一种利用葡萄糖副产物母液制备低聚异麦芽糖的方法

本发明属于功能低聚糖制备，公开了一种利用葡萄糖副产物母液制备低聚异麦芽糖的方法。

背景技术：

1、益生元，能有效促进体内有益菌的代谢和增殖，改善宿主健康。低聚异麦芽糖(imo)作为具有益生元活性的碳水化合物更加受到人们高度关注，它是指葡萄糖分子间以α-1，6糖苷键结合的异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖及四糖以上的低聚糖，国标中的主要成分为异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖，独特的理化特性使其作为甜味剂具有良好的功能性。imo具有很多生理功能，不被生物体内淀粉消化酶消化，热量低，甜度低，基本上不增加而血糖血脂水平，故被广泛用于生产低糖产品。同时，imo具有双歧因子特性，能促进人体肠道内的双歧杆菌等益生菌的增殖，进而抑制肠道内各类有害菌及腐败物质的形成，有助于肠道健康和免疫系统的增强，增加各种维生素的含量，提高机体免疫力，改善排便，降低总胆固醇水平，改善脂质代谢，利用低聚异麦芽糖所具有的多种优良理化性质和生理保健功能，其在诸如保健品、食品、医药、化妆品等领域具有广泛应用价值。

2、工业上传统酶法制备低聚异麦芽糖，是以玉米淀粉为原料，采用液化、糖化、转苷、精制、干燥等工艺得到目标产物。α-葡萄糖苷酶是工业生产imo的关键酶之一，通过切开麦芽糖或麦芽寡糖的α-1,4糖苷键，并将游离的一个葡萄糖残基以α-1,6糖苷键的形式连接到另一个葡萄糖或麦芽糖分子上，生成异麦芽(寡)糖和潘糖等。此法生产低聚异麦芽糖，转苷后其糖类组分中约含有50％-60％的各种低聚异麦芽糖和40％-50％的葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽寡糖，最后经过过滤、脱色、脱盐、浓缩等得到成品，并可以通过酵母发酵或物理分离纯化获得高纯度产品，目前以酵母发酵法去除可发酵糖为主流生产技术。然而低聚异麦芽糖工业生产中，α-葡萄糖苷酶价格昂贵，催化成本高，操作稳定性差，工序多、周期长、底物转化率低、产物复杂、工艺参数控制困难等缺点，且酶法转化产品中重要功能性糖分的含量不高(约为35％)，这些都制约着我国imo产业的进一步发展和应用。

3、在葡萄糖生产工艺中，怎样提高其离心分离后产生的副产物母液的附加值，一直是困扰行业的难题。葡萄糖母液中，一般含有淀粉水解过程中生产的80-90％葡萄糖，其它成分为麦芽糖、麦芽三糖、麦芽寡糖、异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖等各种多糖。一般副产物母液的处理方法，一是直接按照干基量为定价依据作为副产品销售，二是为下游发酵提供原料，但因葡萄糖含量较低，需要经过提纯后才能为某些发酵菌种所利用。无论哪种处理方式，其附加值都不高，使得葡萄糖生产成本无法进一步下降。因此，发明出一种可以提高葡萄糖母液附加值，降低葡萄糖生产成本，同时又能解决酶法生产低聚异麦芽糖催化成本高、工序多、周期长、底物转化率低、产物复杂以及工艺参数控制困难等问题的方法显得极为重要。

技术实现思路

1、为了解决以上存在的问题，本发明提供了一种利用葡萄糖副产物母液制备低聚异麦芽糖的方法，利用葡萄糖生产过程中离心分离工序分离出的副产物葡萄糖母液为原料，不添加任何酶制剂，经过色谱分离、脱色、精制、蒸发及干燥等工序制成imo-50型低聚异麦芽糖和高纯度的葡萄糖浆，该产品符合低聚异麦芽糖国家标准(gb/t 20881-2017)中关于imo-50产品的规定，而高纯度的葡萄糖浆可以作为发酵的原料，也可以返回到结晶糖系统中重新结晶干燥制成葡萄糖，从而提高葡萄糖收率，降低葡萄糖成本，该技术为其在工业生产imo的进一步应用研究提供参考。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种利用葡萄糖副产物母液制备低聚异麦芽糖的方法，本技术利用葡萄糖生产过程中离心分离工序分离出的副产物葡萄糖母液为原料，经过色谱分离、精制、蒸发及干燥等工序得到imo-50型低聚异麦芽糖和葡萄糖浆，具体步骤如下。

4、1)将葡萄糖副产物母液经色谱分离进行分离，得到低聚异麦芽糖浆和低纯度葡萄糖浆；

5、2)低聚异麦芽糖浆经精制和离交，去除色泽和各种离子；

6、3)经脱味去除加工过程累积的异味；

7、4)经蒸发浓缩、喷雾干燥，生产出符合国标要求imo-50型低聚异麦芽糖粉；

8、5)色谱分离产生的低纯度葡萄糖浆经过膜过滤，得到高纯度葡萄糖浆；

9、6)高纯度葡萄糖浆再经蒸发浓缩成发酵原料或返回葡萄糖生产系统去提高收率；

10、7)同时，膜过滤截流液返回前端与葡萄糖副产物母液混合作为色谱分离的原料。

11、步骤1)中，葡萄糖副产物母液的干物浓度为55-59％；将葡萄糖副产物母液温度加热到58-62℃，色谱分离采用循环顺序式色谱柱，洗水温度58-62℃，水料比为2:1-3:1，色谱树脂为钾型树脂，洗水为脱盐水，径高比为1:10，流速为1bv/h；色谱提余液为低聚异麦芽糖浆，色谱提取液为低纯度葡萄糖浆。

12、步骤2)中，精制包括活性炭脱色和板框过滤；向低聚异麦芽糖浆中加入0.18-0.2kg/t活性炭，搅拌均匀，经粉末碳脱色和板框过滤，脱色温度为70-72℃，脱色时间为40-45min，得到色值30-40icumsa，板框过滤压力为2-2.5bar，透光率为92-96％的滤液；

13、离交包括以下步骤：滤液按强酸性阳离子、弱碱性阴离子的顺序依次进入固定床离子交换树脂，去除液体中的杂质离子，进料温度50-55℃，运行压力0.5-0.9bar，运行时间30-32min，得到电导率<30μs/cm的离子交换液。

14、步骤3)中，调节离子交换液温度为63-67℃，医用级粉未碳添加量0.1-0.3％，脱味时间28-32min，进行脱味处理，过滤，得脱味后的物料。

15、步骤4)中脱味后的物料蒸发浓缩至55-65％，喷干塔进风温度180-200℃。

16、步骤5)中，膜过滤运行温度47-51℃。

17、步骤6)中，蒸发进料温度调整至70℃。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、本发明利用葡萄糖生产过程中离心分离工序分离出的副产物葡萄糖母液为原料，经过色谱分离、精制、蒸发及干燥等工序得到imo-50型低聚异麦芽糖，解决低聚异麦芽糖传统酶法工业生产中，α-葡萄糖苷酶价格昂贵，催化成本高，操作稳定性差，工序多、周期长、底物转化率低、产物复杂、工艺参数控制困难等问题。同时，分离出的葡萄糖浆可以作为发酵的原料，也可以返回到结晶糖系统中重新结晶干燥制成葡萄糖，从而提高葡萄糖收率，降低了葡萄糖生产成本。

技术特征：

1.一种利用葡萄糖副产物母液制备低聚异麦芽糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，葡萄糖副产物母液的干物浓度为55-59％；将葡萄糖副产物母液温度加热到58-62℃，色谱分离采用循环顺序式色谱柱，洗水温度58-62℃，水料比为2:1-3:1，色谱树脂为钾型树脂，洗水为脱盐水，径高比为1:10，流速为1bv/h；色谱提余液为低聚异麦芽糖浆，色谱提取液为低纯度葡萄糖浆。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，精制包括活性炭脱色和板框过滤；向低聚异麦芽糖浆中加入0.18-0.2kg/t活性炭，搅拌均匀，经粉末碳脱色和板框过滤，脱色温度为70-72℃，脱色时间为40-45min，得到色值30-40icumsa，板框过滤压力为2-2.5bar，透光率为92-96％的滤液；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3)中，调节离子交换液温度为63-67℃，医用级粉未碳添加量0.1-0.3％，脱味时间28-32min，进行脱味处理，过滤，得脱味后的物料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4)中脱味后的物料蒸发浓缩至55-65％，喷干塔进风温度180-200℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)中，膜过滤运行温度47-51℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)中，蒸发进料温度调整至70℃。

技术总结本发明提供了一种利用葡萄糖副产物母液制备低聚异麦芽糖的方法，属于功能低聚糖制备技术领域，本发明利用葡萄糖生产过程中离心分离工序分离出的副产物葡萄糖母液为原料，不添加任何酶制剂，经过色谱分离、脱色、精制、蒸发及干燥等工序制成IMO‑50型低聚异麦芽糖和高纯度的葡萄糖浆，该产品符合低聚异麦芽糖国家标准(GB/T 20881‑2017)中关于IMO‑50产品的规定，而高纯度的葡萄糖浆可以作为发酵的原料，也可以返回到结晶糖系统中重新结晶干燥制成葡萄糖，从而提高葡萄糖收率，降低葡萄糖成本，该技术为其在工业生产IMO的进一步应用研究提供参考。技术研发人员：王玉琦,曹婷,徐宝峰,岳莹雪受保护的技术使用者：东北农业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18