[发明专利]一种从草石蚕中高效制备水苏糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能性低聚糖的高效制备技术，尤其是涉及从我国传统植 物中提取纯化食品功能因子的技术领域。

背景技术

水苏糖(Stachyose)是自然存在的一种四糖，属于棉子糖属半乳糖苷类非还 原性功能性低聚糖，由一分子葡萄糖、一分子果糖、两分子半乳糖构成，结构 式为果糖-葡萄糖-半乳糖-半乳糖，分子式为C₂₄H₄₂O₂，分子量为666.59。由于 分子中葡萄糖基和2个半乳糖之间以-D-半乳糖苷键连接，而人体内缺乏α-D- 半乳糖苷酶，所以水苏糖不能被人体消化吸收，在人体内只有肠道中的双歧杆 菌和嗜酸乳杆菌等少数有益菌具有分解水苏糖的酶系统，因此水苏糖可作为这 些有益菌的特异性促生因子。正是水苏糖的这些特性，决定了它具有的一些特 定保健功能：(1)作为益生元增殖肠道内双歧杆菌等有益菌群，不仅能调节肠 道微环境，缓解便秘等症状，还可增加氨基酸和维生素B1、B2、尼克酸、叶 酸等的合成，降低血液中胆固醇水平，防治高血压。美国公布的动物实验和人 群实验结果证明：服用水苏糖与对照组相比较，可使钙吸收率增加26～28％，进 而增进骨密度和改善骨结构。(2)水苏糖的低热值，难消化的特性可将其作为 甜味剂加入糖尿病、肥胖症等患者的食物中。(3)水苏糖不被引起龋齿的链球 菌等口腔微生物所利用，不会引起龋齿，适于制作儿童食品。此外，水苏糖的 一些保水等特性可以广泛应用于医药、化妆品、饲料等诸多领域。

目前国际上水苏糖是从大豆乳清中提取，但大豆中水苏糖含量一般为4％， 普遍存在水苏糖的提取率和纯度都比较低，提取工艺复杂等问题。目前国内已 有学者发现我国特有传统蔬菜草石蚕中水苏糖含量达10～15％(以鲜基计)，以 草石蚕为原料所得水苏糖提取率和纯度都有很大提高。但目前很多国内水苏糖 生产企业任然存在生产工艺上的欠缺，虽然与从大豆中提取所得水苏糖纯度和 提取率都有很大改进，但是生产过程能耗大，生产中的废液得不到充分利用， 生产效率有限，生产成本较高。本发明正是基于充分利用资源，结合传统提取 技术的简单、高效的特点以及现代分离技术环保、节能等优点而建立的一种高 效制备高纯度水苏糖方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种从草石蚕中高效制备水苏糖的方法，本方法利用 中国特有的传统蔬菜草石蚕为原料，采用匀浆法高效提取水苏糖，提取液经布 袋过滤后采用大孔树脂脱色初步纯化水苏糖，超滤进一步精制，最后经反渗透 浓缩，浓缩液经喷雾干燥得到水苏糖产品，透过液则可在生产体系中循环使用， 既满足了生产用水的需求，又减少了生产体系中可能由于自然水源带来的盐份 污染等问题，进一步提升了水苏糖的品质。此方法结合传统提取和现代分离技 术，工艺简便，处理量大，适合工业化生产，同时产品纯度高，充分利用资源， 节约生产成本，具有良好的经济效益和生态效益。

本发明的技术方案提供一种从草石蚕中高效提取制备高纯度水苏糖的方 法，包括如下步骤：

(1)匀浆：取一定量草石蚕鲜基，按料液比1∶5～1∶15(w/v)加入去离子水 在温度为25～50℃条件下匀浆1～30min，转速5000～30000rpm，得到提取液A液；

(2)过滤：采用布袋过滤进行渣料分离。布袋过滤材质为聚酯或聚丙烯，过 滤面积0.5～7.0m²，过滤孔径1.0～100um，过滤压力0.1～0.5Mpa，水流量4.0～400 T/h。A液经过滤后得到B液和渣料。B液进入下一步脱色工序，渣料用于动物 饲料或植物肥料等领域。

(3)大孔树脂脱色：在常温下，将滤液B以0.5～5柱床体积/每小时的流速通 过装有大孔吸附树脂的层析柱脱色，当处理量为1～8倍柱床体积时停止上样， 用2～3倍柱床体积的去离子水顶洗，合并饱和点以前的处理液和顶洗液，得脱 色液C；

(4)超滤：将C液进行超滤纯化。截留分子量为1000～2500Da，工作压力为 0.5～1.2Mpa，温度为25～50℃。C液经超滤后得到超滤透过液D和超滤截留液E。 D液进入下一步反渗透浓缩工序，E液再利用。