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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610193519.5 (22)申请日 2016.03.31 (71)申请人 天津市中英保健食品有限公司 地址 300130 天津市红桥区西青道65号金 兴科技大厦1201 (72)发明人 赵金梁 赵发 (51)Int.Cl. A23L 33/125(2016.01) (54)发明名称 一种健康替代糖及用液态发酵技术制备健 康替代糖的方法 (57)摘要 一种健康替代糖及用液态发酵技术制备健 康替代糖的方法。 本发明涉及食品技术领域， 特 别是涉及一种健康替代糖及利用液态发酵。
2、技术 制备健康替代糖的方法， 包括按质量百分比计数 的下列组分： L-阿拉伯糖 4090 %； 果糖1060 %； 木糖010 %； 葡萄糖010 %。 制备方法为： 玉米 皮酶解液和菊芋汁的制备； 菌种培养； 发酵培养； 离心过滤， 脱色， 减压浓缩， 制得替代糖浆。 其糖 浆经离心分离， 喷雾干燥， 还可制成替代糖粉。 制 得的健康替代糖适用于禁蔗糖人群和广大喜好 甜食而又怕影响健康的人群食用。 所需原料来源 广泛价格低廉， 理化条件易于控制， 生产周期短， 产品质量稳定产量高， 便于工业化生产， 并且不 受季节控制。 权利要求书2页 说明书6页 CN 105815788 A 2016.0。
3、8.03 CN 105815788 A 1.一种健康替代糖， 其特征在于， 包括按质量百分比计数的下列组分： L-阿拉伯糖 4090 % 果糖 1060 % 木糖 010 % 葡萄糖 010 %。 2.根据权利要求1所述的一种健康替代糖， 其特征在于， 包括按质量百分比计数的下列 组分： L-阿拉伯糖 5070 % 果糖 2040 % 木糖 05 % 葡萄糖 05 %。 3.根据权利要求1所述的一种健康替代糖， 其特征在于， 包括按质量百分比计数的下列 组分： L-阿拉伯糖 60 % 果糖 35 % 木糖 3 % 葡萄糖 2 %。 4.一种利用液态发酵技术制备权利要求13所述健康替代糖的方法，。
4、 其特征在于， 包括 以下步骤： 1) 玉米皮酶解液制备： 玉米皮经粉碎后过60目筛， 按照1： 31： 12的重量比例加入纯化 水， 调解pH值至5.06.0， 搅拌转数为50120 rpm/min， 按照玉米皮干物的0.36.0 %加入半 纤维素降解复合酶， 控制酶解温度为4580 ， 酶解时间840 h， 然后经板框压滤机过滤， 去除废渣， 得到的酶解液中糖的重量百分比浓度为1030 %； 菊芋汁制备： 鲜菊芋清洗称重， 100 加热5 min灭酶， 加80 水适量搅碎， 双层100目 滤布压滤， 滤渣加适量热水重复压滤， 混合滤液定容到每100 g菊芋出100 mL汁， 110 灭 菌。
5、30 min； 2) 菌种培养： 将酵母菌种和黑曲霉菌种接种于装有菌种培养基的发酵罐中， 1： 0.6的 风量， 转速200 rpm/min， 培养温度29 ， 培养24 h， 得到菌种培养液； 3) 发酵培养： 将步骤1)制备的玉米皮酶解液和菊芋汁分别浓缩至重量百分比浓度为 2040%， 以此为底物， 加入装有发酵培养基的发酵罐中， 并按5 %接种量接入步骤2)制备的 菌种培养液， 发酵罐装液量60 %， 搅拌速度400 r/min， 通气量为1.22 L/min， 29 条件下 培养24 h， 得到发酵培养液； 4) 将步骤3)得到的发酵培养液加水搅拌， 100 加热30120 min， 。
6、降温至45 离心 过滤， 得到一级滤液； 离心所得沉淀加2倍量的水再次离心过滤， 得到二级滤液及沉淀； 所得 二级沉淀再次加2倍量的水离心过滤， 得到三级滤液； 合并三次离心所得滤液， 加入3 %活性 炭， 80 脱色30 min， 趁热过滤， 将脱色滤液减压浓缩， 制得健康替代糖糖浆。 5.根据权利要求4所述的一种利用液态发酵技术制备健康替代糖的方法， 其特征在于， 步骤2)所述菌种培养基的组分为(质量百分比)： 酵母膏1 %， 葡萄糖2 %， 蛋白胨2 %， KH2PO4 0.5 %， pH自然， 121 条件下灭菌20 min。 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 10581578。
7、8 A 2 6.根据权利要求4所述的一种利用液态发酵技术制备健康替代糖的方法， 其特征在于， 步骤3)所述发酵培养基的组分为(质量百分比)： 酵母膏0.2 %， 蛋白胨0.3 %， KH2PO4 0.1 %， (NH4)2 SO4 0.5 %， MgSO47H2O 0.05 %， 121 条件下灭菌20 min。 7.根据权利要求4所述的一种利用液态发酵技术制备健康替代糖的方法， 其特征在于， 将步骤4） 制得的健康替代糖糖浆经离心机分离， 得到的固相进行喷雾干燥， 制得健康替代 糖粉。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 105815788 A 3 一种健康替代糖及用液态发酵技术制备健。
8、康替代糖的方法 技术领域 0001 本发明涉及食品技术领域， 特别是涉及一种健康替代糖及利用液态发酵技术制备 健康替代糖的方法。 背景技术 0002 糖是人类赖以生存的重要物质之一， 是人体三大主要营养素之一， 是人体热能的 主要来源。 一般所食用的 “糖” 通常是指蔗糖。 每克糖所含的热量约4卡路里， 如果摄取过量 而无法及时消耗， 多余的热量就会转化成脂肪。 此外， 含有添加糖的食物、 饮品摄取过多会 令血糖快速上升， 导致血液中胰岛素增加； 胰岛素会令身体更有效率地储存脂肪， 引发肥 胖， 会增加患慢性疾病如心血管疾病的风险。 所以有些专家认为： 糖比烟和含酒精的饮料对 人体的危害还要大。
9、。 世界卫生组织调查发现， 食糖摄入过多会导致心脏病、 高血压、 血管硬 化症及脑溢血、 糖尿病等。 嗜糖之害， 甚于吸烟。 因此， 世界卫生组织于1995年提出 “全球戒 糖” 的新口号。 随着生活水平的提高， 人们对添加蔗糖、 葡萄糖等高热值并有一定副作用的 食糖越来越不欢迎。 而蔗糖的使用由来已久， 人们尤其是少年儿童对蔗糖甜味的特有味感 依赖性是难以撼动的。 如何既保持人们习以为常的蔗糖味道， 又受益于功能糖低糖、 营养等 健康新概念， 也是困惑食品行业的一个问题。 0003 L-阿拉伯糖 （L-arabinose） 又称果胶糖， 能够抑制蔗糖的吸收， 在蔗糖中加入3.5 %的比例， 。
10、能够抑制人体6070 %蔗糖的吸收， 长期使用可以控制血糖升高因此可以抑制肥 胖， 预防与高血糖相关的疾病； 预防便秘， 促进双歧杆菌生长； 有改变骨骼肌纤维成分的功 效， 通过支配糖酵解到糖氧化来影响腹部脂肪组织的增长， 这种肌纤维比例的改变可能有 改善2型糖尿病的作用。 0004 果糖是一种提炼自各种水果和谷物、 全天然、 甜味浓郁的新糖类， 因不易导致高血 糖， 也不易发生脂肪堆积而发胖， 更不会产生龋齿， 而被更多的人们所认识。 果糖的甜度是 蔗糖的1.8倍， 是所有天然糖中甜度最高的糖， 所以在同样的甜味标准下， 果糖的摄入量仅 为蔗糖的一半。 而与合成的代糖相比， 果糖在营养性与安。
11、全性上则可靠得多。 可以说， 果糖 是目前世界上已知的最安全、 最健康的糖之一。 0005 木糖是木聚糖的一个组分， 广泛存在于植物中。 木糖不被消化吸收， 没有能量值， 能最大限度地满足爱吃甜品又担心发胖者的需求； 食用木糖能改善人体的微生物环境， 提 高机体的免疫能力； 木糖不被口腔内微生物所利用， 具备膳食纤维的部分生理功能， 可降低 血清胆固醇、 预防肠癌等； 木糖与食物的配伍性很好， 食物中添加少量木糖， 便能体现出很 好的保健效果； 木糖与钙同时摄入， 可以提高人体对钙的吸收率和保留率， 还能防止便秘。 0006 随着生活水平的提高， 人们越来越注意饮食的健康， 因而开发一种新型的。
12、、 能满足 人们口感又不易引发多种疾病的甜味剂迫在眉睫。 目前， 大部分采用功能糖醇如木糖醇、 麦 芽糖醇等部分取代蔗糖， 但由于人们在食用木糖醇、 麦芽糖醇等功能糖醇时， 会出现腹泻、 腹胀的不良后果， 因此其食用量和食用人群受到部分限制。 现有技术大多通过熔融或真空 浓缩等方法将几种糖混合制备功能糖， 但是此种方法原料成本高， 不易扩大生产； 利用植物 说 明 书 1/6 页 4 CN 105815788 A 4 原料制备阿拉伯糖、 果糖等在生产过程中通常需要酸水解等化学方法， 不但工艺复杂， 而且 有引入化学成分的潜在风险。 发明内容 0007 本发明的目的在于， 提供一种健康替代糖及利。
13、用液态发酵技术制备健康替代糖的 方法。 该方法是利用菌种液体深层发酵的方法制备健康替代糖， 与普通蔗糖相比， 口感醇 厚， 甜度适中， 不会因为过量食用而产生一些诸如糖尿病、 心血管病等常见疾病， 适用于禁 蔗糖人群和广大喜好甜食而又怕影响健康的人群食用， 彻底弥补了食用蔗糖对人们带来的 危害。 制备中所用原料为二次利用原料， 简单易得， 绿色环保； 仪器占地面积小， 发酵效率 高， 操作方便， 大大降低劳动强度， 且操作过程中不引入不安全物质， 减少能源消耗， 成本低 廉， 易于机械化、 自动化生产。 0008 为此， 本发明的技术方案如下： 一种健康替代糖， 包括按质量百分比计数的下列组分。
14、： L-阿拉伯糖 4090 % 果糖 1060 % 木糖 010 % 葡萄糖 010 %。 0009 上述的一种健康替代糖， 其按质量百分比计数的组分优选为： L-阿拉伯糖 5070 % 果糖 2040 % 木糖 05 % 葡萄糖 05 %。 0010 上述的一种健康替代糖， 其按质量百分比计数的组分进一步优选为： L-阿拉伯糖 60 % 果糖 35 % 木糖 3 % 葡萄糖 2 %。 0011 一种利用液态发酵技术制备上述健康替代糖的方法， 包括以下步骤： 1) 玉米皮酶解液制备： 玉米皮经粉碎后过60目筛， 按照1： 31： 12的重量比例加入纯化 水， 调解pH值至5.06.0， 搅拌转。
15、数为50120 rpm/min， 按照玉米皮干物的0.36.0 %加入半 纤维素降解复合酶， 控制酶解温度为4580 ， 酶解时间840 h， 然后经板框压滤机过滤， 去除废渣， 得到的酶解液中糖的重量百分比浓度为1030 %； 菊芋汁制备： 鲜菊芋清洗称重， 100 加热5 min灭酶， 加80 水适量搅碎， 双层100目 滤布压滤， 滤渣加适量热水重复压滤， 混合滤液定容到每100 g菊芋出100 mL汁， 110 灭 菌30 min； 2) 菌种培养： 将酵母菌种和黑曲霉菌种接种于装有菌种培养基的发酵罐中， 1： 0.6的 风量， 转速200 rpm/min， 培养温度29 ， 培养24。
16、 h， 得到菌种培养液； 3) 发酵培养： 将步骤1)制备的玉米皮酶解液和菊芋汁分别浓缩至重量百分比浓度为 2040 %， 以此为底物， 加入装有发酵培养基的发酵罐中， 并按5 %接种量接入步骤2)制备的 说 明 书 2/6 页 5 CN 105815788 A 5 菌种培养液， 发酵罐装液量60 %， 搅拌速度400 r/min， 通气量为1.22 L/min， 29 条件下 培养24 h， 得到发酵培养液； 4) 将步骤3)得到的发酵培养液加水搅拌， 100 加热30120 min， 降温至45 离心 过滤， 得到一级滤液； 离心所得沉淀加2倍量的水再次离心过滤， 得到二级滤液及沉淀； 所。
17、得 二级沉淀再次加2倍量的水离心过滤， 得到三级滤液； 合并三次离心所得滤液， 加入3 %活性 炭， 80 脱色30 min， 趁热过滤， 将脱色滤液减压浓缩， 制得健康替代糖糖浆。 0012 将步骤4） 制得的健康替代糖糖浆经离心机分离， 得到的固相进行喷雾干燥， 制得 健康替代糖粉。 0013 步骤2)所述菌种培养基的组分为(质量百分比)： 酵母膏1 %， 葡萄糖2 %， 蛋白胨2 %， KH2PO4 0.5 %， pH自然， 121 条件下灭菌20 min。 0014 步骤3)所述发酵培养基的组分为(质量百分比)： 酵母膏0.2 %， 蛋白胨0.3 %， KH2PO4 0.1 %， (N。
18、H4)2 SO4 0.5 %， MgSO47H2O 0.05 %， 121 条件下灭菌20 min。 0015 本发明的优点是： 1) 利用L-阿拉伯糖能选择性地抑制小肠中蔗糖酶的活性， 从而达到抑制对蔗糖的吸 收， 进而预防与高血糖相关的疾病， 适用于禁蔗糖人群和广大喜好甜食而又怕影响健康的 人群食用。 彻底弥补了食用蔗糖对人们带来的危害； 2)健康替代糖中的果糖不易导致高血糖， 也不易发生脂肪堆积而发胖， 更不会产生龋 齿， 少量添加即能满足人们对口味需求； 3) 制备中所需原料来源广泛价格低廉， 液体培养基的营养成分分布均匀， 有利于菌类 营养体的充分接触和吸收； 4) 在培养过程中， 。
19、理化条件易于控制， 生产工艺规范， 生产周期短， 产品质量稳定， 产 量高， 对制备设备及场所要求低， 便于工业化生产， 并且不受季节控制。 具体实施方式 0016 以下通过实施例形式的具体实施方式， 对本发明的上述内容作进一步的详细说明。 但 不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。 凡基于本发明上述内容所实现 的技术均属于本发明的范围。 0017 酵母菌种(球拟酵母， 编号： ACCC20343)、 黑曲霉菌种(编号： CICC41529)均购自微 生物菌种保藏中心； 菌种培养基组分(质量百分比)： 酵母膏1 %， 葡萄糖2 %， 蛋白胨2 %， KH2PO4 0.5 %， p。
20、H 自然， 121 条件下灭菌20 min； 发酵培养基的组分(质量百分比)： 酵母膏0.2 %， 蛋白胨0.3 %， KH2PO4 0.1 %， (NH4)2 SO4 0.5 %， MgSO47H2O 0.05 %， 121 条件下灭菌20 min。 0018 实施例1 1) 玉米皮酶解液制备： 玉米皮经粉碎后过60目筛， 按照1： 8的重量比例加入纯化水， 调 解pH值至6.0， 搅拌转数为120 rpm/min， 按照玉米皮干物的6.0 %加入半纤维素降解复合 酶， 控制酶解温度为80 ， 酶解时间30 h， 然后经板框压滤机过滤， 去除废渣， 得到的酶解 液中糖的重量百分比浓度为30 。
21、%； 说 明 书 3/6 页 6 CN 105815788 A 6 菊芋汁制备： 鲜菊芋清洗称重， 100 加热5 min灭酶， 加80 水适量搅碎， 双层100目 滤布压滤， 滤渣加适量热水重复压滤， 混合滤液定容到每100 g菊芋出100 mL汁， 110 灭 菌30 min； 2) 菌种培养： 将酵母菌种和黑曲霉菌种接种于装有菌种培养基的发酵罐中， 1： 0.6的 风量， 转速200 rpm/min， 培养温度29 ， 培养24 h， 得到菌种培养液； 3) 发酵培养： 将步骤1)制备的玉米皮酶解液和菊芋汁分别浓缩至重量百分比浓度为 30%， 以此为底物， 加入装有发酵培养基的发酵罐中，。
22、 并按5 %接种量接入步骤2)制备的菌种 培养液， 发酵罐装液量60 %， 搅拌速度400 r/min， 通气量为2 L/min， 29 条件下培养24 h， 得到发酵培养液； 4) 将步骤3)得到的发酵培养液加水搅拌， 100 加热60 min， 降温至45 离心过滤， 得到一级滤液； 离心所得沉淀加2倍量的水再次离心过滤， 得到二级滤液及沉淀； 所得二级 沉淀再次加2倍量的水离心过滤， 得到三级滤液； 合并三次离心所得滤液， 加入3 %活性炭， 80 脱色30 min， 趁热过滤， 将脱色滤液减压浓缩， 制得健康替代糖糖浆。 0019 实施例2 1) 玉米皮酶解液制备： 玉米皮经粉碎后过6。
23、0目筛， 按照1： 3的重量比例加入纯化水， 调 解pH值至5.0， 搅拌转数为50 rpm/min， 按照玉米皮干物的0.3 %加入半纤维素降解复合酶， 控制酶解温度为45 ， 酶解时间8 h， 然后经板框压滤机过滤， 去除废渣， 得到的酶解液中 糖的重量百分比浓度为10 %； 菊芋汁制备： 鲜菊芋清洗称重， 100 加热5 min灭酶， 加80 水适量搅碎， 双层100目 滤布压滤， 滤渣加适量热水重复压滤， 混合滤液定容到每100 g菊芋出100 mL汁， 110 灭 菌30 min； 2) 菌种培养： 将酵母菌种和黑曲霉菌种接种于装有菌种培养基的发酵罐中， 1： 0.6的 风量， 转速。
24、200 rpm/min， 培养温度29 ， 培养24 h， 得到菌种培养液； 3) 发酵培养： 将步骤1)制备的玉米皮酶解液和菊芋汁分别浓缩至重量百分比浓度为 20%， 以此为底物， 加入装有发酵培养基的发酵罐中， 并按5 %接种量接入步骤2)制备的菌种 培养液， 发酵罐装液量60 %， 搅拌速度400 r/min， 通气量为1.2 L/min， 29 条件下培养24 h， 得到发酵培养液； 4) 将步骤3)得到的发酵培养液加水搅拌， 100 加热30 min， 降温至45 离心过滤， 得到一级滤液； 离心所得沉淀加2倍量的水再次离心过滤， 得到二级滤液及沉淀； 所得二级 沉淀再次加2倍量的水。
25、离心过滤， 得到三级滤液； 合并三次离心所得滤液， 加入3 %活性炭， 80 脱色30 min， 趁热过滤， 将脱色滤液减压浓缩， 制得健康替代糖糖浆。 0020 实施例3 1) 玉米皮酶解液制备： 玉米皮经粉碎后过60目筛， 按照1： 12的重量比例加入纯化水， 调解pH值至5.5， 搅拌转数为80 rpm/min， 按照玉米皮干物的3.0 %加入半纤维素降解复合 酶， 控制酶解温度为60 ， 酶解时间40 h， 然后经板框压滤机过滤， 去除废渣， 得到的酶解 液中糖的重量百分比浓度为20 %； 菊芋汁制备： 鲜菊芋清洗称重， 100 加热5 min灭酶， 加80 水适量搅碎， 双层100目。
26、 滤布压滤， 滤渣加适量热水重复压滤， 混合滤液定容到每100 g菊芋出100 mL汁， 110 灭 菌30 min； 说 明 书 4/6 页 7 CN 105815788 A 7 2) 菌种培养： 将酵母菌种和黑曲霉菌种接种于装有菌种培养基的发酵罐中， 1： 0.6的 风量， 转速200 rpm/min， 培养温度29 ， 培养24 h， 得到菌种培养液； 3) 发酵培养： 将步骤1)制备的玉米皮酶解液和菊芋汁分别浓缩至重量百分比浓度为 40 %， 以此为底物， 加入装有发酵培养基的发酵罐中， 并按5 %接种量接入步骤2)制备的菌 种培养液， 发酵罐装液量60 %， 搅拌速度400 r/mi。
27、n， 通气量为1 L/min， 29 条件下培养24 h， 得到发酵培养液； 4) 将步骤3)得到的发酵培养液加水搅拌， 100 加热120 min， 降温至45 离心过 滤， 得到一级滤液； 离心所得沉淀加2倍量的水再次离心过滤， 得到二级滤液及沉淀； 所得二 级沉淀再次加2倍量的水离心过滤， 得到三级滤液； 合并三次离心所得滤液， 加入3 %活性 炭， 80 脱色30 min， 趁热过滤， 将脱色滤液减压浓缩， 制得健康替代糖糖浆。 0021 制得的健康替代糖浆可经以下步骤制得健康替代糖粉： 将上述制得的健康替代糖糖浆经离心机分离， 在50 左右、 6000 r/min条件下分离出 固相和。
28、液相， 将固相利用离心喷雾干燥机， 在进风温度为160 、 压力为0.5 MPa的条件下， 进行喷雾干燥制得健康替代糖粉。 0022 高效液相色谱法测定健康替代糖的组分含量 色谱条件： 色谱柱： Ca2+糖分析柱 （7.9mm300mm； 颗粒直径10 m） 色谱柱： 岛津shim-pack SCR-101C 检测器： RID-10A示差折光检测器 流动相： 三重蒸馏水， 超生脱气15 min 流速： 0.8 mL/min 柱温：（80.01） 进样量： 20 L 单糖标准曲线的测定： 本实验采用外标法， 用待测组分的纯品做对照物质， 以对照物质和样品中待测组分的 响应信号相比较进行定量， 确。
29、定L-阿拉伯糖、 果糖、 木糖、 葡萄糖的标准曲线。 0023 预备8只2 mL离心管， 精密称取色谱纯L-阿拉伯糖10 mg置于一离心管中， 并加入 三重蒸馏水1 mL充分溶解， 得浓度为10 mg/mL的标准品溶液， 从中吸取1 mL至第二只离心 管中充分溶解， 得浓度为5 mg/mL的标准品溶液， 从中吸取1 mL至第三只离心管中， 如此类 推， 对标准品溶液进行梯度稀释， 最终得到浓度为10、 5、 2.5、 1.25、 0.625、 0.313、 0.156、 0.078 mg/mL的标准品溶液。 果糖、 木糖、 葡萄糖的样品处理方式同L-阿拉伯糖。 将四组共32 个不同浓度标准品溶。
30、液按照以上色谱条件进行测定。 根据测定结果绘制四个标准曲线及方 程。 0024 将实施例1制得的健康替代糖糖浆按照以上色谱条件进样， 将测得的L-阿拉伯糖、 果糖、 木糖及葡萄糖的峰面积带入相应方程， 测得健康替代糖糖浆中四组糖的浓度， 进而计 算出四组糖的组分比。 0025 按照以上方法测定实施例2、 实施例3制得的健康替代糖糖浆， 进而计算出L-阿拉 伯糖、 果糖、 木糖及葡萄糖的组分比。 0026 结果如下： 说 明 书 5/6 页 8 CN 105815788 A 8 样品 组分L-阿拉伯糖果糖木糖葡萄糖 实施例160%50%3%2% 实施例280%15%2%3% 实施例370%20%5%5% 本发明利用液态发酵技术制得的健康替代糖， 口感醇厚， 甜度适中， 在不引起糖尿病、 高血糖、 龋齿等疾病的同时也能满足人们对甜味的需要。 0027 选取100人， 随机分为10组， 分别使用实施例1-3制得的健康替代糖， 按正常食用糖 使用量用于饮料和蛋糕的制作， 品尝实验证明， 本发明的健康替代糖没有感觉到甜味不足， 并且有明显的醇厚口感。 说 明 书 6/6 页 9 CN 105815788 A 9 。