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典型功能性低聚糖生产及工艺发展

典型功能性低聚糖生产及工艺发展

 

    1、低聚木糖

 

    低聚木糖主要是以还有木聚糖的玉米芯、桦木、农作物秸秆为主要原料,利用内切性高温酶糖化以及膜集成分离提纯技术进行产业化的,随着酶工业及膜工业的发展,低聚木糖的生产工艺不断的革新。

 

    其最初于1989年在日本Suntory公司实现工业化生产。我国在~###~九五~###~期间立项开展对低聚木糖工业化生产研究。山东龙力生物科技股份有限公司与中国农业大学联合研制开发低聚木糖的工业化生产技术,在国内独家采用直接蒸汽高压瞬时汽爆裂解预处理技术,提高了木聚糖溶出率和木聚糖酶使用效率,避免了酸降解带来的高单糖和高腐蚀问题;采用膜集成技术有效提高了产品总回收率,实现了水资源的综合利用,降低了给排水量,有助于产品附加值和减少污水处理负担;回收蒸发冷凝水用于调浆工序,节约了工艺用水;所用高活性链霉菌sp.E-86菌株从根本上解决了我国“八五”、“九五”课题研究中所用菌株活力不高,不适合工业化生产的问题。其技术申请了国内和韩国国际专利并授权,专利号:01131171.110-0653748,该技术项目于20014月通过教育部组织的国家科技成果鉴定,填补了国内空白。2002年,被卫生部批准为新资源食品。同期,江苏康维生物有限公司与南京林业大学联合开发饲料级低聚木糖,于20037月获得国家农业部颁发的饲料和饲料添加剂新产品证书。2005年,龙力低聚木糖再度获得国家农业部颁发的饲料和饲料添加剂新产品证书,2007年,低聚木糖被国家公众营养与发展中心批准推荐为“营养健康倡导产品。随着公众对营养健康和功能性聚合糖的关注,以及低聚木糖工业技术的不断革新和市场需求的不断扩大,其生产企业在国内发展到6家左右。

 

    为了规范行业发展,引导有序竞争,2005年中国轻工业联合会以中轻联综[2005119号文~###~关于印发《二00五年轻工业制定、修订国家标准、待业标准项目计划》的通知~###~中,低聚木糖被列为行业标准制定计划。由山东龙力生物科技股份有限公司为主起草单位,在参考了日本suntory公司企业标准和我国其他低聚糖行业标准的基础上,形成了低聚木糖行业标准QBT2984-2008,于2008年由国家发展和改革委员会发布实施。2009年,由中国农业科学院饲料研究所联合山东龙力生物科技股份有限公司及其他相关单位起草的饲料添加剂低聚木糖国家标准GBT23747-2009发布实施。

 

    低聚木糖主要生产企业有日本三得利公司、山东龙力生物科技股份有限公司、山东丰原中科生态有限公司、江苏康维有限公司等。总年产量5000余吨,据2009年统计,低聚木糖的市场容量在1.5万吨左右。

 

    随着工艺的不断革新,市场上的低聚木糖出现了不同规格的产品。主要包括:95%低聚木糖粉剂、70%低聚木糖粉剂、35%低聚木糖粉剂、20%低聚木糖粉剂、95%低聚木糖糖浆、70%低聚木糖糖浆。日本三得利的产品规格和山东龙力生物科技股份有限公司产品规格相当,但是丰源中科产品以70%35%的为主,江苏康维的产品以饲料级低聚木糖为主。

 

    2、低聚果糖

 

    低聚果糖的生产原料主要以蔗糖和菊粉为主,两种原料生产的低聚果糖的主要成分存在这一定的差异。其中,以蔗糖为原料的低聚果糖以蔗果低聚糖为主,以菊粉为主要原料的低聚果糖以果果低聚糖为主。其杂糖(蔗糖、果糖)可通过色谱分离获取高纯度产品。其中以蔗糖问主要原料生产低聚果糖的国际企业有:日本明治制果(MeijiSeikaKaisha)是日本生产低聚果糖的最大公司,产品的商品名为“Meioligo”2007年,其市场占有量达到3000吨。Meiji还与法国的BesninSac合资生产低聚果糖,商品名为“Ac-tilight”。此外,CheilFoodsandChemicals(韩国)公司。以菊粉为主要原料进行生产低聚果糖的主要国际企业有ORAFTI公司的菊粉产品为“Rafliline”,是含有>50个果糖基的多聚糖。比利时的Cosucra公司也生产类似产品,商品名为“Fibruline”

 

    在我国,80年代初含低聚果糖的食品开始投放市场。目前,国内低聚果糖生产企业约8家,总产能1.5万吨左右。其中,广东江门量子高科生物有限公司是目前国内低聚果糖产能最大的公司,其年生产能力达到1万吨,其FOS市场份额占到约67%;云南天元健康食品有限责任公司年产能3000吨;张家港梁丰1000吨。

 

    3、低聚异麦芽糖

 

    低聚异麦芽糖是以淀粉为原料生产的。低聚异麦芽糖是α-D-葡萄糖基以α-(1→6)糖苷键结合,是双歧杆菌的增殖因子。在低聚异麦芽糖的混合物中含有以葡萄糖基α-(1→6)糖苷键结合的低聚糖,又含葡萄基以α-(1→4)糖苷键结合的低聚糖,如潘糖。低聚异麦芽糖的酶法合成反应分两步,第一步是由α-淀粉酶将淀粉液化,第二步由β-淀粉酶将酶化的淀粉水解成麦芽糖,再以α-葡萄苷酶将其转化成低聚异麦芽糖。在日本,低聚异麦芽糖是其所有低聚糖中产销量最大的品种,产量超过1万吨;在我国,低聚异麦芽糖也是产销量最大的品种,其产能达到5万吨以上,代表企业是山东保龄宝生物技术股份有限公司,该公司低聚异麦芽糖2007年和2008年实际销量分别为2.7万吨和3.2万吨,市场占有率近70%

 

    4、低聚半乳糖

 

    目前世界上主要生产公司有日本的YaKnitHoshaNissin制糖公司、Snow

 

    Brand奶制品公司。其是以高浓度乳糖做底物,在具有半乳糖基转移活性的半乳糖苷酶的作用下,首先将乳糖水解成半乳糖和葡萄糖,然后再将半乳糖转移到乳糖基上,制得的低聚半乳糖是在乳糖中的半乳糖基一侧结合1-4个分子的半乳糖的混合物。

 四、功能性低聚糖的市场发展

 

    功能性低聚糖作为新生理活性物质,在疾病诊断与防治、营养与保键、植物生长及抗病、畜牧养殖等方面的应用倍受关注,在国际上已经成为一个利用基因工程、蛋白质工程、糖工程等现代生物技术手段,并涉及医学、化学、工程等学科,应用于食品、医药、饮料、饲料、农业各领域的重要产业。

 

    根据各种功能性低聚糖的性质不同,每种低聚糖有着其特殊的应用领用。例如:低聚木糖为例,依赖于其广泛的pH值,其应用领域非常的广泛,其特殊的应用领域在于那些偏酸性的产品。目前,市场上存在此类产品有:龙力牌低聚木糖营养醋、颐年养生醋等。低聚果糖(以菊芋为原料)和低聚半乳糖已经审批为营养强化剂,其可以在各种婴幼儿食品中添加。据悉,低聚木糖营养强化剂(婴幼儿食品中应用)的申报材料也已经上报卫生部。另外,饲料行业中目前以低聚木糖为主,低聚果糖也有少量的添加。

 

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