为将来大规模工业化生产低聚果糖奠定了基础。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低聚果糖的制备，具体的说是以菊芋为原料，利用离子交换柱生产低聚果糖的方法。
技术介绍
低聚果糖(Fructooligosaccharide，FOS)，又名寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，是存在于水果、蔬菜、蜂蜜等物质中的天然活性成份，优良的水溶性膳食纤维。目前，低聚果糖以其优越的生理功能成为近十年来国际食品市场上广泛流行的功能性食品基料，应用范围多达500余种食品、保健品和药品，被誉为二十一世纪健康新糖源。低聚果糖的生理功能a..双向调节体内菌群促进双歧杆菌的迅速增殖，抑制外源致病菌和肠内腐败细菌的繁殖，减少肠内毒素的污染。b..润肠通便良好的水溶性膳食纤维。，促进肠道蠕动、清除肠道垃圾，防止便秘、腹泻，改善肠胃功能。减少有毒代谢产物，保护肝脏。c..调节血脂降低血清胆固醇。改善脂质代谢，改善高血压、动脉硬化、心血管疾病。d..促进人体内维生素B族合成提高机体新陈代谢水平，增强免疫力和抗病力。e..促进钙、镁、铁等矿物质吸收促进食物中钙、铁、锌等矿物质及蛋白质的消化吸收，改善营养不良，促进发育及预防骨质疏松症。f..防止肥胖低热量，为需要减肥人士、肥胖人士、低血糖者提供新的糖源。g..美容作用预防及改善由于体内毒素而引起的皮肤性疾病，可防止面疮、黑斑、雀斑、青春痘、老人斑，使皮肤亮丽、老化减缓。h..防龋齿不被突变链球菌等口腔微生物利用，具有防龋齿功效。(Kathy R.Niness，1999，Inulin and OligofructoseWhat Are They？，J.Nutr.1291402-1406.)低聚果糖(FOS)的生产多采用生物酶法，以蔗糖为底物生产低聚果糖，绝大多数商品FOS含有大量蔗糖和葡萄糖，是一种含多种糖的混合物。产品FOS纯度低，最高含量55～60％(DW)(王建华，2003，微生物低聚果糖合成酶及其应用研究述评，天然产物研究与开发，Vol.15，No.6，544-551.)，使FOS品质受影响。出于生产高纯度FOS考虑，人们另辟途径，以富含多聚果糖的植物材料如菊芋为原料，利用微生物产多聚果糖降解酶，生产低聚果糖，然而，目前利用生物酶发，由于发酵酶活不高，生产纯化成本较高。而在利用离子交换树脂除去菊粉中杂质的同时，降低其pH值，并控制酸解时间，可产生与酶法纯度相当的产品，但生产成本大为降低.具有省时、省力、工艺简单的优势，为将来大规模工业化生产奠定了基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以菊芋为原料，采用离子交换树脂的，水解长链果聚糖，生产低聚果糖的方法；产生与酶法纯度相当的产品，但生产成本大为降低.具有省时、省力、工艺简单的优势，为将来大规模工业化生产奠定了基础。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为，按如下步骤进行操作，1)制备菊芋汁A.新鲜菊芋切片，加0.5～2倍体积水，80～95℃浸提30min-1h；B.或将新鲜菊芋切片，风干，干燥通风处储存，使用时加7倍体积水，80～95℃浸提30min-1h；C.或将菊芋经2～10％NaOH 90-97℃处理20s-1min去皮，加0.5～2倍体积的水，80～95℃浸提30min-1h；2)将制备的煮提液经氢氧化钙处理，使溶液pH＝11-13，通CO2气体，中和使溶液pH8-10，产生絮状的碳酸钙，沉淀离心过滤，得到澄清的菊芋汁；具体为按照每立升提取液中加入氢氧化钙粉剂1-2克，使溶液pH＝11-13，充分搅拌均匀后，通入二氧化碳，中和使溶液pH8-10，产生絮状的碳酸钙，并经过过滤使沉淀和液体分离，过滤后得菊芋滤液。3)离子交换柱的处理采用阳离子交换树脂，处理菊芋煮提液，流速控制在800-1200cm3/h，流出液pH值控制在1.0-2.2之间；4)流出液放置于室温下，调pH＝1.0-2.0，酸解2-6小时，过强阴离子树脂，汁液经浓缩，喷雾干燥或真空干燥。所述步骤1)A或步骤1)B的水溶液中还可添加抗氧化剂抗坏血酸、柠檬酸或叔丁基对苯二酚，抗氧化剂于水溶液中的质量浓度0.01-0.02％。所述阳离子交换树脂为DOOLSS大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂或其它强酸性阳离子交换树脂，所述阴离子树脂为强阴离子树脂D280或其他强阴离子交换树脂。本专利技术同酶法生产低聚果糖相比，具有一下优点1.生产成本低。本专利技术提供了柱式离子交换法水解菊芋制备低聚果糖的新工艺，省去了传统的酶法转化的过程，利用离子交换树脂在去除杂质的同时，水解菊芋浸提液中长链果聚糖，得到低聚果糖。整个工艺流程短，无需用传统的酶降解法，要求设备简单，并且产品纯度与酶法生产的低聚果糖纯度相当。该法与酶法相比，可产生与酶法纯度相当的产品，但生产成本大为降低，具有省时、省力、工艺简单的优势，为将来大规模工业化生产低聚果糖奠定了基础。2.适合大规模工业化生产。该法的特点是不直接使用任何酸性化学试剂处理菊粉液，本专利技术采用离子交换树脂除去菊粉中杂质的同时，降低其pH值，并控制酸解时间，达到将长链菊粉水解成短链低聚果糖的目的；与酶法相比，管理费用以及设备投资大大降低，而且整个流程操作简单，符合大规模工业化生产的要求。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术的技术进一步说明。实施例1新鲜菊芋，5％NaOH 95℃处理30s，清水冲洗去皮，加一倍体积的水，90℃煮提1h，经Ca(OH)2处理，并通入CO2至中性，沉淀离心过滤，滤液以流速1000cm3/h通过DOOLSS大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂(南开大学)，液体经室温放置2h，过强阴性离子交换树脂D280(南开大学)，汁液喷雾干燥。实施例2料水比的确定分别称取100g新鲜菊芋4份，洗净，切片，分别加入0.5倍，1倍，1.5倍，2倍体积的水在80℃煮提1h，取四份煮提液样品经0.2M HCLO4水解2h，采用DNS法测定酸解液还原糖的含量以计算出煮提液中总糖的含量，100g菊芋加0.5倍水煮提总糖提取率65％，1倍水煮提总糖提取率80.0％，1.5倍水煮提总糖提取率80.2％，2倍水煮提总糖提取率80.8％。100g菊芋加入2倍体积的水在80℃煮提1h，总糖提取率较高，但是，加入一倍体积水与继续增加水的体积，对总糖提取率几乎没有影响。煮提汁液棕褐色。实施例3煮提温度的确定分别称取100g新鲜菊芋4份，洗净，切片，分别加入，1倍体积的水在80℃，85℃，90℃，95℃煮提1h。取四份煮提液样品经0.2M HCLO4水解2h。采用DNS法测定酸解液还原糖的含量，以计算出煮提液中总糖的含量。100g菊芋加入1倍体积的水在80℃煮提总糖提取率80.0％，85℃煮提总糖提取率82.8％，90℃煮提总糖提取率为91.0％，95℃煮提总糖提取率91.2％。发现90℃煮提1h，总糖提取率较高，浸提温度的提高不会显著增加煮提液中总糖的含量。但是，煮提液颜色棕褐色。实施例4煮提时间的确定分别称取100g新鲜菊芋4份，洗净，切片，分别加入，1倍体积的水在90℃，煮提15min，30min，1hm，90min。取四份煮提液样品经0.2M HCLO4水解2h。采用DNS法测定酸解液还原糖的含量，以计算出煮提液中总糖的含量。100g菊芋加入1倍体积的水在煮提15min总糖提取率78.8％，煮提30min总糖提取率84.2％，90℃煮提1h，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种柱式离子交换法水解菊芋制备低聚果糖的方法，其特征在于：按如下步骤进行操作， １）制备菊芋汁： Ａ．新鲜菊芋切片，加０．５～２倍体积水，８０～９５℃浸提３０ｍｉｎ－１ｈ； Ｂ．或将新鲜菊芋切片，风干，加７倍体积水，８０～９５℃浸提３０ｍｉｎ－１ｈ； Ｃ．或将菊芋经２～１０％ＮａＯＨ９０－９７℃处理２０ｓ－１ｍｉｎ去皮，加０．５～２倍体积的水，８０～９５℃浸提３０ｍｉｎ－１ｈ； ２）将制备的煮提液经氢氧化钙处理，使溶液ｐＨ＝１１－１３，通ＣＯ↓［２］气体，中和使溶液ｐＨ８－１０，产生絮状的碳酸钙，沉淀离心过滤，得到澄清的菊芋汁； ３）离子交换柱的处理：采用阳离子交换树脂，处理菊芋煮提液，流速控制在８００－１２００ｃｍ↑［３］／ｈ，流出液ｐＨ值控制在１．０－２．２之间； ４）流出液放置于室温下，调ｐＨ＝１．０－２．０，酸解２－６小时，过强阴离子树脂，汁液经浓缩，喷雾干燥或真空干燥。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜昱光，胡建恩，曹海龙，赵静玫，李曙光，白雪芳，刘晗，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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