一种低聚半乳糖的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低聚半乳糖的制备方法，包括以下步骤：S1、利用保藏编号为CCTCC NO:M 2015666的芽孢杆菌制备β‑半乳糖苷酶溶液；S2、将β‑半乳糖苷酶溶液加入到乳糖溶液中，进行酶反应，再加入啤酒酵母发酵，得到低聚半乳糖溶液；S3、将低聚半乳糖溶液用陶瓷膜和有机膜纳滤，得到低聚半乳糖清液；S4、将低聚半乳糖清液进行浓缩，得到低聚半乳糖糖浆；向低聚半乳糖清液中添加麦芽糊精或淀粉，得到低聚半乳糖粉剂。本发明专利技术利用啤酒酵母快速发酵可降低葡萄糖的含量，提高低聚半乳糖的比例，并且酶分离利用方便，反应时间短，生产低聚半乳糖转化率高，纯化方法简单，可大大节省生产成本，有利于大规模工业化生产。

A preparation method of oligomeric galaccharide

The invention relates to a oligomate preparation method comprises the following steps: S1, the preservation number is CCTCC NO:M 2015666 bacillus preparation beta galactosidase solution; S2, beta galactosidase was added to lactose solution, enzyme reaction, adding yeast fermentation. And get oligo galactose solution; S3, ceramic membrane and organic membrane with oligo galactose solution, obtained oligomate liquid; S4, the oligomate supernatant was concentrated by oligomate syrup; adding malt dextrin or starch to the oligomate supernatant, get oligomate powder. Beer yeast rapid fermentation can reduce the glucose contents of the invention improve the oligomate ratio, and enzyme separation using convenient, short reaction time, the production of oligomate high conversion rate, simple purification method, can greatly reduce the production cost, and is conducive to large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种低聚半乳糖的制备方法
本专利技术属于糖工业
，具体涉及一种低聚半乳糖的制备方法。
技术介绍
低聚半乳糖(Galactooligosaccharides，GOS)是一种具有天然属性的功能性低聚糖，其分子结构一般是在半乳糖或葡萄糖分子上连接1～7个半乳糖基。在自然界中，动物的乳汁中存在微量的GOS，而人母乳中含量较多，婴儿体内的双歧杆菌菌群的建立很大程度上依赖母乳中的GOS成分。低聚半乳糖对肠内的双歧杆菌和乳酸菌具有同时增殖的作用，且能抑制有害病原菌和腐败菌生长；低聚半乳糖不能被突变链球菌等口腔细菌利用，可降低致龋齿性；低聚半乳糖的摄入可促进肠道对钙、镁、钾的吸收，降低对钠的吸收；低聚半乳糖具有降低总胆固醇和甘油三酯水平，改善血清脂质代谢的效果；低聚半乳糖能有效刺激肠道蠕动，减少和防止便秘的发生，调节肠道微生态，促进肠道健康。低聚半乳糖作为一种新的功能性食品，其安全性已经受到广泛认可，2008年9月我国将其列入新资源食品目录，2014年低聚半乳糖作为食品营养强化剂列入《食品安全国家标准食品营养强化剂使用标准》。低聚半乳糖的制备方法主要有五种：从天然原料中提取、天然多糖的酸水解、化学法合成、发酵法合成及酶法合成。但是，在自然界中，GOS的含量非常少，且无色，不带电荷，提取分离困难；天然多糖转化产品得率低，产物成分复杂，难以得到纯品；化学法合成毒性大，易残留，得率低，对环境污染严重；发酵法主要是利用微生物发酵合成GOS，目前仍处于实验室阶段，以上四种方法均无法在实际生产中应用。酶法合成是以乳糖为原料，乳糖经β～半乳糖苷酶水解生成葡萄糖和半乳糖，再经β～半乳糖苷酶催化在半乳糖基上连接1～4个半乳糖分子而得到GOS。但是，随着反应的进行乳糖含量会不断下降，而葡萄糖含量会不断增加，过多的葡萄糖会造成合成的低聚半乳糖比例不能符合标准。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种低聚半乳糖的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种低聚半乳糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将环状芽孢杆菌接种至装有发酵培养基的发酵罐中发酵培养，发酵培养条件为：温度25～35℃，pH6.5～7.5，搅拌速度200rpm，培养30～40h，得到环状芽孢杆菌发酵液，将环状芽孢杆菌发酵液冷冻离心，除去菌体，得到β-半乳糖苷酶溶液，经检测其酶活达到5.0U/mL以上；S2、将步骤S1所得的β-半乳糖苷酶溶液加入到浓度为200g/L～500g/L的乳糖溶液中，于35～40℃下搅拌反应24～36h，再加入啤酒酵母发酵12～24h，得到纯度为57％以上的低聚半乳糖溶液；S3、将步骤S2所得的低聚半乳糖溶液用膜孔径为0.5～1μm的陶瓷膜过滤，去除溶液中的啤酒酵母菌体和大分子蛋白质，再用膜孔径为200Da～1000Da的有机膜纳滤，得到低聚半乳糖清液；S4、将步骤S3所得的低聚半乳糖清液进行浓缩，得到低聚半乳糖糖浆；向步骤S3所得的低聚半乳糖清液中添加麦芽糊精或淀粉，得到低聚半乳糖粉剂。进一步地，所述步骤S4中的低聚半乳糖糖浆的具体制备方法是：将步骤S3所得的低聚半乳糖清液用板式蒸发器进行浓缩，当浓缩至固形物含量为70％～76％时，停止浓缩，收集浓缩液，得到低聚半乳糖糖浆。进一步地，所述步骤S4中的低聚半乳糖粉剂的具体制备方法是：向步骤S3所得的低聚半乳糖清液中添加麦芽糊精或淀粉，当调剂至固形物质量含量为15％～30％时，进行喷雾干燥，得到质量含量为27％～90％的低聚半乳糖粉剂。进一步地，所述步骤S3中的陶瓷膜操作的压力为1.0～2.5MPa，操作的温度为40～75℃，浓缩倍数为10～20倍。进一步地，所述步骤S2中所加入的β-半乳糖苷酶溶液的浓度为0.4U/mL～2.0U/mL。进一步地，所述步骤S1中的环状芽孢杆菌为环状芽孢杆菌(Bacilluscirculans)NTLC3.002，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO:M2015666。进一步地，所述步骤S1中的发酵培养基含有以下浓度的组分：乳糖5～30g/L、酵母抽提物7～20g/L、蛋白胨5～20g/L、MgSO4·7H2O0.1～0.5g/L、Na2HPO40.5～2g/L、NaCl2～10g/L，余量为水。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术利用啤酒酵母快速发酵可降低葡萄糖的含量，提高低聚半乳糖的比例，并且酶分离利用方便，反应时间短，生产低聚半乳糖转化率高，纯化方法简单，可大大节省生产成本，有利于大规模工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本实施例提供一种低聚半乳糖糖浆的制备方法，包括以下步骤：S1、以保藏编号为CCTCCNO:M2015666的芽孢杆菌作为出发菌株，采用常规方法将其接种至装有发酵培养基的5L发酵罐中发酵培养，发酵培养基含有以下浓度的组分：乳糖5～30g/L、酵母抽提物7～20g/L、蛋白胨5～20g/L、MgSO4·7H2O0.1～0.5g/L、Na2HPO40.5～2g/L、NaCl2～10g/L，余量为水，发酵发酵培养条件为：温度25℃，发酵过程中通过补加碱液进行pH控制，使发酵液pH维持在6.5～7.5范围内，搅拌速度200rpm，培养40h，得到环状芽孢杆菌发酵液，将环状芽孢杆菌发酵液冷冻离心，除去菌体，得到β-半乳糖苷酶溶液，经检测其酶活可达5.1U/mL。β-半乳糖苷酶酶活检测方法：将ONPG(邻硝基苯β-D-半乳吡喃糖苷)用pH7.0、0.1M的磷酸钾缓冲液配成1mg/mL的溶液。取2mL该溶液在35℃水浴中保温10min，然后加入0.5mLβ-半乳糖苷酶溶液准确反应15min。加入2.5mL0.15mol/L的碳酸钠溶液终止反应。静止3min后，在420nm处测吸光值，根据标准曲线测得酶活。酶活力单位定义：在上述反应条件下，每分钟分解ONPG，生成1μmol邻硝基苯酚(ONP)所需要的酶量为1个酶活力单位(U)。酶活计算：通过ONPG溶液酶解反应后测得的吸光度根据标准曲线算出产物ONP的量，然后乘以稀释倍数10，再除以反应时间15，即为酶活。S2、向浓度为200g/L的乳糖溶液中加入步骤S1所得的β-半乳糖苷酶溶液，β-半乳糖苷酶溶液的浓度为0.4U/mL，于40℃下搅拌反应24h，再加入啤酒酵母发酵12h，得到纯度为63％的低聚半乳糖溶液。S3、将步骤S2所得的低聚半乳糖溶液用膜孔径为0.5μm的陶瓷膜过滤，去除溶液中的啤酒酵母菌体和大分子蛋白质，再用膜孔径为200Da的有机膜纳滤，得到低聚半乳糖清液。其中，陶瓷膜操作的压力为1.0MPa，操作的温度为40℃，浓缩倍数为10倍。S4、将步骤S3所得的低聚半乳糖清液用板式蒸发器进行浓缩，当浓缩至固形物含量为70％时，停止浓缩，收集浓缩液，得到低聚半乳糖糖浆。实施例2：本实施例提供一种低聚半乳糖糖浆的制备方法，包括以下步骤：S1、以保藏编号为CCTCCNO:M2015666的芽孢杆菌作为出发菌株，采用常规方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低聚半乳糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将环状芽孢杆菌接种至装有发酵培养基的发酵罐中发酵培养，发酵培养条件为：温度25～35℃，pH 6.5～7.5，搅拌速度200rpm，培养30～40h，得到环状芽孢杆菌发酵液，将环状芽孢杆菌发酵液冷冻离心，除去菌体，得到β‑半乳糖苷酶溶液，经检测其酶活达到5.0U/mL以上；S2、将步骤S1所得的β‑半乳糖苷酶溶液加入到浓度为200g/L～500g/L的乳糖溶液中，于35～40℃下搅拌反应24～36h，再加入啤酒酵母发酵12～24h，得到纯度为57％以上的低聚半乳糖溶液；S3、将步骤S2所得的低聚半乳糖溶液用膜孔径为0.5～1μm的陶瓷膜过滤，去除溶液中的啤酒酵母菌体和大分子蛋白质，再用膜孔径为200Da～1000Da的有机膜纳滤，得到低聚半乳糖清液；S4、将步骤S3所得的低聚半乳糖清液进行浓缩，得到低聚半乳糖糖浆；向步骤S3所得的低聚半乳糖清液中添加麦芽糊精或淀粉，得到低聚半乳糖粉剂。

【技术特征摘要】
1.一种低聚半乳糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将环状芽孢杆菌接种至装有发酵培养基的发酵罐中发酵培养，发酵培养条件为：温度25～35℃，pH6.5～7.5，搅拌速度200rpm，培养30～40h，得到环状芽孢杆菌发酵液，将环状芽孢杆菌发酵液冷冻离心，除去菌体，得到β-半乳糖苷酶溶液，经检测其酶活达到5.0U/mL以上；S2、将步骤S1所得的β-半乳糖苷酶溶液加入到浓度为200g/L～500g/L的乳糖溶液中，于35～40℃下搅拌反应24～36h，再加入啤酒酵母发酵12～24h，得到纯度为57％以上的低聚半乳糖溶液；S3、将步骤S2所得的低聚半乳糖溶液用膜孔径为0.5～1μm的陶瓷膜过滤，去除溶液中的啤酒酵母菌体和大分子蛋白质，再用膜孔径为200Da～1000Da的有机膜纳滤，得到低聚半乳糖清液；S4、将步骤S3所得的低聚半乳糖清液进行浓缩，得到低聚半乳糖糖浆；向步骤S3所得的低聚半乳糖清液中添加麦芽糊精或淀粉，得到低聚半乳糖粉剂。2.根据权利要求1所述的低聚半乳糖的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的低聚半乳糖糖浆的具体制备方法是：将步骤S3所得的低聚半乳糖清液用板式蒸发器进行浓缩，当浓缩至固形物含量为70％～76％时，停止浓缩，收集浓缩液，得到低聚半乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙怡，顾钦青，金峰，李江波，吴晓花，
申请(专利权)人：南通励成生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32