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膜技术在高纯度低聚果糖生产中的应用

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  利用具有果糖转移活性的酶作用于蔗糖制取的低聚果糖糖浆,作为食品配料,可以广泛地应用于食品生产领域,具有广阔的市场潜力。但酶转化法生产的低聚果糖纯度不高,从而影响了其应用范围及市场竞争力。利用纳滤膜分离技术可以有效地去除酶转化糖浆中的单糖及蔗糖成分,使低聚果糖纯度大幅度提高,甚至可以制成固体剂型的产品,且功效更好,在众多保健食品和高档食品中,可以广泛应用。

  高纯度低聚果糖产品生产工艺流程如图所示:
  
  一次纯化使葡萄糖、果糖两组分占总糖的比例小于1%,低聚果糖含量达到80%以上;二次纯化可使低聚果糖的含量达到95%以上。采用膜工艺用于功能性糖类的生产和提纯,产品收率高于传统工艺5%-8%,工艺路线大大缩短,并且达到了传统工艺无法达到的纯度,见下表。膜工艺取代了原工艺中大部分能耗高、原材料消耗大、污染严重及操作复杂的工艺步骤,并且回收到了原有工艺中无法回收的蔗果糖浆,使得大部分水资源得以回收利用,大幅度降低了原材料成本及人工成本。

   高纯度低聚果糖(FOS900)生产工艺膜分离前后数据比较

项目 膜分离前 一次纯化 收率% 二次酶化后 二次纯化 收率%
低聚果糖 56.2% 80.6%   84.3% 95.6%  
蔗糖 20.8% 19.1% 97.2% 5.4% 4.2% 97.7%
果糖、葡萄糖 22.9%          





  分离出来的果糖、葡萄糖水溶液,采用纳滤膜技术加以浓缩回收,可以回收到果葡糖浆,同时回用工艺用水,从而解决直接排放带来的环保难题。回收得到的果葡糖浆,浓度高达30%左右,经薄膜蒸发浓缩得到浓度为75%的果葡糖浆,是一种高效甜味剂。生产1吨FOS900糖浆可回收得到浓度为75%的果葡糖浆约0.8吨。
  
  采用膜工艺替代树脂工艺,避免了树脂工艺废水及树脂再生的酸碱废水。另外,回收到了原工艺无法回收的蔗果糖浆(浓度大于30%),不仅增加了工业生产的综合效益,而且也解决了含糖废水直接排放带来的环保问题,很好地解决了生产企业的环保问题。采用膜工艺后,工艺过程中的大部分水可以循环利用,有望达到国际环保高要求:闭路循环生产即零排放生产。