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一种高含量低聚半乳糖的生产方法与流程

泰然健康网
2025-09-23 08:22

本发明涉及低聚半乳糖生产技术领域，具体为一种高含量低聚半乳糖的生产方法。

背景技术：

低聚半乳糖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，即gal-(gal)n-glc/gal(n为0-6)，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，在自然界中，动物的乳汁中存在微量的低聚半乳糖，母乳中含量稍多，低聚半乳糖甜味比较纯正，热值较低(7.1j/g)，甜度为蔗糖的20％-40％，保湿性极强，在ph为中性条件下有较高的热稳定性，100℃下加热1h或120℃下加热30min后，低聚半乳糖无任何分解，低聚半乳糖同蛋白质共热会发生美拉德反应，可以用于特殊性质的食品如面包和糕点等的加工。

目前生产低聚半乳糖的主要方法是采用酶法合成技术，而用该方法制备出来的低聚半乳糖纯度低，且合成效率低，在酶反应的过程中抑制了低聚半乳糖的转化率，使得乳糖的含量会不断下降，采用相关色谱分离也提高了生产成本，不利于实际的生产需要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高含量低聚半乳糖的生产方法，解决了采用酶法合成技术制备出来的低聚半乳糖纯度低，且合成效率低，在酶反应的过程中抑制了低聚半乳糖转化率，使得乳糖的含量会不断下降的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高含量低聚半乳糖的生产方法，通过在该低聚半乳糖的制备过程中增加啤酒酵母，可提高了低聚半乳糖的转化率，反应时间短以及合成率高，同时利用超滤膜以及纳滤膜的使用可大大提高了该低聚本乳糖的纯度，纯化方法简单，且在一定程度上减轻了生产成本，有利于实际的生产需要，具体包括以下步骤：

s1、酶发酵液的制备：以300-400g/l乳糖溶液为原料，在乳糖溶液中加入β-半乳糖苷酶，每克乳糖原料中添加10-30u的β-半乳糖苷酶，放入高速搅拌机内，在温度为25-35℃的条件下均匀搅拌，ph值为6-7，培养30-40h后，当酶反应至葡萄糖占总糖量的质量百分比为10-15％时，终止反应工作，最后得到酶发酵液，等待备用，葡萄糖有机化合物，分子式c6h12o6，是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它是一种多羟基醛，纯净的葡萄糖为无色晶体，有甜味但甜味不如蔗糖，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，天然葡萄糖水溶液旋光向右，故属于“右旋糖”；

s2、低聚半乳糖清液的制备：将s1中得到的酶发酵液放入高速搅拌机内，再添加浓度为200-500g/l半乳糖苷酶溶液，在30-40℃的温度，ph5-7的条件下，均匀搅拌反应15-20h后，将得到的溶液进行离心，去除内部菌体，最后得到低聚半乳糖清液，静置备用；

s3、低聚半乳糖糖浆的制备：将s2中得到的低聚半乳糖清液内加入适量的啤酒酵母，搅拌反应10-12h后，对其进行浓缩，浓缩为固定物的质量百分比的60-80％时，停止浓缩，收集浓缩液，得到低聚半乳糖糖浆，并放置恒温无菌室内，等待备用，啤酒酵母是指用于酿造啤酒的酵母，多为酿酒酵母的不同品种，细胞形态与其它培养酵母相同，为近球形的椭圆体，与野生酵母不同，啤酒酵母是啤酒生产上常用的典型的上面发酵酵母，菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料酵母，还可以从其中提取细胞色素c、核酸、谷胱甘肽、凝血质、辅酶a和三磷酸腺苷等，在维生素的微生物测定中，常用啤酒酵母测定生物素、泛酸、硫胺素、吡哆醇和肌醇等；

s4、低聚半乳糖的最终制备：将s3中得到的低聚半乳糖糖浆放入反应釜内，同时在反应釜内添加300-400g/l高浓度乳糖溶液进行连续合成反应，合成反应过后，可通过超滤膜出液，再经过三级纳滤膜纳滤，在过滤后的溶液内加入活性炭，升温至50-60℃，然后离心5-8min，最终制得低聚半乳糖，超滤膜是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.01微米以下的微孔过滤膜，在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿(原子质量单位)、粒径大于10纳米的颗粒。

优选的，所述s1中高速搅拌机的搅拌速度为200rpm，。

优选的，所述s4中的超滤膜为醋酸纤维素膜或陶瓷膜其中的一种。

优选的，所述s4中的三级纳滤膜为有机复合纳滤膜或醋酸纤维素纳滤膜其中的一种。

优选的，所述s1中的β-半乳糖苷酶由β-半乳糖苷酶基因编码，是由4个亚基组成的四聚体。

优选的，所述s4中的活性炭是将有机原料在隔绝空气的条件下加热，以减少非碳成分，然后与气体反应，表面被侵蚀，产生微孔发达的结构。

本发明提供了一种高含量低聚半乳糖的生产方法。具备以下有益效果：该高含量低聚半乳糖的生产方法，通过s1、酶发酵液的制备：以300-400g/l乳糖溶液为原料，在乳糖溶液中加入β-半乳糖苷酶，每克乳糖原料中添加10-30u的β-半乳糖苷酶，放入高速搅拌机内，在温度为25-35℃的条件下均匀搅拌，ph值为6-7，培养30-40h后，当酶反应至葡萄糖占总糖量的质量百分比为10-15％时，终止反应工作，最后得到酶发酵液，等待备用；s2、低聚半乳糖清液的制备：将s1中得到的酶发酵液放入高速搅拌机内，再添加浓度为200-500g/l半乳糖苷酶溶液，在30-40℃的温度，ph5-7的条件下，均匀搅拌反应15-20h后，将得到的溶液进行离心，去除内部菌体，最后得到低聚半乳糖清液，静置备用；s3、低聚半乳糖糖浆的制备：将s2中得到的低聚半乳糖清液内加入适量的啤酒酵母，搅拌反应10-12h后，对其进行浓缩，浓缩为固定物的质量百分比的60-80％时，停止浓缩，收集浓缩液，得到低聚半乳糖糖浆，并放置恒温无菌室内，等待备用；s4、低聚半乳糖的最终制备：将s3中得到的低聚半乳糖糖浆放入反应釜内，同时在反应釜内添加300-400g/l高浓度乳糖溶液进行连续合成反应，合成反应过后，可通过超滤膜出液，再经过三级纳滤膜纳滤，在过滤后的溶液内加入活性炭，升温至50-60℃，然后离心5-8min，最终制得低聚半乳糖，通过在该低聚半乳糖的制备过程中增加啤酒酵母，可提高了低聚半乳糖的转化率，反应时间短以及合成率高，同时利用超滤膜以及纳滤膜的使用可大大提高了该低聚本乳糖的纯度，纯化方法简单，且在一定程度上减轻了生产成本，有利于实际的生产需要。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种高含量低聚半乳糖的生产方法，具体包括以下实施例：

实施例1

s1、酶发酵液的制备：以300g/l乳糖溶液为原料，在乳糖溶液中加入β-半乳糖苷酶，每克乳糖原料中添加10u的β-半乳糖苷酶，放入高速搅拌机内，在温度为25℃的条件下均匀搅拌，ph值为6，培养30h后，当酶反应至葡萄糖占总糖量的质量百分比为10％时，终止反应工作，最后得到酶发酵液，等待备用；

s2、低聚半乳糖清液的制备：将s1中得到的酶发酵液放入高速搅拌机内，再添加浓度为200g/l半乳糖苷酶溶液，在30℃的温度，ph5的条件下，均匀搅拌反应15h后，将得到的溶液进行离心，去除内部菌体，最后得到低聚半乳糖清液，静置备用；

s3、低聚半乳糖糖浆的制备：将s2中得到的低聚半乳糖清液内加入适量的啤酒酵母，搅拌反应10h后，对其进行浓缩，浓缩为固定物的质量百分比的60％时，停止浓缩，收集浓缩液，得到低聚半乳糖糖浆，并放置恒温无菌室内，等待备用；

s4、低聚半乳糖的最终制备：将s3中得到的低聚半乳糖糖浆放入反应釜内，同时在反应釜内添加300g/l高浓度乳糖溶液进行连续合成反应，合成反应过后，可通过超滤膜出液，再经过三级纳滤膜纳滤，在过滤后的溶液内加入活性炭，升温至50℃，然后离心5min，最终制得低聚半乳糖。

实施例2

s1、酶发酵液的制备：以350g/l乳糖溶液为原料，在乳糖溶液中加入β-半乳糖苷酶，每克乳糖原料中添加20u的β-半乳糖苷酶，放入高速搅拌机内，在温度为30℃的条件下均匀搅拌，ph值为6.5，培养35h后，当酶反应至葡萄糖占总糖量的质量百分比为12％时，终止反应工作，最后得到酶发酵液，等待备用；

s2、低聚半乳糖清液的制备：将s1中得到的酶发酵液放入高速搅拌机内，再添加浓度为400g/l半乳糖苷酶溶液，在35℃的温度，ph6的条件下，均匀搅拌反应18h后，将得到的溶液进行离心，去除内部菌体，最后得到低聚半乳糖清液，静置备用；

s3、低聚半乳糖糖浆的制备：将s2中得到的低聚半乳糖清液内加入适量的啤酒酵母，搅拌反应11h后，对其进行浓缩，浓缩为固定物的质量百分比的70％时，停止浓缩，收集浓缩液，得到低聚半乳糖糖浆，并放置恒温无菌室内，等待备用；

s4、低聚半乳糖的最终制备：将s3中得到的低聚半乳糖糖浆放入反应釜内，同时在反应釜内添加350g/l高浓度乳糖溶液进行连续合成反应，合成反应过后，可通过超滤膜出液，再经过三级纳滤膜纳滤，在过滤后的溶液内加入活性炭，升温至55℃，然后离心6min，最终制得低聚半乳糖。

实施例3

s1、酶发酵液的制备：以400g/l乳糖溶液为原料，在乳糖溶液中加入β-半乳糖苷酶，每克乳糖原料中添加30u的β-半乳糖苷酶，放入高速搅拌机内，在温度为35℃的条件下均匀搅拌，ph值为7，培养40h后，当酶反应至葡萄糖占总糖量的质量百分比为15％时，终止反应工作，最后得到酶发酵液，等待备用；

s2、低聚半乳糖清液的制备：将s1中得到的酶发酵液放入高速搅拌机内，再添加浓度为500g/l半乳糖苷酶溶液，在40℃的温度，ph7的条件下，均匀搅拌反应20h后，将得到的溶液进行离心，去除内部菌体，最后得到低聚半乳糖清液，静置备用；

s3、低聚半乳糖糖浆的制备：将s2中得到的低聚半乳糖清液内加入适量的啤酒酵母，搅拌反应12h后，对其进行浓缩，浓缩为固定物的质量百分比的80％时，停止浓缩，收集浓缩液，得到低聚半乳糖糖浆，并放置恒温无菌室内，等待备用；

s4、低聚半乳糖的最终制备：将s3中得到的低聚半乳糖糖浆放入反应釜内，同时在反应釜内添加400g/l高浓度乳糖溶液进行连续合成反应，合成反应过后，可通过超滤膜出液，再经过三级纳滤膜纳滤，在过滤后的溶液内加入活性炭，升温至60℃，然后离心8min，最终制得低聚半乳糖。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。