蔗糖转化果葡糖浆的生产工艺和分离提取研究进展
邓丹丹;凌婉阳;李美;胡朝晖
【摘要】The process technology of fructose-glucose syrup hydrolyzed by sucrose was introduced, which included acid catalysis, enzyme catalysis and strong acid cation resin catalysis. Meanwhile, some methods of separating fructose from fructose-glucose syrup were introduced, such as ion exchange resin process, chromatographic process, crystallization process, borate process, complex salt process, etc., which would help to provide reference for the efficient utilization of fructose-glucose syrup hydrolyzed by sucrose.%简述了蔗糖水解生产果葡糖浆的相关工艺技术,包括酸催化水解法、酶水解法和阳离子交换树脂法,同时介绍了果葡糖浆的分离技术,包括离子交换树脂吸附分离、色谱分离、结晶分离、硼酸盐分离、复盐分离等,以期为蔗糖转化果葡糖浆的资源化高效利用提供参考.
【期刊名称】《甘蔗糖业》
【年(卷),期】2017(000)003
【总页数】8页(P58-65)
【关键词】蔗糖;水解;果葡糖浆;生产工艺;分离技术
【作者】邓丹丹;凌婉阳;李美;胡朝晖
【作者单位】广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广东省生物工程研究所
(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;
广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316
【正文语种】中文
【中图分类】Q533+.1
果葡糖浆是国外20世纪60年代末期开始生产的一种新型甜味剂，其糖分组成主
要是果糖和葡萄糖，故称为果葡糖浆。近年来，果葡糖浆的生产在发达国家发展很快，目前已成为仅次于蔗糖的主要新型甜味剂，其应用领域也在逐渐扩大，范围已涉及到日用化工、食品、饮料、医药等各种行业[1-2]。
目前国内外工业化生产果葡糖浆主要有3种：①以淀粉为原料，利用α-淀粉酶和
葡萄糖淀粉酶将淀粉水解成葡萄糖，再通过葡萄糖异构酶的异构化作用将部分葡萄糖异构化为果糖，得到果葡糖浆[3-5]。该方法是世界上最大的果葡糖浆生产方法，其缺点在于工艺复杂，副反应多等。②以菊粉菊芋提取物为原料，由酸法或酶法一步水解来生产果葡糖浆，尤其是酶法，其不足之处在于目前没有菊粉酶的规模化生产，生产厂家必须自产菊粉酶，增加了工段。此外，现有技术中产酶菌株的菊粉酶产量低，产酶成本高等[6-7]。③以蔗糖为原料，水解得到果糖含量约48%的转化糖[8]。除了以淀粉为原料生产果葡糖浆之外，以蔗糖为原料生产果葡糖浆的技术
开发和应用近年来也有了长足的进展，两者在生产原料价格上和地域优势上可以互补，且由于两者所含的果糖量有差异，所以风味也不同。随着消费者的需求结构的变化以及果葡糖浆需求量的上升，这些技术将越来越受到重视[9]。
在白砂糖价格处于低潮时，以蔗糖为原料生产果葡糖浆也可以有较大的利润空间，而且我国甘蔗糖业存在着甘蔗生产成本高、品种结构单一、附加值低、产业链短等许多问题。加强产品结构调整、高值化延长产业链是发展我国甘蔗糖业的技术路线
之一，其中开发蔗糖的深加工产品-果葡糖浆，对于促进未来国内食糖结构合理化、适应当前食品工业生产发展对所需食糖资源的新要求是很有必要的。
果葡糖浆按其生产发展和产品组分质量分数的不同划分为F-42、F-55和F-90 3
种糖浆工业产品，“F”表示果糖，其后数字表示果糖占干物质的百分率(质量分数)，这几种型号果葡糖浆的组成如表1所示。此外有的国家还生产果糖纯度为97%以上的结晶果糖，纯果糖的甜度为蔗糖的1.5～1.7倍[10]。
果葡糖浆与蔗糖用途略有差别。相对于蔗糖，果葡糖浆其产量和应用范围略小，但果葡糖浆的风味有点类似天然果汁，具有清香、爽口的感觉。作为甜味剂，果葡糖浆与蔗糖相比，它的甜度与蔗糖相近或略高于蔗糖，且具有低温下甜味增加的特点，原因是果糖有2种分子结构：α-果糖和β-果糖，而α-果糖的甜度是β-果糖的3倍，在低温时，是β-果糖转化为α-果糖的一个过程，故甜度增加[11]。风味好，
因主成分与蜂蜜的糖组分相似，风味也与其相似，且热量低、口感纯、营养丰富和结构组成等类似于蔗糖等优点。果葡糖浆具有较好的发酵性，发酵糖分高，发酵速度快。果糖和葡萄糖都具有还原性，因而化学稳定性和热稳定性差(其最佳保存温
度为25～35℃)，受热、遇碱易分解产生色素，果糖更甚之，渗透压大，是蔗糖的2倍左右，更易夺走微生物体内的水分，抑制微生物的生长。吸湿性、保湿性强，果糖为无定形单糖，很容易从空气中吸收水分，带有半分子和一分子的结晶水，具有良好的保水分能力和耐干燥能力。冰点低，由于分子量小冰点降低程度大于蔗糖近1倍(蔗糖冰点降低相对值为1.0，果糖和葡萄糖均为1.9)[12]。果葡糖浆的优点主要来自于其成分组成中的果糖，并随果糖含量的增加更为明显。果糖不易被小肠吸收，而肝脏内的代谢是一个较快吸收的过程，新陈代谢对胰岛素的依赖程度不高，故不会使人体内血糖浓度发生明显变化，对老年人和糖尿病患者来说，果葡糖浆是一种较理想的甜味剂。果葡糖浆还能抑制人体内蛋白质的消耗，对运动员和体力劳动者来说，是一种很好的营养剂[13-14]。
蔗糖是由1个D-葡萄糖单元和1个D-果糖单元构成的双糖，因为没有游离的羰基，所以它既是D-葡萄糖苷又是D-果糖苷。这2个己糖单元通过葡萄糖的C-1
和果糖的C-2之间的1个糖苷键结合起来的，因为2个单元之间只有以这种方式
连成的一根键才能有效地封住2个羰基官能团。以蔗糖为原料制备的果葡糖浆，
蔗糖被酸催化水解或受蔗糖酶作用水解时，理论上就产生等量的D-葡萄糖和D-果糖，这个水解反应伴随着从正到负的旋光符号的变化，所以这种水解称为蔗糖的转化，所得到的由D-葡萄糖和D-果糖组成的左旋混合物，又称转化糖。目前蔗糖水解生产果葡糖浆有3种不同的催化方式：酸催化水解法、酶水解法和阳离子交换
树脂法[15-16]。
2.1 酸催化水解法
以酸中的H+来催化水解蔗糖是最初生产果葡糖浆的方法。蔗糖的分解速度随温度、氢离子浓度、蔗糖浓度及水量等的变化而改变。这种方法是在约50%的蔗糖浆中
加入酸，一般用盐酸。并对糖浆加热，让蔗糖在较低的pH值及一定的温度下发生水解反应，在蔗糖浆达到所要求的转化率后，加碱中和。果糖较葡萄糖活泼，遇碱更易继续反应产生如羟甲基糠醛、甘油醛、甲基乙二醛、乳酸、醋酸、蚁酸左旋糖酸及有机酸，并伴随着复合、色变反应，这些产物均为产生的杂质，所以不能得到等量的葡萄糖和果糖，果糖含量最高约为49%，葡萄糖约为49%，其余为低聚糖和色素，难以分离。这是酸催化的主要缺陷。果糖的稳定pH约为3.0～4.0，pH
值每增加1，色值将增加1个等级左右，加碱的种类、量和方式均会引起局部过碱。酸催化水解蔗糖的优点是工艺、设备、操作简单，允许蔗糖浆有较高的浓度。缺点是，酸无法重复使用，精制成本高。
黄立新[17]等用盐酸、柠檬酸、酒石酸等常用的食品酸味剂，水解蔗糖生产转化糖，以HPLC分析测定转化过程的蔗糖转化率。结果表明用这几种酸物质都能较方便
地制取不同蔗糖水解度的转化糖；当有机酸的用量为0.15%(w/w蔗糖)时，在85℃
水解150 min，蔗糖转化率约90%；蔗糖的质量也会影响有机酸的水解能力和转
化糖产品的质量。余小娜[18]等分别采用直接滴定法和手持糖量计法测定还原糖含量和总糖含量，并计算蔗糖的转化率。考查了加水量、柠檬酸添加量、熬制时间、熬制温度对蔗糖转化率的影响。并在单因素实验的基础上进行正交实验，最终确定出转化糖浆最佳的制备工艺条件为：加水量为50%，柠檬酸添加量为0.9%，熬制温度为95℃，熬制时间为115 min。在此条件下，蔗糖转化率为94.33%，且色
泽适宜、品质稳定。Pito[19]用聚乙烯醇(PVA)和磺酸水解蔗糖生产葡萄糖和果糖，研究了催化剂、蔗糖初始浓度、温度、时间等反应参数的影响，当催化剂0.511 g，温度80℃，蔗糖初始浓度0.6 mol/L，反应时间3 h时，蔗糖转化率为90%。Mohdy[20]等利用卡拉胶-丙烯酸接枝聚合物(kC-g-AAc)作催化蔗糖水解的试剂。结果表明提高反应温度和卡拉胶-丙烯酸接枝聚合物中卡拉胶-SO3H基的含量可有效提高反应速率。Mohamed[21]等利用聚四氟乙烯-全氟乙烯醚接枝聚苯乙烯磺
酸聚合物膜(PFA-g-PSSA)水解蔗糖，膜的催化活性主要取决于反应温度(40～70℃)和膜的磺酸浓度，从水解效果来看，PFA-g-PSSA膜有很强的潜力取代液体硫酸和离子交换树脂。
2.2 酶水解法
由于蔗糖酶的活性特点，用它来催化蔗糖水解时，要求的工艺条件比较温和，即温度不能太高，pH值也比较接近中性，克服了酸催化的缺点，果糖和葡萄糖不容易进一步发生裂解和缩合反应，也不容易产生色泽。酶催化水解的另一个明显的优点是具有很快的蔗糖转化速度，这是酸催化所不能比拟的[22-24]。酶水解蔗糖法在
整个反应体系中，蔗糖转化酶要求的pH为微酸性，在此条件下各种糖的稳定性比较高，反应温度控制在40～50℃，温度高影响酶的寿命，温度低易染杂菌，由于反应条件温和，不易发生副反应，不易形成色素，产品质量提高，也为精制工序减轻负担。蔗糖转化酶现都固定在载体上，称之为固定化酶，装填在柱中使用，可增
加蔗糖转化酶的使用寿命，反应条件易控制[25]。
周中凯[26]等以黑曲霉为出发菌，经紫外诱变、亚硝基胍处理获得一蔗糖酶高产菌。经固态发酵培养获高活力蔗糖酶。该酶在50～55℃有较高活力，在pH 5.5～6.0
范围内有较高稳定性。吴文剑[27]采用培养基纯化分离并诱导蔗糖酶得到具有较高蔗糖酶活力的面包酵母菌种。结果表明该固定化细胞的最适反应pH为4.4，比游离细胞提高了0.4个单位；最适反应温度为55℃，比游离细胞提高了5℃，底物
蔗糖浓度采用30%较为适宜，该固定化细胞的蔗糖酶活力可达1300 U/g湿酵母，以凝胶颗粒质量计可达88.4 U/g颗粒。Tomotani[28]等利用膜生物反应器评价
固定化酶的性能，转化酶被吸附在聚苯乙烯阴离子树脂上，在膜生物反应器中采用超滤膜和微滤膜水解蔗糖，连续反应20 h，超滤膜(每毫克酶的活性0.88
mmol/h)和微滤膜(每毫克酶的活性1.02 mmol/h)效率分别达到了100%和99%，转化的糖浆通过色谱分离得到70%的高果糖浆。张俊[29]等研究了蔗糖酶催化蔗
糖水解反应，结果表明，蔗糖酶的催化活性受反应体系温度和pH值的影响很大，蔗糖酶的催化活性远远高于盐酸催化剂的催化活性。Smaali[30]等研究了从曲霉菌获得耐热性的转化酶在水中诱导1%的蔗糖溶液生产高果糖糖浆。这种酶制剂固定在共价结合戊二醛的醋酸壳聚糖中，并部署在139.2 g/L总糖、78.6 g/L蔗糖(流
量为17 mL/h)、温度50℃和pH 6的填充床反应器中，最终得到转换因子为
0.95、果糖含量69 g/L的果葡糖浆。Mehrnoosh[31]等研究了固定化酶/多孔硅
层作为新生物反应器催化蔗糖水解反应，并和自由酶水解反应相比较，结果表明固定化酶/多孔硅层的反应速率大约增加了30%，固定化酶的活性提高了1.53倍，
而自由酶反应后活性损失了26%。Filipe[32]等设计了装载固定化酶的微反应器用于蔗糖的水解，蔗糖浓度为1%～8%(w/v)，流速范围为17.5～259 μL/min。结
果表明酶的反应活性随流速的增加而降低，蔗糖浓度为8.0%(w/v)能完全转化成糖浆。Khattab[33]等利用季也蒙毕赤酵母菌株(SK-ENNY)生产果葡糖浆，310～
610 g/L的蔗糖溶液和75～310 g/L的甜菜糖蜜的转化率分别为73.5%～94.1%和76.2%～91.1%，其中果糖产量分别为89.4%～100%和96.5%～100%，葡萄糖产量分别为57.6%～82.5%和55.3%～82.5%。Fatthy[34]等利用大肠杆菌Escherichia coliHD701产氢和酵母蔗糖酶水解蔗糖，在温度35℃、反应时间5 h 时，氢产量为0.48 mol/L，蔗糖最佳浓度为10 g/L，酶的半衰期时间最长，反应活性最高。
2.3 阳离子交换树脂法
如果说酸直接加入到糖浆中会引起上述反应，不可避免地影响果葡糖浆的质量，而阳离子交换树脂法则可以看成是将酸，准确地说是将H+固定在阳离子树脂上，就像固定化酶一样，所以也有人称之为固定化酸催化。强酸阳离子交换树脂催化蔗糖水解本质上也是酸催化，它的催化过程和机理可以分成2个阶段。第一，在与阳离子交换树脂的接触过程中，糖浆中的阳离子杂质与树脂的H+离子发生置换。离子交换后，糖浆的pH大约降低到2.0～2.4的范围。离子交换后糖浆的pH高低与砂糖的质量、溶液的浓度有关。从树脂进入糖液的H+便可以起催化蔗糖水解的作用。完成这一离子交换过程所需的时间很短[35]。然而，由酸催化的特点的介绍可知，在2.2～2.4的pH下，蔗糖的水解速度缓慢，而且转化率低。所以需要树脂参与蔗糖水解的催化，以弥补这个不足，这就是阳离子树脂第二段的任务。阳离子交换树脂的活性基团中的H+离子，即使没有被置换出来，同样可以起到蔗糖水解的催化作用，故也有人称这个过程为固体酸催化。与第一个过程相比，第二个过程需要较长的时间。为了保证阳离子树脂有高的催化效率，可以把用于这2个过程的树脂分开，避免用于催化的树脂由于部分的H+离子被置换而降低了催化效能[36]。
Gehlawat[37]利用阳离子树脂和蔗糖酶水解蔗糖，然后利用色谱法分离转化的糖浆，可以得到果糖含量大约60%的果葡糖浆。刘玉红[38]等使用强酸阳离子交换
树脂(H+型)在搅拌反应器中催化蔗糖溶液水解，介绍了糖浆浓度对pH以及水解
速率的影响，指出强酸阳离子交换树脂在搅拌反应器中催化蔗糖溶液的水解反应偏离了一级反应的模式。通过对实验数据的分析整理，得到了校正后的反应级数为
n=1.3；同时，在50℃下及固液比为1∶1时，48°Bx以下浓度的糖液水解速率常数的表达式为：k=0.00919+0.000129×Bx。潘艺[39-40]等使用强酸阳离子交换
树脂(H+)在搅拌反应器中催化蔗糖溶液水解，分析了糖液浓度变化对蔗糖水解级
数偏离一级反应和综合水解反应常数的影响。在加有超声场的实验中，同样温度下的速率常数和反应时间没有改变，超声场对髙浓度蔗糖水解反应没有强化作用。Zhang Yan[41]等利用混合模拟移动床反应器生产55%高果糖浆，该系统采用非
支配排序遗传算法寻找最优设计和操作参数，提高了进口处反应物的浓度和纯度，实现生产效率的提高以及果糖纯度的提高。杨晓瑞[42]等在固定床反应器中用自制的新型树脂型催化剂催化水解蔗糖溶液来制备果葡糖浆溶液。考察了影响蔗糖水解来制备果葡糖浆的3个因素：反应温度、停留时间、蔗糖溶液的浓度。结果表明：在催化剂床层填充高度为0.3 m，温度为70℃，保留时间为3.87 h，蔗糖浓度为50%的条件下果葡糖浆的得率最高，为99.41%。且果葡糖浆清澈透明、色泽金黄，无需除杂、脱色工艺。
在国际糖价高居不下的大背景下，F-55、F-90果葡糖浆具有极大的市场前景，目
前亟待解决的关键问题是研究出高效且廉价的分离技术和方法。常见的分离方法有：离子交换树脂吸附分离、色谱分离、结晶分离、硼酸盐分离、复盐分离等[43-44]。离子交换树脂法，以离子型树脂作交换剂，与溶液中的离子进行交换，达到分离目的，属于固-液分离法。其分离原理为：果糖与溶液中的某些离子结合，形成络合
物进而被截留下来。然而葡萄糖没有这类性质，故离子树脂可以实现葡萄糖与果糖的分离。该技术的关键步骤在于装柱环节，因此只有将树脂装好柱(填实填匀)，转型，将果葡糖浆进行过柱，经过洗涤脱附、收集滤液、浓缩滤液等一系列常规工艺，
就能收集纯度为75%以上的高果糖浆[45]。Tong[46]等利用大孔硼酸基聚苯乙烯树脂分离果葡糖浆，通过对吸附和洗脱条件进行优化，最后分离得到的果糖纯度为95%，树脂恢复率达到90%。Nobre[47]等利用聚苯乙烯-二乙烯苯阳离子交换树脂吸附果糖、葡萄糖和蔗糖，并探讨了钾(K+)和钠(Na+)2种固化型大孔树脂类型的吸附效果。结果表明分离果糖、葡萄糖和蔗糖，K+固化型树脂效果更好，最适温度为25℃。
目前，色谱分离是国际上普遍采用的一种α-果糖分离方法，色谱分离技术的应用使F-55、F-90工业化生产得到迅猛发展。色谱分离的基本原理：由葡萄糖和果糖的结构可以得出，在强酸性离子交换树脂或钙盐型分子筛上果糖表现出较强的亲合力，而葡萄糖相对较弱，最直观的现象就是，果糖在吸附塔内滞留的时间较长。将低含量的果葡糖浆倒入装有吸附剂的吸附塔后，果糖被吸附剂吸附，但是吸附剂对葡萄糖的影响不是很明显，故表现出分离效果[48]。徐以撒[49]等用自行设计制作的10柱简易模拟移动床装置，对果葡糖浆进行了色谱分离实验。介绍了简易模拟移动床的结构和操作方法，该装置可控温、不泄漏、用钢瓶氮气作为液体流动的推动力，可以连续地分离果葡糖浆，葡萄糖纯度在82%以上，果糖纯度超过90%。Salah[50]制作了聚苯乙烯-二乙烯基苯磺酸结合Ca2+交换树脂色谱柱，粒径为320 mm，在柱温70℃、树脂流量为0.025 BV/min时，该色谱树脂在糖浆浓度为40%时分离果葡糖浆的效果最显著。晏敏[51]等用静态法研究了单组分果糖、葡萄糖、果葡糖浆在钙型色谱树脂上的等温吸附，同时对含有低聚糖和不含低聚糖的果葡糖浆也进行了等温吸附研究及色谱分离脉冲试验，结果表明，在一定试验条件下钙型色谱树脂ZGSPC-106Ca对果糖和葡萄糖有较好的分离效果。Wang Ya-Jun[52]等利用色谱法和Ca2+固定阳离子交换剂分离净化果葡糖浆，果糖、葡萄糖的吸附比率在30℃达到2.32，果糖纯度为0.924 g/g(92.4%)，进一步冷却结晶得到纯度为0.99 g/g(99%)的果糖。
结晶分离法主要是指，在果葡糖浆中加入果糖晶种或者葡萄糖晶种，在晶种的作用下快速长出晶体，控制结晶温度，使晶体迅速聚集并沉淀，达到分离目的，日本曾利用结晶分离法分离出纯度为77%的果葡糖浆。何开祥[53]等将一代果葡糖浆浓
缩到固形物含量71%～78%，用泵送入结晶罐，冷却到28℃，加入5%～30%、40～80目过筛的结晶葡萄糖，在搅拌下控制结晶温度从28～12℃递降，使糖膏
中的葡萄糖结晶析出，离心分离出葡萄糖晶体，得到的离心上清液果糖含量在55%以上，浓缩到76%～78%，即为二代果葡糖浆。结晶过程完成后，离心分离出产品，留下40%的糖膏(结晶后分离前的糖含量以加入的一代糖浆计量)作为下一批生产的晶种。
1971年，日本开始了利用硼酸盐提纯果葡糖浆中果糖的研究，其原理为：异构化产物-在果糖和硼酸盐结合成络合物，破坏了葡萄糖和果糖之间的异构化平衡，反
应开始向着生成果糖的方向移动，生成了更多的果糖。即原果葡糖浆中的果糖组分占有更多的比例，最终实现F-55和F-90的转变，但是利用硼酸盐制得的果葡糖
浆有一步后续处理，特别是在食品行业，即除去硼酸盐。周慧[54]利用共价固定的硼酸基团分离果糖，此方法是利用硼酸基团的邻二羟基可以与果糖形成络合物，而与葡萄糖形成的络合物较不稳定的特性将果糖分离出来的。将苯硼酸聚苯乙烯作为载体装柱，当F-42果葡糖浆过柱时即可较好地将果糖与葡萄糖分离，分离的果糖纯度可达95%以上。而且此方法可以连续进样，自动化收集；硼酸不溶于产品，
很容易与产品分离，因此，这种分离方法是硼酸盐分离法的一大改进。
复盐分离法，主要是将混合液与CaCl2或者NaCl反应，结合成复盐的形式，加
入一定量的乙醇。由于其复盐形式不易溶解在乙醇溶液中，故生成大量的沉淀，并作离心处理或过滤，收集沉淀，使其溶解在水里，然后利用离子交换树脂过柱，脱色脱附后，浓缩得到纯度较高的果葡糖浆成品。吴文剑[27]采用化学分离果葡糖的最佳工艺组合是：40 mL35%蔗糖的酶水解液(蔗糖水解率在90%以上)需20%的
氢氧化钙溶液45 mL，0～2℃下反应55 min，用15%Na2CO3溶液使果糖从果
糖钙中释放出来，此时果糖得率最高，可达92.3%，果糖纯度为95.5%。
由于大量的外资食品企业进入中国，高果糖浆的市场需求发生了变化，另一方面，果汁的兴起，也带动了高果糖浆的应用，预计国内将会形成巨大的消费市场。果葡糖浆在取得进步和发展的同时，存在的问题和面临的形势也不容忽视，例如产品原料单一、供应紧张，大部分企业采用玉米淀粉为原料生产，目前国内以蔗糖为原料生产果葡糖浆的技术和规模都还具有非常大的提升空间。笔者认为可以从以下几个方面加强研究开发，提高我国蔗糖转化果葡糖浆的生产水平。
⑴利用传统诱变方法结合新型诱变手段，选育能生产具有底物专一性强、催化能力高的蔗糖酶生产菌株。同时构建基因工程菌，实现蔗糖酶的胞外表达，提高蔗糖酶的生产效率。
⑵在基因组水平、蛋白质组学研究蔗糖酶的结构特性，并通过各种组学手段延长蔗糖酶的使用周期，减少酶的失活机率。
⑶研究强酸性阳离子交换树脂的环保法制备工艺，如探索带有磺酸官能团的不饱和烷烃、芳烃盐与二乙烯基苯进行交联共聚反应制备阳离子交换树脂，或者改变磺化工艺，用不具有强酸性和强氧化性的试剂代替硫酸作为磺化剂，避免废酸污染问题。
⑷开发低成本、高效率的果葡糖浆分离纯化技术，可研究菌体营养价值较高的酵母菌种来消化果葡糖浆中的葡萄糖，既消耗了葡萄糖，提高了果糖纯度，又可生产高值化酵母。
【相关文献】
[1] 刘鸿楠. 果葡糖浆市场分析及发展策略[J]. 粮食与食品工业，2009，16(1)：32-34.
[2] WHITE J S, HOBBS L J, FERNANDEZ S. Fructose content and composition of commercial HFCS-sweetened carbonated beverages [J]. International Journal of Obesity,
2015, 39：176-182.
[3] GHASEM D N, CHEONG P S. Enzymatic hydrolysis of molasses [J]. Bioresource Technology, 2003, 86：91-94.
[4] TEMIZ A, YILMAZ R, SAGLAM N, et al. High fructose syrup production from whey lactose using microbial beta-galactosidase and glucoseisomerase [J]. Milchwissenschaft-milk Science International, 2003, 58(3-4)：121-124.
[5] DA SILVA E, DE SOUZA A, DE SOUZA S, et al. Analysis of the high-fructose syrup production using reactive SMB technology[J]. Chemical Engineering Journal, 2006, 118(3)：167-181.
[6] MAURICIO G A, SAENZ A. Strategy for biotechnological process design applied to the enzymatic hydrolysis of agave fructo-oligosaccharides to obtain fructose-rich syrups [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(21)：10205-10210.
[7] SINGH R S, DHALIWAL R, PURI M. Partial purification and characterization of exoinulinase from Kluyveromyces marxianus YS-1 for preparation of high-fructose syrup [J]. Journal of Microbiology and Biotechnology, 2007, 17(5)：733-738.
[8] 梁智. 果葡糖浆的制备方法概述[J]. 化工科技市场，2006，29(10)：41-44.
[9] MOUELHI R, ABIDI F, GALAI S, et al. Immobilized Sclerotinia sclerotiorum invertase to produce invert sugar syrup from industrial beet molasses by product [J]. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 2014, 30(3)：1063-1073.
[10] 李树立. 果葡糖浆抑菌效果的研究[D]. 石家庄：河北科技大学，2010.
[11] GODSHALL A M. Kent and Riegel’s Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology [M]. New York：Springer US, 2007: 1657-1693.
[12] 杨海军. 前景看好的甜味剂——果葡糖浆[J]. 发酵科技通讯，2006，35(4)：32-35.
[13] MOELLER S M, FRYHOFER S A, OSBAHR A J, et al. The effects of high fructose syrup [J]. Journal of the American College of Nutrition, 2009, 28(6)：619-626.
[14] KEIM N L, STANHOPE K L, HAVEL P J. Fructose and high-fructose corn syrup [J]. Encyclopedia of Food and Health, 2016：119-124.
[15] 熊小兵，林庆生，曾祥燕. 蔗糖水解的不同催化方法及特点[J]. 中国甜菜糖业，2004(3)：13-
15.
[16] BORIVOJ K A, JELENA D J. A comparative kinetics study on the isothermal heterogeneous acid-catalyzed hydrolysis of sucrose under conventional and microwave heating [J]. Journal of Molecular Catalysis A：Chemical, 2012, 356：70-77.
[17] 黄立新，余业棠. 酸水解蔗糖生产转化糖的研究[J]. 食品科学，2003，24(3)：24-26.
[18] 余小娜，盛淑玲. 转化糖浆制备工艺研究[J]. 许昌学院学报，2016，35(2)：107-111.
[19] PITO D S, FONSECA I M, RAMOS A M, et al. Hydrolysis of sucrose using sulfonated poly (vinyl alcohol) as catalyst [J]. Bioresource Technology, 2009, 100：4546-4550.
[20] MOHDY H L, REHIM H A. Radiation-induced kappa carrageenan/acrylic acid graft-
copolymers and their application as catalytic reagent for sucrose hydrolysis [J]. Chemical Engineering Journal, 2008, 145：154-159.
[21] MOHAMED M N, HAMDANI S, MAGDY M S.Hydrolysis of sucrose by radiation grafted sulfonic acid membranes [J]. Chemical Engineering Journal, 2005, 108：13-17. [22] ETTALIBI M, BARATTI J C. Sucrose hydrolysis by thermostable immobilized inulinases from Aspergillus ficuum [J]. Enzyme and Microbial Technology, 2001, 28：596-601. [23] BAHENA J V, HORCASITAS M C, ORTEGA L J, et al. Multiple steady states in a continuous stirred tank reactor：an experimental case study for hydrolysis of sucrose by invertase [J]. Process Biochemistry, 2004, 39：2179-2182.
[24] DUNIESKY M, CARMEN M, LAZARO H, et al. Scaling-up batch conditions for efficient sucrose hydrolysis catalyzed by an immobilized recombinant Pichia pastoris cells in a stirrer tank reactor [J]. Electronic Journal of Biotechnology, 2017, 25：39-42.
[25] AMAYA D L, HIDALGO M E, MONTES M C. Hydrolysis of sucrose by invertase immobilized on nylon-6 microbeads [J]. Food Chemistry, 2006, 99：299-304.
[26] 周中凯，杨春枝. 蔗糖酶生产菌选育及其在果葡糖浆生产中的应用[J]. 甘蔗糖业，1998(1)：
33-36.
[27] 吴文剑. 以蔗糖为原料制取高果糖浆工艺的研究[J].昆明：昆明理工大学，2004.
[28] TOMOTANI E J, VITOLO M. Production of high-fructose syrup using immobilized invertase in a membrane reactor [J]. Journal of Food Engineering, 2007, 80(2)：662-667. [29] 张俊，李云平，王保玉. 蔗糖酶催化蔗糖水解反应[J].洛阳师范学院学报，2011，30(2)：54-56.
[30] SMAALI I, SOUSSI A, BOUALLAGUI H. Production of high-fructose syrup from date
by-products in a packed bed bioreactor using a novel thermostable invertase from Aspergillus awamori [J]. Biocatalysis and Biotransformation, 2011, 29(6)：253-261.
[31] MEHRNOOSH A, CAVUS F, AFSHIN M. Sucrose hydrolysis by invertase immobilized
on functionalized porous silicon [J]. Journal of Molecular Catalysis B：Enzymatic, 2011, 69：154-160.
[32] FLIPE C, PEDRO F. Packed bed enzyme microreactor：application in sucrose hydrolysisas proof-of-concept [J]. Biochemical Engineering Journal, 2015, 104：74-81. [33] KHATTAB S M R, KODAKI T. A novel production method for high-fructose glucose syrup from sucrose-containing biomass by a newly isolated strain of osmotolerant meyerozyma guilliermondii [J]. Journal of Microbiology and Biotechnology, 2016, 26(4)：675-683.
[34] FATTHY M M, SAMIR H I. Concomitant hydrolysis of sucrose by the long half-life time yeast invertase and hydrogen production by the hydrogen over-producing Escherichia
coli HD701[J]. Energy, 2016, 109：412-419.
[35] MARQUEZ L D S, CABRAL B V, FREITAS F F, et al. Optimization of invertase
immobilization by adsorption in ionic exchange resin for sucrose hydrolysis [J]. Journal of Molecular Catalysis B：Enzymatic, 2008, 51：86-92.
[36] BORIVOJ K A, JELENA D J. A comparative kinetics study on the isothermal heterogeneous acid-catalyzed hydrolysis of sucrose under conventional and microwave heating [J]. Journal of Molecular Catalysis A：Chemical, 2012, 356：70-77.
[37] GEHLAWAT J K. New technology for invert sugar and high fructose syrups from sugarcane [J]. Indian Journal of Chemical Technology, 2001,8(1)：28-32.
[38] 刘玉红，曾祥燕，林庆生. 阳离子交换树脂催化蔗糖溶液水解[J]. 中国甜菜糖业，2005(2)：9-12.
[39] 潘艺，林庆生. 强酸性阳离子树脂对高浓度蔗糖溶液的水解催化研究[J]. 现代食品科技，2006，22(3)：65-66，69.
[40] 潘艺，林庆生，陈健. 酸性阳离子交换树脂催化蔗糖水解及超声波对过程的影响[J]. 食品科学，2007，28(1)：79-81.
[41] ZHANG Y, HIDAJAT K, RAY A K. Modified reactive SMB for production of high concentrated fructose syrup by isomerization of glucose to fructose [J]. Biochemical Engineering Journal, 2007, 35(3)：341-351.
[42] 杨晓瑞，梁金花，徐文龙，等. 果葡糖浆的制备工艺研究[J]. 食品与发酵科技，2013，49(2)：40-43.
[43] 王犇，宁玉娟，李克贤，等. 果葡糖浆生产技术的研究进展[J]. 大众科技，2014，16(173)：
38-41.
[44] 扶雄，徐丽霞，罗建勇，等. 果葡糖浆中果糖分离方法研究进展[J]. 中国甜菜糖业，2008(1)：29-32.
[45] KHOSRAVANIPOUR A M, SARSHAR M, JAVADIAN S, et al. Separation of fructose and glucose from date syrupusing resin chromatographic method： experimental data and mathematical modeling [J]. Separation and Purification Technology, 2011, 79(1)：72-78. [46] TONG Y, SHI L X, LI W, et al. An investigation of the property of the complex carrier
for separating fructose from fructose-glucose syrup [J]. Chemical Journal of Chinese Universities, 2000, 21(5)：825-827.
[47] NOBREA C, SANTOSA M J, DOMINGUEZA A, et al. Comparison of adsorption equilibrium of fructose, glucose and sucrose on potassium gel-type and macroporous sodium ion-exchange resins [J]. Analytica Chimica Acta, 2009, 654：71-76.
[48] 刘佐才，侯平然. 酶法生产果葡糖浆的发展[J]. 冷冻与速冻食品工业，2001，7(3)：39-41.
[49] 徐以撒，杨柳新，徐鸽. 用自制模拟移动床色谱分离果葡糖浆[J]. 江苏工业学院学报，2003，15(4)：22-24.
[50] SALAH M. Chromatographic separation of fructose from date syrup [J]. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 2006, 57(1-2)：83-96.
[51] 晏敏，李春辰，范建翔. 钙型色谱树脂分离果葡糖浆的研究[J]. 食品与发酵工业，2009，35(1)：
177-178.
[52] WANG Y J, JIANG X W, LIU Z Q, et al. Isolation of fructose from high-fructose corn syrup with calcium immobilized strong acid cation exchanger：Isotherms, kinetics, and fixed-bed chromatography study [J]. Canadian Journal of Chemical Engineering, 2016, 94(3)：537-546.
[53] 何开祥，兰细萍，郭茂才，等. 结晶法制二代高果糖浆工艺技术的研究[J]. 食品与发酵工业，1993(5)：15-19.
[54] 周慧. 固定化异构酶及果糖分离新技术[J]. 精细与专用化学品，2001(22)：18-19.
年产10万吨葡萄糖浆生产工艺设计—离子交换论证及选型 摘要 该课程设计介绍了年产10万吨葡萄糖浆生产工艺选择和离子交换论证及选型，包括原料的选择、葡萄糖浆生产工艺流程的确定、工艺流程及操作重点、物料衡算与能量衡算、离子交换设备的计算及选型等。对原料、流程、设备做出了合理的选择，以满足生产需要的同时尽量合理利用资源和节约资源。 关键词：葡萄糖浆，设备选型，工艺流程，离子交换
目录 摘要 (2) 目录 (3) 第一章引言 1.1定义 (5) 1.2性质 (5) 1.3用途 (5) 1.4设计原则 (6) 第二章工艺流程选择及操作重点 2.1工艺流程 (8) 2.2原料 (8) 2.3操作重点 (9) 第三章设备选用及计算 3.1设计及操作条件 (11) 3.2物料衡算 (11) 3.3热量衡算 (12) 3.4设备选用与计算 (14) 第四章离子交换选择及操作要点 4.1 工艺参数 (16) 4.2开机前准备 (16)
4.3开机操作步骤 (16) 4.4树脂再生 (17) 结束语 (19) 参考文献 (21) 致谢 (22)
第一章引言 1.1定义 葡萄糖浆是一种以淀粉为原料在酶或酸的作用产生的一种淀粉糖浆，主要成份为葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖及四糖以上等。又称为液体葡萄糖，葡麦糖浆。 1.2性质 又称右旋糖。一种单糖，含醛基的已糖。固体状态为白色结晶，溶于水稍有甜味，有旋光性，其水溶液旋光向右。广泛存在于生物体内，为某些双糖（如蔗糖、麦芽糖等）和多糖（如淀粉、纤维素等）的组成成分。葡萄糖浆由淀粉水解制得，60年代应用微生物酶法生产葡萄糖。这是一项重大革新，比酸水解法有明显的优点。在生产中原料不必精制，不需耐酸、耐压的设备，而且糖液无苦味，产糖率高。食品工业上葡萄糖经异构酶处理后可制造果糖，尤其是含果糖42%的果葡糖浆，其甜度同蔗糖，已成为当前制糖工业的重要产品。 1.3用途 葡萄糖浆主要应用于食品工业，占全部用量的95％，非食品工业仅占5％，主要是医药工业。 在食品工业中使用量最大的是糖果，其次是水果加工、饮料、焙烤，此外，在罐头、乳制品中也有使用。葡萄糖浆在糖果制造中的作用主要是控制结晶度，以满足不同类型糖果的需要。添加的葡萄糖浆
蔗糖酶的发酵生产及酶学性质研究 摘要：本实验酵母中蔗糖酶进行分离纯化并对酶学性质进行了初步的研究。结果表明:酵母蔗糖酶的最适pH为5.0, 最适温度为45℃。 关键词：蔗糖酶、酶学性质 1前言 蔗糖酶(Sucrase, EC3.2.1.26) 又称转化酶(Invertase)。可作用于β-1,2糖苷键,将蔗糖水解为D-葡萄糖和D-果糖。由于果糖甜度高,可用以转化蔗糖,增加甜味,制造人造蜂蜜,防止高浓度糖浆中的蔗糖析出,制造含果糖和巧克力的软心糖,还可为果葡糖浆的工业化生产提供新的方法。 本实验对酶的动力学性质分析, 是酶学研究的重要方面。本研究通过一系列实验对酵母蔗糖酶的动力学性质如最适温度、最适pH、酶的固定化等进行了初步研究，更好的了解了没得性质。 2材料与方法 2.1 材料与设备 2.1.1 实验材料 酵母、活性干酵母、壳聚糖 2.1.2 试剂及配制方法 葡萄糖、蔗糖、豆芽汁浸汁、Na 2HPO 4 、KH 2 PO 4 、MgSO 4 、NaCl、NaOH、Na 2 CO 3 、盐 酸、氨水、琼脂、酒精均为国产分析纯。 95%乙醇溶液、DEAE-Sepharose Fast Flow、1 mol/L醋酸溶液、0.05 mol/L Tris-HCl缓冲液(pH值7.3)0.05 mol/L Tris-HCl缓冲液(内含0.5 mol/L NaCl溶液，pH值7.3) 葡萄糖标准液配制（1mg/ml）：预先将分析纯葡萄糖置80℃烘箱内约12小时。准确称取500mg葡萄糖于烧杯中，用蒸馏水溶解后，移至500ml容量瓶中，定容，摇匀（冰箱中4℃保存期约一星期）。 1% 3，5-二硝基水杨酸（DNS）试剂：酒石酸钾钠100 g溶于400 mL蒸馏水，加热中依次加入NaOH 5 g，3，5-二硝基水杨酸5 g，苯酚1 g，亚硫酸钠0.25 g，搅拌至溶。冷却后定容至500 mL，储于棕色瓶室温保存。 10%蔗糖溶液：10g蔗糖溶解于蒸馏水中，定容至100ml 0.1 mol/L pH 7.8 Tris-HCl缓冲液
一、果葡糖浆的起源与型号 果葡糖浆(高果糖浆)是淀粉经α一淀粉酶液化，葡萄糖淀粉酶糖化，得到的葡萄糖液，用葡萄糖异构酶(glucose isomerase)进行转化，将一部分葡萄糖转变成含有一定数量果糖的糖浆，其浓度71％，糖分组成为果糖42％，葡萄糖52％，低聚糖6％，甜度与蔗糖相等，称第一代产品，又称42型高果糖。42型高果糖是20世纪60年代末国外生产的一种新型甜味料，是淀粉制糖工业一大突破。 利用葡萄糖异构酶将葡萄糖转化成果糖的量达平衡状态时为42％，为了提高果糖的含量，20世纪70年代末国外研究将42型高果糖浆通过液体色层分离法分离出果糖与葡萄糖，其果糖含量达到90％，称90型高果糖。将此90型高果糖与42型高果糖比例配制成含果糖55％，称55型高果糖液体色层分离出的葡萄糖部分再返回至异构化工序制造42型高果糖。液体色层分离法所用的吸附剂，主要为钙型阳离子树脂，近年来国外利用石油化学工业分离碳氢化合物异构体的无机吸附剂能分离出果糖，其果糖收回率达91．5％，纯度达94．3％。55型与90型称第二、第三代产品，其甜度分别比蔗糖甜10％和40％。果糖在水中的溶解度大，因此，制造结晶果糖非常困难。 二、果葡糖浆的性质与应用 果葡糖浆是淀粉糖中甜度最高的糖品，除可代替蔗糖用于各种食品加工外，还具有许多优良特性如味纯、清爽、甜度大、渗透压高、不易结晶等，可广泛应用于糖果、糕点、饮料、罐头、焙烤等食品中，提高制品的品质。 果葡糖浆的糖分组成决定于所用原料淀粉糖化液的糖分组成和异构化反应的程度。主要为葡萄糖和果糖，分子量较低，具有较高的渗透压力，不利于微生物生长，具有较高的防腐能力，有较好的食品保藏效果。这种性质有利于蜜饯、果酱类食品的应用，保藏性质好，不易发霉；且由于具有较高的渗透压，能较快地透过水果细胞组织内部，加快渗糖过程。 果葡糖浆的甜度与异构化转化率、浓度和温度有关。一般随异构化转化率的升高而增加，在浓度为15％，温度为20℃时，42％的果葡糖浆甜度与蔗糖相同，55％的果葡糖浆甜度为蔗糖的1．1倍，90％的果葡糖浆甜度为蔗糖的1．4倍。一般果葡糖浆的甜度随浓度的增加而提高。此外，果糖在低温下甜度增加，在40℃下，温度越低，果糖的甜度越高，反之，在40℃以上，温度越高，果糖的甜度越低，可见，果葡糖浆很适合于冷饮食品。 果葡糖浆吸湿性较强，利用果葡糖浆作为甜味剂的糕点，质地松软，储存不易变干，保鲜性能较好。 果葡糖浆的发酵性高热稳定性低，尤其适合于面包、蛋糕等发酵和焙烤类食品。发酵性好，产品多孔，松软可口。果糖的热稳定性较低，受热易分解，易与氨基酸起反应，生成有色物质具有特殊的风味，因此，使产品易获得金黄色外表并具有浓郁的焦香风味。 三、异构化机理
果葡糖浆生产工艺综述 宋俊梅徐京凯 （山东轻工业学院济南250353） 摘要：：主要介绍了果葡糖浆及其用途和生产工艺过程、异构化条件、系统及生产运行要点等，通过分析认为，正确的工艺设计、精准的工艺控制、熟练的系统操作和科学的工艺管理是保证高效生产果葡糖浆的关键，并就这些关键因素做了相关阐述。 关键词：果糖，果葡糖浆，异构酶，异构化，工艺控制，生产工艺 1 果葡糖浆的物理特性和甜味特性 果葡糖浆( Fructose corn syrups) 也称高果糖浆或异构糖浆, 它是以酶法糖化淀粉所得的糖化液经葡萄糖异构酶的异构作用, 将其中的一部分葡萄糖异构成果糖。 果葡糖浆按其生产发展和产品组分质量分数( w ) 的不同划分为3 代, 第1 代果葡糖浆称为葡果糖浆, 简称42 糖, 其糖分组成中w ( 果糖) 为42% ( 以干基计) , w ( 葡萄糖) 为50% , w ( 低聚 糖) 为5% , 其质量分数为71%, 甜度约等于蔗糖; 第2 代果葡糖浆称为果葡糖浆, 简称55 糖, 其糖分组成为w ( 果糖) 为55% , w ( 葡萄糖) 为40% , w ( 低聚糖) 为5% , 其质量分数为77%, 甜度约为蔗糖的1. 1 倍; 第3 代果葡糖浆称为高果糖浆, 简称90 糖, 其糖分组成为w ( 果糖) 为90%, w( 葡萄糖) 为7% , w ( 低聚糖) 为3% , 其质量分数为80% , 甜度为蔗糖的1. 4 倍。 果葡糖浆无色无嗅, 常温下流动性好, 使用方便, 在饮料生产和食品加工中可以部分甚至全部取代蔗糖, 而且, 较其更具有淳厚的风味, 应用于饮料中可以保持果汁饮料的原果香味。果葡糖浆的优点, 主要来自于其成分组成中的果糖, 并随果糖含量的增加更为明显。果糖服用后, 在人体小肠内吸收速度慢, 而在肝脏中代谢快, 代谢中对胰岛素依赖小, 故不会引起血糖升高, 这对糖尿病患者有利。在医药上, 吡喃果糖可加快乙醇的代谢作用, 可用于治疗乙醇中毒。静脉注射500mL 质量分数为40%的果糖溶液可达效果。美国果糖液也有取代葡萄糖大输液的迹象。此外它在食品工业中还有以下优点: 1) 甜度高。果糖的甜度为蔗糖的1. 5 倍, 并且具有两种分子构型: 型和型, 型果糖的甜度是型果糖的3 倍, 低温时部分型果糖转化为型果糖, 而使甜度增加。根据这一特性, 果葡糖浆最适合于清凉饮料和冷饮食品的生产。 2) 风味好。果葡糖浆的主要成分和性质接近于天然果汁和蜜蜂, 具有蜂蜜和水果清香。味感方面, 味觉甜度比蔗糖浓, 且有清凉感, 用于果汁饮料生产时, 可以突出原果香味。此外, 果葡糖浆和蔗糖混合使用可使甜味丰满, 风味更好。3) 保湿性好。果糖为无定形单糖, 吸湿性大, 具有良好的保水分能力和耐干燥能力, 这一特性可使面点保持新鲜松软, 从而延长了产品货架期。 4) 渗透压大。果葡糖浆的主要成分是单糖, 其渗透压高于双糖( 如蔗糖) , 用于蜜饯、果脯生产时可以缩短糖渍时间。高渗透压还可以抑制微生物生长, 从而具有防腐保鲜作用。 5) 热量低。果糖的甜度高, 发热量低, 食用后增加脂肪少, 适于怕热及肥胖的人饮用。 6) 营养丰富。单糖可直接进入血液为人体吸收, 因而较快参与新陈代谢。在生产以加快恢复肌体功能、消除疲劳为特点的食品中已成为难以取代的糖源。虽然
果葡糖浆生产工艺过程检验及控制 果葡糖浆生产工艺： 玉米收购f去杂f玉米仓f浸泡罐f粗破f胚芽分离f针磨f纤维分离f蛋白分离f淀粉洗涤f液化f糖化f板框过滤f离子交换f预浓缩f异构化f离子交换f成浓缩f成品 一、原辅材料质量控制 果葡糖浆的生产质量，很大程度上取决于原辅材料的质量，进厂原辅材料均 需按标准进行检验，不合格原料不能进入生产，原辅材料控制及检验方法如下： 二、过程检验及控制 1、去杂 收购的玉米中含有的各种尘芥、有机和无机杂质、石铁等，为了保证安全生产和产品质量，对玉米中的杂质必须清理，在能力范围内去除杂质越多越好。如果杂质含量高，会影响淀粉乳质量，尤其是石、铁清理不干净，会损坏脱胚磨，影响正常生产。
检查内容：品控员要每天检看排石、排铁记录，不定期抽测玉米杂质含量。 2、浸泡 玉米浸泡质量的好坏，将直接影响脱胚及蛋白质分离效果，影响淀粉得率及其质量。 为提高淀粉的抽提率及蛋白质的分离效果，浸泡温度、浸泡时间、亚硫酸水中SO的 浓度对玉米浸泡有重要影响。 2 控制工艺参数： 1）SO浓度：0.25%〜0.35% 2 2）浸泡温度：50〜55°C 3）浸泡时间：68〜70h 浸泡后质量指标： 1）浸后玉米质量：用手指能压碎，胚芽易脱开；水分40%〜46%；含可溶物不大 于2.5%；胚芽水分约为80%；浸后玉米酸度应控制在100g干物质不超过70〜 90mg0.1mol/L的氢氧化钠为宜。 2）玉米浸出液质量：每吨干玉米应提出500〜1000L浸出液，其含量应为6〜 10°Be， 酸度13%以上最好（或控制pH值为3.9〜4.1,酸度10%〜14%）。 3）过程水SO浓度：0.025%〜0.035%。 2 SO浓度控制:设置两个过程水罐,在过程水罐中将SO浓度调好,再输送到浸泡罐内 22 使用。由于SO浓度控制不当出现的问题： 2 浸泡过程中,浸泡水进行循环,在浸泡水进口处充入SO,并检测含量,发现： 2 ①SO含量长时间上不去,造成浸后玉米质量差,在进行破碎时,脱胚困难。所得 2 的淀粉乳进入液化工序进行液化后,液化液过滤性差。 ②②SO含量远远超标，浸后玉米进入淀粉车间进行加工时，SO气味浓重，甚至在 22 车间加大通风后仍不能解决问题，影响正常生产。 检查内容：品控员要每天检查浸泡记录，抽测SO浓度、浸泡温度。 2 3、破碎 破碎效果不好，胚芽分离不彻底，将影响液化、糖化效果，所以要控制好玉米破碎
果葡糖浆生产过程影响因素及工艺稳定性研究 李贵涛;皮冬伟;耿鑫琪;李文钊;臧传刚;赵永武 【摘要】Fructose corn syrup is a sweetener prepared mainly from corn starch, it is widely used in the food industry. In the industrial production process of fructose corn syrup, the hydrolysis efficiency of corn starch directly affects the yield and quality of fructose corn syrup. In this paper, the correlation of dextrose with the pH value of liquefied liquid, the amount of glucoamylase enzyme, the concentration of liquefied liquid, the pH of saccharification liquid and the saccharification temperature during the liquefaction of corn starch was systematically studied. Based on the above analysis, the material balance of the whole system was studied, and the optimized parameters can be applied on actual industrial production, the stability of the system can be exactly controlled. Through the process optimization and system stability control, the final saccharified dextrose value can exceed 96%, we can get high quality fructose corn syrup with total sugar content more than 96%.%果葡糖浆是一种由淀粉制备的甜味剂,其在食品工业中的应用十分广泛.在果葡糖浆的工业生产中,对淀粉的水解效率直接影响其效率和品质.研究了玉米淀粉在大生产的液化和糖化过程中,液化液DE值、糖化酶加入量、液化液底物浓度、糖化液pH值、糖化温度等条件对最终糖化液中葡萄糖值的影响.在此基础之上,分析了系统物料平衡,根据实际生产中参数变换可进行及时调整,从而控制系统稳定性,经参数优化、工艺改进及系统稳定控制后,最终糖化葡萄糖值达到96%以上,可获得成品果葡糖浆总糖组分达到96%以上的高品质产品.
蔗糖转化果葡糖浆的生产工艺和分离提取研究进展 邓丹丹;凌婉阳;李美;胡朝晖 【摘要】The process technology of fructose-glucose syrup hydrolyzed by sucrose was introduced, which included acid catalysis, enzyme catalysis and strong acid cation resin catalysis. Meanwhile, some methods of separating fructose from fructose-glucose syrup were introduced, such as ion exchange resin process, chromatographic process, crystallization process, borate process, complex salt process, etc., which would help to provide reference for the efficient utilization of fructose-glucose syrup hydrolyzed by sucrose.%简述了蔗糖水解生产果葡糖浆的相关工艺技术,包括酸催化水解法、酶水解法和阳离子交换树脂法,同时介绍了果葡糖浆的分离技术,包括离子交换树脂吸附分离、色谱分离、结晶分离、硼酸盐分离、复盐分离等,以期为蔗糖转化果葡糖浆的资源化高效利用提供参考. 【期刊名称】《甘蔗糖业》 【年(卷),期】2017(000)003 【总页数】8页(P58-65) 【关键词】蔗糖;水解;果葡糖浆;生产工艺;分离技术 【作者】邓丹丹;凌婉阳;李美;胡朝晖 【作者单位】广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广东省生物工程研究所
第一章引言 凡是以淀粉为原料生产的糖统称为淀粉糖。淀粉糖主要应用于食品工业，医药工业和化学工业。 葡萄糖浆主要应用于食品工业，占全部用量的95％，非食品工业仅占5％，主要是医药工业。 在食品工业中使用量最大的是糖果，其次是水果加工、饮料、焙烤，此外，在罐头、乳制品中也有使用。葡萄糖浆在糖果制造中的作用主要是控制结晶度，以满足不同类型糖果的需要。添加的葡萄糖浆要根据具体情况分别对待。63DE 糖浆能增加糖果的吸湿性、柔软度、降低教度、抑制微生物腐蚀，常用于胶糖、软糖的生产。而35—42DE酸转化葡萄糖浆可增加固形物含量，提高蔗糖溶解性，保证糖果粒度，常与蔗糖混合用于硬糖生产。果脯是水果加工中的一种重要产品，选用63DE葡萄糖浆，黏度低、渗透性好，容易渗入果肉或果皮间隙，而低DE 值的糖浆，因平均分子量高，黏度大，效果就差。 葡萄糖浆用于酒精饮料有两方面的作用，一是控制悬浮性、熟度和甜度；二是作为发酵碳水化合物来源，应选用高DE值葡萄糖浆，在发酵或蒸馏萃取后加入。葡萄糖浆在焙烤业中被大量使用，它能控制产品的流变特性，还原糖能提高面包皮的褐变反应。糖浆中的低聚糖能控制产品组织结构，高DE值葡萄糖浆能使蛋糕吸水防止干燥，延长货架期。葡萄糖浆用于冰棋淋生产，能控制产品柔软度、晶体形成和冰点，使产品变得光滑，无冰晶产生，不过甜，不掩盖风味。葡萄糖浆在医药工业领域的应用包括作为抗生素生产的原料， 作为药丸糖衣，与蔗糖共同作为止咳液的载体。 医药工业：有食品级和医药两种。口服糖标准低于医药级，同时有的还加入维生素、钙质等以提高营养供病人、老人、儿童服用。 葡萄糖同时还是重要的化工原料，是生产山梨醇、革露醇、维生素丙、维生素C、葡萄糖酸、葡萄糖醛、味精、醋酸等各种产品的原料，广泛地应用工业。
果葡糖浆生产工艺技术方案 2.1异构化机理 葡萄糖和果糖都是单糖,分子式为C6Hi2O6,但葡萄糖为己醛糖，果糖为己酮糖，两者为同分异构体，通过异构化反应能相互转化。现以开链结构式表示如下： CHO CH2OH H—C—OH C=O HO-H异构化反应HO-H H—C—OHV AH-C-OH I I H—C—OH H—C—OH I I CH2OH CH2OH 图5-1异构化反应图 葡萄糖和果糖分子结构差别在Cl、C2碳原子上，葡萄糖的Cl,碳原子为醛基，果糖的C2碳原子为酮基，异构化反应是葡萄糖分子C2碳原子上的氢原子转移到Cl碳原子上转化为果糖。这种反应是可逆的，在一定条件下，果糖分子Cl的氢原子也能转移到C2的碳原子上成为葡萄糖。在碱性条件下，其反应是可逆的，而葡萄糖异构酶为专一性酶，仅能使葡萄糖转化为果糖。
2.2生产工艺流程 图5-2果葡糖浆生产工艺流程图 2.3工艺简述 (1)投料：收购的碎米品质要求含淀粉282%、水分＜14%,将其投入提升机地槽坑内。 (2)清洗浸泡：将大米用提升机提入浸泡罐内漂洗至水不浑浊后，保持淹没水位浸泡三至五小时，排水待磨。 (3)磨浆：将泡好的大米排入砂轮磨内磨成米浆，其粒度小于60目、浓度约18.5波美度。 (4)调浆液化：将磨好的米浆，调整至18.5波美度，PH值调
至5.6〜6.0,加入650毫升高温淀粉酶(每吨纯干淀粉量)后，送入低压喷射液化器加蒸汽95∙100°C进行淀粉质的液化水解。 (5)蛋白质过滤：将液化水解合格的糊精溶液(DE值约16左右)，送入板框过滤机进行蛋白质的分离过滤，将分离出的蛋白质水洗一次，提高蛋白质含量后烘干，然后打包入库。 (6)糖化：将分离蛋白质后的糊精水解液送入糖化罐，此时将温度将至60°C,PH值调至4.5后加入一定量的糖化酶，时间保持约36・48小时。 (7)一次脱色：将DE值达到96%以上的葡萄糖粗制品经升温至80℃灭酶处理后加入规定量的活性炭，进行至少不低于三十分钟的吸附时间后，送入板框过滤机进行脱碳脱色，此时溶液的透光率要275%。 (8)一次离交：将一脱后的溶液降温至45℃左右送至离子交换器柱进行阴、阳离子交换处理，此时溶液的电导率要W50us° (9)将静止后的葡萄糖溶液调至温度至60°C,PH值调至7.8-8.2,镁离子含量50-70ppm,SCh含量约70ppm时送入异构柱进行左旋转化,使部分葡萄糖由优选转为左旋生成果糖,此时的果糖含量约42%o (10)二次离交：将异构化后的果葡糖粗制品送至离交柱进行阴、阳离子交换处理，去除有机物色素和无机物离子。 (11)二次脱色：将离交后的溶液升温至75℃,在此加入活性炭进行色素吸附，约半小时以上后送至精密过滤器进行脱炭脱色，此时溶液的透光率要298%。 （12）浓缩：将精制处理后的果葡糖浆溶液送至四效降膜蒸发器进行浓缩，最终成品浓度为71%。
葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆的工艺研究 徐慧诠;张文森;林舒婷;包小妹;李世明 【摘要】文章以高纯葡萄糖浆为主要原料,采用异构酶法制备果葡糖液,后经脱色、精滤、离子交换、真空蒸发浓缩等工序制得果葡糖浆产品.通过单因素试验,并结合二次回归正交旋转组合设计进行异构酶法工艺条件研究,得出其最佳工艺条件.研究结果表明异构酶法的最佳工艺条件为:葡萄糖液浓度为47%(W/W),pH为8.3,温度为60℃,葡萄糖异构酶添加量为10.2mg/g葡萄糖,异构时间为38h,此条件下测得果葡糖浆中的果糖含量为18.52%. 【期刊名称】《福建师大福清分校学报》 【年(卷),期】2017(000)005 【总页数】11页(P57-67) 【关键词】葡萄糖浆;异构酶;果葡糖浆;工艺研究 【作者】徐慧诠;张文森;林舒婷;包小妹;李世明 【作者单位】福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300;福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300;福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300;福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300;福建师范大学福清分校:海洋与生化工程学院、发酵食品应用技术研究所,福建福清 350300 【正文语种】中文
【中图分类】TS205 果葡糖浆又名高果糖浆、异构糖浆，它是以酶法作用淀粉所得的糖化液通过葡萄糖异构酶的异构作用，将一部分葡萄糖异构为果糖而形成的混合糖浆[1]，是一种以果糖和葡萄糖为主要糖分的健康新型淀粉糖产品[2]。 果葡糖浆自20世纪70年代实现工业化生产以来，因其生产不受地域和时令限制而迅速发展；近年来，在能源短缺、国际国内糖价高居不下的环境中[3]，其被广泛应用于食品行业，特别是软饮料工业[4]。 与蔗糖相比，果葡糖浆以高甜度、风味独特[5]、高溶解度[6]、越冷越甜[7]、低热量[8]、渗透压大[9]等特性，占居世界软饮料行业第一，逐渐取代蔗糖角色，有效降低了成本，由此解决了蔗糖供应量不足的行业现状[10]。果葡糖浆的使用，不仅不会破坏食品口感，还能增加醇厚风味，保证了食品的原汁原味；同时，它作为一种较理想的新型甜味剂，对老年人和糖尿病患者而言，血糖浓度变化不明显；作为一种良好营养剂，能抑制人体内蛋白质消耗[11]，在冠心病、心血管病等一些疾病中有良好的治疗效果，可以补充人体蛋白质的流失。因此，果葡糖浆由于其应用性广、特性优越，功效性能多样，在世界范围内日益受到人们普遍认可，逐渐成为甘蔗糖和甜菜糖以外的第三类糖源。 目前，随着人们对果葡糖浆优越性的深入研究，果葡糖浆在其应用领域上变得越来越宽，市场需求量也越来越大，对它的质量要求也随之增高。由于果葡糖浆社会地位的高低主要取决于其混合糖浆中的果糖含量，而F42糖(果糖含量不低于42%)因其甜度与蔗糖相近，表现出来的缺点为葡萄糖含量较高，且低温时容易结晶，不方便贮存，不足以满足医疗和保健等行业的需求，所以提纯出较高浓度的果葡糖浆制品的呼声越来越高，即生产出真正的“高果”糖浆——F55果葡糖浆(果糖含量不低于55%)成为果葡糖浆发展的必然趋势[12]。 通常人们是利用玉米淀粉来生产果葡糖浆的，但近年来以玉米淀粉为原料制备淀粉
果糖生产工艺 生产工艺 2010-01-22 15:59:13 阅读415 评论14 字号：大中小订阅 生产果糖的方法是用淀粉做原料，淀粉水解后经固定化葡萄糖异构酶转化为糖，其中含有42％的果糖和58％的葡萄糖，这种混合物称为果葡糖浆或高果糖浆。 一、葡萄糖和果糖异构化反响 葡萄糖为醛己糖，果糖为酮己糖，二者互分同分异构体，在一 定条件下可以相互转化。 1、碱性异构化反响 在碱性条件下，葡萄糖通过1、2烯二醇生成D-果糖、D、甘露糖，由于碱异构化到达反响平衡点所需时间长，转化率较低，糖的分解反响显著，复原糖损失过多，产生有色物质和酸性物质，影响颜色和味道，精致较困难，故在工业上未曾使用。 通过碱性异构化反响，葡萄糖转化成果糖的转化率一般约达21%-27%，糖分损失约10%-15%，采用较高的反响温度，较短的反响时间和较高的糖浓度，碱性催化效果有一定的提高，异构转化率可到达33%-35%，糖分损失为2%-3%，在碱性催化剂中以氢氧化钠的催 化效果较好。 2、葡萄糖异构酶反响 葡萄糖在异构酶作用下可转变成果糖的，但这种催化反响是可逆的，即葡萄糖向也可以向果糖的转变，因此异构酶作用在理论上可使50%的葡萄糖转为果糖，到达平衡点。
葡萄糖异构酶在较高pH下可催化果糖发生异构生成D-阿洛酮糖和D-甘露糖，但在pH7或以下进行，只有微量的产生。对食品应 用无影响。 由于异构化最后阶段反响速度慢，为了抑制和降低糖的分解，减少糖分损失，一般在果糖含量达42%-43%便终止反响。由葡萄糖向果糖转变的反响是吸热反响，异构化反响温度升高，平衡点向果糖移动，但超过70℃以上进行反响时，酶易受热活力消失，糖分也会受热分解，产生有色物质，所以实际工业上的反响温度是有一定 限制的。 硼酸盐能与果糖生成络和结构，使转化率提高到80%-90%，且硼酸盐能回收重复使用，可回收率还达不到规模生产的要求，影响 实际应用效果。 二、果葡糖浆生产工艺 在葡萄糖异构酶的催化作用下，葡萄糖液中的一局部转变为果糖，因为它的糖分组成是果糖和葡萄糖的混合糖浆，故称为果葡糖浆。由玉米淀粉得来的果葡糖浆叫高果玉米糖浆〔HFCS〕，从其它淀粉比方大米、木薯、马铃薯、小麦等得到的果葡糖浆称为高果糖浆〔HFS〕。果葡糖浆有42型〔含果糖42%〕，55型〔55%〕，90型〔90%〕，分别表示为F-42、F-55和F-90。 F-42果葡糖浆经色谱别离，可得果糖含量高达90%以上的糖浆F-90，与适量F-42产品混合得F-55。
蔗糖的生产工艺 蔗糖生产工艺是将蔗汁经过一系列的物理、化学处理和精制加工过程，脱除杂质和水分，并经过结晶和干燥，最终得到纯净的蔗糖产品。 蔗糖生产过程的第一步是蔗杆的剪切和磨碎。蔗杆会被切段并通过传送带送入磨碎机，将其磨碎成细碎的蔗渣。 接下来，经过榨汁工艺，将蔗渣进行压榨，把甜蜜的蔗汁从蔗渣中提取出来。常用的压榨方法有机械压榨和水解压榨两种。机械压榨是通过大型的压榨机将蔗渣压榨，将蔗汁挤出。水解压榨则是通过在蔗渣中加入一定量的水进行搅拌，使蔗汁溶解到水中。 蔗汁经过榨汁后，需要进行浮渣和杂质的处理。蔗汁中会有一些杂质、果肉和小颗粒，需要通过一系列的过滤和澄清步骤进行去除。首先，蔗汁会经过粗滤，将大颗粒的杂质先行过滤出去。然后蔗汁会进行石灰消石，加入一定量的石灰进行搅拌，以去除蔗汁中的酸性物质。接着进行二次滤渣，将较小的颗粒和杂质去除。最后，蔗汁会进行澄清，通过加入澄清剂，使蔗汁悬浮物快速沉淀，得到澄清的蔗汁。 澄清的蔗汁会经过煮制、减压、过滤等步骤进行进一步的处理。首先，蔗汁会进入煮糖罐，在高温下进行煮制，使水分去除，蔗汁浓缩。接着进行减压脱色，通过减压脱色罐将蔗汁进行脱色处理，去除杂质和不纯物质。然后，蔗汁会经过过滤，将可能存在的残渣和沉淀物去除干净。
在蔗汁处理完成后，接下来进行结晶和干燥步骤。蔗汁中的糖分通过结晶处理，使其结成晶体颗粒。首先，蔗汁会进入糖糖罐，降低温度，促进糖结晶。然后，糖浆会经过蒸发器，通过加热蒸发蔗汁中的水分。最后，通过结晶器对糖浆进行进一步的结晶处理，使其成为纯净的蔗糖结晶。 最后一步是干燥，将湿润的蔗糖结晶进行干燥处理，去除余留的水分。通常使用的干燥设备有热风干燥机或旋转干燥机，通过加热和风力干燥，将蔗糖结晶中的水分蒸发掉。 总结起来，蔗糖的生产工艺包括蔗杆的剪切和磨碎、蔗汁的榨取和澄清、煮制和脱色、结晶和干燥等一系列步骤。这些步骤使得蔗汁经过精细加工，去除杂质和水分，最终得到纯净的蔗糖产品。
蔗糖的转化实验报告 一、实验目的 本实验旨在研究蔗糖在经历不同反应条件下的转化行为，以及了解蔗糖可以被转化为不同的产物，以便进行有效的应用。 二、实验原理 蔗糖是一种多糖类物质，一般指甘蔗中的α-D-葡萄糖。它可以被水加热分解，释放出水解物质。在实验中，我们使用不同的化学反应条件，将蔗糖水解成不同的产物。 三、实验材料 甘蔗汁，硝酸，醋酸，碳酸钠，硫酸，稀硫酸，稀盐酸，过氧化氢，铜粉，尿素，发酵生产的蔗糖等。 四、实验步骤 （1）准备实验用的蔗糖液：把发酵生产的白色蔗糖粉末放入不锈钢容器中，加入7升分解水，加热搅拌15分钟，待温度达到80℃至90℃时，即可得到蔗糖液。 （2）水解反应：将发酵生产的蔗糖液放入不锈钢釜中，强烈加热搅拌，温度达到160℃时，加入适量硝酸，同时加入适量醋酸，使液体成为弱酸性溶液，再加入适量碳酸钠，使水解反应更完善，迅速反应2小时即可完成。 （3）提取产物：完成水解反应后，使用热水将溶液冷却至70℃，待溶液发白，加入适量稀盐酸，将pH值调节到1.5左右，进行溶液分离，即可提取出水解产物。
（4）焙烧反应：将提取出的液体加入不锈钢容器中，加热搅拌，温度达到130℃，加入适量硫酸和稀硫酸，使液体中的蔗糖经历挥发性分解，经历1小时左右的加热，即可提取出焙烧产物。 （5）还原反应：将提取出的液体加入不锈钢容器中，增加温度至高尔夫温度，加入适量过氧化氢，使液体中的蔗糖发生还原反应，迅速反应3小时，即可提取出还原产物。 （6）放大反应：将还原产物加入不锈钢容器中，加入适量铜粉和尿素，使液体中的蔗糖发生放大反应，迅速反应2小时即可提取出放大产物。 五、实验结果 实验过程中，除了少量淤渣外，各种加工操作中的产物均获得了满意的效果，水解产物、焙烧产物、还原产物、放大产物等均获得了理想的结果。 六、实验结论 实验表明，蔗糖可以通过不同的反应条件，被水解、焙烧、还原、放大等反应，转化为不同的产物，经过本次实验，可以更好地了解蔗糖的转化行为，提供蔗糖转化为其他产品的理论基础，为蔗糖有效应用提供支持。
蔗糖酶的提取、分离、纯化及活性检测 蔗糖酶是一种能够催化蔗糖水解反应的酶，广泛存在于生命体内，具有重要的应用价值。本文主要介绍了蔗糖酶的提取、分离、纯化及活性检测方法。 一、蔗糖酶的提取 1、选择合适的菌株：蔗糖酶广泛存在于细菌、真菌、植物和动物等生物体中，但不同菌株对蔗糖酶的产生能力存在差异，因此需要根据实际需求选择产酶能力较高的菌株。 2、液态培养：选用适宜的培养基和培养条件，促进菌株生长和蔗糖酶的合成。一般情况下，最佳培养条件为温度在35℃左右，pH值为7.0左右，培养时间为24-48小时。 3、离心沉淀：将菌液离心，取上清液即为蔗糖酶提取液。 1、离子交换层析：通过调节液相pH值，利用离子交换材料对蔗糖酶进行吸附、洗脱和分离。 2、凝胶过滤层析：利用凝胶材料对蔗糖酶进行筛分，分离出不同分子量的蔗糖酶。 3、亲和层析：在固相材料上引入亲和基团，用于特异性地吸附蔗糖酶，洗脱和分离目标蛋白。 1、透析：通过半透膜对蔗糖酶真空透析，去除杂质。 2、浓缩：利用超滤膜对蔗糖酶进行浓缩。 3、电泳：运用电泳等方法对混合蛋白进行分离和分析，以实现蔗糖酶的纯化。 蔗糖酶的活性检测方法多种多样，以下介绍其中几种常见的方法。 1、邻苯二甲酸法：通过对邻苯二甲酸恒量反应条件下，测量比色产物的吸光度来检测蔗糖酶的活性。 2、甲酚磺酸法：测量甲酚磺酸转化为带电离子的速率，来判断蔗糖酶活性的多少。 3、蔗糖酶显色法：在蔗糖酶的作用下，蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，再利用淀粉-碘酒作为指示剂，显色程度来反映蔗糖酶的活性。 总结： 蔗糖酶是一种重要的酶类，在生命科学和工业生产等领域具有广泛应用。其提取、分离、纯化及活性检测方法多种多样，需要根据不同的实验条件和需求来选择合适的方法。
不同种类的酸对蔗糖的水解催化研究 张卫东，刘泽槟，陈骏佳*，孟飞，付尽国 【摘要】利用高效液相色谱-蒸发光散射检测法分析测定了盐酸、柠檬酸和酒石酸对蔗糖水解过程中蔗糖、葡萄糖和果糖转化量的变化，并结合酸催化蔗糖水解反应机理对蔗糖水解过程进行研究。结果表明：在pH 2、反应温度90℃时，蔗糖在1 h内能够完全水解，并且不会产生过多的副反应。 【期刊名称】甘蔗糖业 【年(卷),期】2014(000)003 【总页数】5 【关键词】蔗糖；水解；酸；催化作用 0 引言 蔗糖是一种化学性质相对稳定的物质，在酸催化剂存在下可以水解成葡萄糖和果糖，其转化速度和程度主要取决于酸的种类和用量、反应温度和反应时间等因素，其副反应主要是葡萄糖和果糖在酸性条件下通过糖苷键相聚合，失去水分子生成糠醛[1]。蔗糖的水解性质被利用来生产果葡糖浆。与蔗糖相比，作为甜味剂，果葡糖浆的甜度与蔗糖相近或略高于蔗糖，且具有低温下甜味增加的特点[2]。 蔗糖的水解反应是典型的准一级反应，属于均相催化反应[3]。本文通过高效液相色谱-蒸发光散射检测法研究不同强度的酸（盐酸、柠檬酸、酒石酸）及不同浓度的酸对蔗糖水解反应的影响，优化蔗糖水解过程，并研究了酸催化蔗糖水解反应机理，对蔗糖水解制备果葡糖浆有一定的指导意义[4]。 目前对糖含量的测定主要有比色法、旋光法、高效液相色谱-荧光散射检测法、
高效液相色谱-示差折光检测法、离子色谱法等。这几种方法都存在一定的不足，一般化学法耗时太长，且测定的是总糖含量而不能分别测定各种糖的含量。并且，有研究表明，测得的葡萄糖、果糖值比实际值略高[5]；高效液相色谱-荧光散射法由于需要目的物具有荧光特性，用于糖的检测时需要对其进行衍生化处理，降低了其通用性；高效液相色谱-示差折光法灵敏度低，系统平衡时间长，对工作环境要求苛刻，要求恒温、恒流速、且无法采用梯度洗脱；离子色谱法在糖含量的检测研究中使用较多，其灵敏度较好，但是糖类在电极表面能使某些分子氧化或还原，从而影响方法的准确性，并且受环境温度的影响；蒸发光散射检测器是一种通用型的质量检测器，基于不挥发的样品颗粒对光的散射程度与其质量成正比而进行检测，对没有紫外吸收、荧光或电活性的物质以及产生末端紫外吸收的物质均能产生响应，克服了示差折光检测器受外界环境因素影响大的缺点[6-7]。该方法灵敏度高，重现性好，为研究蔗糖的水解反应程度提供了一种准确、灵敏、快捷的分析方法。 1 实验部分 1.1 实验试剂和仪器 蔗糖（AR，天津市大茂化工试剂厂）；蔗糖、果糖、葡萄糖标准品（TCI试剂公司）；盐酸(AR)；柠檬酸（AR，广州化学试剂厂）；酒石酸（AR，天津市大茂化工试剂厂）；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司）；赛多利斯PB-10全自动pH/mV计（德国赛多利斯公司）；Q-Grad 型四元高压混合梯度泵、在线脱气机、自动进样器、605型柱温箱（美国SSI 公司）；Alltech 2000ES型蒸发光散射检测器（美国格雷斯公司）；空气发生器（天津市津分分析仪器制造有限公司）；纯水超纯水一体机（Millipore中国有
高值化产品--蔗糖制结晶果糖方法探讨 保国裕;蓝艳华 【摘要】The paper discusses the theory and technology for producing high purity crystalline fructose with sugarcane. First of all, it introduces hydrolyzation of sucrose into glucose and fructose by acid or enzyme;the separation methods of the two monosaccharides by chromatographic separation, crystallization, calcification and organic solvent method, etc. Then it discusses the transformation of glucose into fructose by isomerization or fermentation, etc. Finally, it compared the results using simulated moving bed adsorption separation and isomerization combined with concentration, crystallization. It is feasible in large scale production. It also put forward that the concentration, crystallization and purging equipment could make use of those currently used in sugar mills. It can be considered as a good way of deep processing the sugarcane into high value products, hence improving economic benefits.%从理论和技术上探讨了用甘蔗原料制高纯度结晶果糖的方法。首先，介绍了蔗糖用酸或酶水解变为葡萄糖与果糖混合液，再用色层法、结晶法、钙化法和有机溶剂法等分离；其次，介绍了将分离出来的葡萄糖转化为果糖的异构酶法、氧化发酵法等方法；最后，经比较后得出，用模拟移动床吸附分离和异构酶法，再加上浓缩、结晶的四步流程法，在大型工业化生产较为可行，而浓缩、结晶分蜜等设备可引用糖厂的装备和操作经验。该法是甘蔗高值化深加工、提高经济效益的好途径。 【期刊名称】《甘蔗糖业》
模拟移动床色谱技术分离果糖研究进展 姜夏伟;王亚军;郑裕国 【摘要】主要综述了模拟移动床(Simulated Moving Bed,SMB)色谱分离技术从 果葡糖浆中分离果糖的应用研究进展.从工作原理、固定相、阀系统、自动化控制、数学模型及工艺参数优化等方面对SMB技术进行了系统介绍,为我国的高纯果糖浆和结晶果糖的产业发展提供参考意见. 【期刊名称】《发酵科技通讯》 【年(卷),期】2015(044)004 【总页数】6页(P55-60) 【关键词】果葡糖浆;SMB;色谱分离 【作者】姜夏伟;王亚军;郑裕国 【作者单位】浙江工业大学生物工程研究所,浙江杭州310014;浙江工业大学生物 转化与生物净化教育部工程研究中心,浙江杭州310014;浙江工业大学生物工程研 究所,浙江杭州310014;浙江工业大学生物转化与生物净化教育部工程研究中心,浙 江杭州310014;浙江工业大学生物工程研究所,浙江杭州310014;浙江工业大学生 物转化与生物净化教育部工程研究中心,浙江杭州310014 【正文语种】中文 【中图分类】TQ02 果葡糖浆是一种重要的淀粉糖产品，可作为代替蔗糖的甜味剂广泛应用于饮料及烘焙等食品行业。果葡糖浆中含有大量果糖，果糖具有相对甜度高、甜味独特、溶解
度大的性质，与其他甜味剂之间有协同作用，更重要的是，果糖食用后不引起血糖波动。此外，果糖具有良好的代谢特性和渗透压特性，可被制成注射液用于心血管病、糖尿病、脑颅病及肝的治疗，在制药行业结晶果糖需求逐渐增大。在工业生产中，果糖是生产乙酰丙酸、糖脂，特别是5-羟甲基糠醛的重要原料。目前国内果 葡糖浆F-42的市场已逐渐饱和，发展空间有限，而我国的结晶果糖主要靠国外进口，国内仅少数公司开始生产，具有极大的市场前景。 规模化制备果糖的原料通常都是果葡糖浆。果葡糖浆按照来源分为三类：1）含淀粉量高的作物如玉米、番薯等；2）含蔗糖量较高的作物如甘蔗、甜菜等；3）富 含菊粉的植物如菊芋、菊苣和大丽花等。针对不同的原料，果葡糖浆的生产方法也不同，得到的果葡糖浆也不相同。根据果糖含量，果葡糖浆可分为F-42、F-55和F-90。由于果糖与葡萄糖互为同分异构体，在结构和物理特性方面十分相似，所 以从果葡糖浆中分离纯化果糖难度较大。因此，高品质果糖生产的关键技术是果糖分离技术。模拟移动床（Simulated Moving Bed，SMB）色谱分离技术在果糖 纯化应用上越来越广泛，本文对SMB色谱分离技术在果糖分离方面的研究进展进行了综述。 1.1 果糖色谱分离原理 色谱分离法是目前普遍采用的果糖分离方法，是利用β-D-吡喃果糖和β-D-吡喃葡萄糖与阳离子亲和力的差异实现分离的目的。其工作原理如图1所示［1］，（a）为理想的阳离子和糖的结合模型，相邻的羟基具有2对轴向-平伏的排列（ae），没有平伏-平伏的羟基排列（e-e）。Goulding研究发现，相邻羟基的a-e排列与阳离子的结合能力远大于e-e排列，即a-e排列越多，结合越牢固，如（b）β-D-吡喃果糖有两对不相邻的a-e排序，而（c）β-D-吡喃葡萄糖没有a-e的排序。 文献报道的果糖分离方法还有结晶分离法、氧化分离法、液液萃取法、参数泵分离法等，分别基于结晶差异、化学性质差异、溶解度差异和分配差异等原理进行分离，