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
糖产品已不再符合国家产业政策，因此用其他作物淀粉来制得淀粉糖产品的研究越受到广大消费者的重视。而与其他国家相比，我国甘薯种植面积大，产量高；同时甘薯内部富含优质淀粉，营养价值高，口味温和，风味独特。因此，以甘薯淀粉为原料生产制得高果糖浆，其生产成本低廉，营养价值得到充分利用，是个很有开发价值的深层次加工新领域，以此也可来填补我国以甘薯淀粉为原料制备高果糖浆的生产技术空白。由于“以甘薯为原料生产葡萄糖浆”这块研究内容，已经在笔者参加的科研课题（《以甘薯为原料生产制备果葡糖浆技术研究》）中由其他组员通过实验进行研究，并成功制得优质葡萄糖浆产品，所以本实验对此块内容不做叙述，而是直接将其生产制得的优质产品作为本实验原材料。
葡萄糖异构法有很多种。其中碱法异构和化学法异构都因其自身条件限制，导致反应过程中糖损失大，转化率低，产物中混有很多副产品和色素，不适用生产；而酶法异构中葡萄糖异构酶具有选择专一性，作用条件温和，且在反应过程中糖损失低，转化率高，副产物和色素少，此法逐渐被推广应用。
因此，本实验是在充分研究果葡糖浆发展现状、功能特点的基础上，利用葡萄糖浆(前期由甘薯淀粉制得)为原料，采用异构酶法，通过对其异构化工艺的研究，制备出满足市场行业需求的果葡糖浆，从而得到对消费者身体健康更有益、成本更低、风味口感更佳的新型淀粉糖产品。
1.1 材料与设备
1.1.1 材料
葡萄糖浆(纯度为95%左右) 科研课题组自制（通过甘薯淀粉双酶法制得）；葡萄
糖异构酶(酶活≥10万U/g, 食品级) 上海康达食品工程有限公司；六水合氯化钴(AR) 国药集团化学试剂有限公司；硫酸镁(AR) 国药集团化学试剂有限公司；亚硫酸钠(AR) 国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钠(AR) 国药集团化学试剂有限公司；柠檬酸(AR) 天津科密欧化学试剂有限公司；氯化钠(GR) 国药集团化学试剂有限公
司；间苯二酚(AR) 国药集团化学试剂有限公司；D-果糖(Sigma) 国药集团化学试剂有限公司；盐酸(AR) 国药集团化学试剂有限公司；csfz200型303糖用粉末活性炭江苏诚森炭业科技有限公司；硅藻土(有粗型和细型两种, 明洁牌) 云南腾冲县助滤剂厂；732阳离子交换树脂国药集团化学试剂有限公司；D101大孔吸附树脂郑州勤实科技有限公司；DM11大孔吸附树脂泰康农产品商行；201X7强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂廊坊森纳特化工有限责任公司。
1.1.2 设备
电热恒温鼓风干燥箱上海跃进医疗器械有限公司；JJ600型电子天平江苏常熟市双杰测试仪器厂；分析天平福州仪达盛电子有限公司；RE52A型旋转蒸发仪巩义市予华仪器责任有限公司；PHS-3E型pH计上海仪电科学仪器股份有限公司；DK-S24型电热恒温水浴锅上海精宏实验设备有限公司；722sp型可见分光光度计上海棱光技术有限公司；SHZ-D(Ⅲ)型循环水式真空泵巩义市子华仪器责任有限公司；布氏漏斗(口径15cm) 市售；WZS-1823112型折光仪上海人和科学仪器有限公司；亚克力材质离子交换柱廊坊市江川有机玻璃有限公司；AT10X型蠕动泵常州飞尔林流体科技有限公司；雷磁牌电导率仪上海仪电科学仪器股份有限公司；台式低速离心机厦门精艺兴业科技有限公司。
1.2 方法
1.2.1 工艺流程
葡萄糖浆→异构化→灭酶→活性炭脱色→硅藻土精滤→离子交换→真空蒸发浓缩→果葡糖浆
1.2.2 操作要点
1.2.2.1 葡萄糖液配制
取一定量高纯度葡萄糖浆(固形物含量约50%)，加入适量蒸馏水，将其稀释调配成糖液浓度为45%～50%(W/W)的葡萄糖液，待用。
1.2.2.2异构化
取一定量上述配制好的糖液，用酸碱调节pH至7.5～8.0，根据要求加入一定量葡萄糖异构酶，在60℃(±2℃)水浴温度下，异构化反应一定时间，结束异构化，测
定果糖含量。由于Ca2+对葡萄糖异构酶具有抑制作用，而Mg2+对该酶具有激活作用，同时添加足量Mg2+可以防止Ca2+的阻碍作用，所以为了使糖液中影响异构酶活力的Ca2+浓度＜1ppm，异构前须加入硫酸镁，使糖液中Mg2+浓度达0.01mol/L。由于Co2+具有增强该酶耐酸耐热的作用，所以异构前可加入氯化钴，使糖液中Co2+浓度达0.001mol/L。由于异构酶容易被氧化，所以异构前需加入
亚硫酸钠，使糖液中SO2浓度达100 ppm以上，以保持异构酶处在还原性环境中，从而延长酶活性。
1.2.2.3 灭酶
异构化结束后，80℃下灭酶20min。
1.2.2.4 脱色
经异构化反应、灭酶过程结束后糖液，立即将其温度冷却至50℃以下，调节pH
为4.0～4.5，加入3%(占糖液质量)303糖用粉末活性炭，50℃间歇搅拌30min，对糖液进行吸附脱色。脱色结束后，经抽滤将活性炭与糖液分离，此时得到的糖液若尚有颜色未完全除去，则将在离子交换过程中进一步脱去。
1.2.2.5 精滤
将初步脱色后的糖液用硅藻土进行精滤。于布氏漏斗中放一张滤纸，将调制好的硅藻土均匀地铺上一层，再缓慢倒入糖液，进行抽滤除杂。其中硅藻土调制方法为：添加比例为1:1的粗型硅藻土和细型硅藻土，加少量蒸馏水搅拌混匀。
1.2.2.6 离子交换
（1）树脂预处理
阳离子树脂选择732阳离子交换树脂、D101大孔吸附树脂、DM11大孔吸附树
脂三种树脂按1:1:1比例混合使用，阴离子树脂采用201X7强碱性苯乙烯系阴离
子交换树脂。两种树脂的处理方法为：
先用2BV(倍树脂体积)的10%(W/W)NaCl溶液浸泡18～20h以上，倒掉食盐水，用清水洗至树脂不呈黄色为止；接着用2BV的5%(W/W)HCl溶液浸泡2～4h以上，放掉酸液，用清水洗至排出液为中性或接近中性为止；最后用2BV的2%～4%(W/W)NaOH溶液浸泡2～4h以上，放尽碱液，用清水洗至排出液为中性或
接近中性为止。
（2）装柱
将处理好的树脂与水混匀倒入离子交换柱中，填至柱体积的4/5即可，填平后拧
紧柱盖，按阳-阴-阳-阴顺序串联，用去离子水冲洗2BV同时排尽柱内气泡。（3）树脂交换
将脱色、精滤后糖液通过蠕动泵送至离子交换柱内进行脱盐提纯及脱色。糖液以1.5L/h(即10rpm)的流速流经阳-阴-阳-阴离子交换柱，至检测糖液电导率＜
20μS/cm为止。
1.2.2.7 真空蒸发浓缩
精制糖液在60℃温度下进行真空蒸发浓缩，浓缩至固形物含量为50%，透光率达90%以上，即为果葡糖浆。
1.2.3 分析方法
1.2.3.1 果糖含量的测定：采用间苯二酚比色法[13,14]测定。
（1）间苯二酚试剂配制方法
称取间苯二酚2.50g，用蒸馏水溶解，摇匀，定容至500mL，使之成为浓度为
5mg/mL的间苯二酚溶液(显色剂)，作为贮备液备用(置于棕色试剂瓶中4℃贮存)。临用时量取上述溶液(5mg/mL)20.00mL，加入蒸馏水50.0mL、浓HCl 50.0mL
混匀。
（2）果糖标准曲线绘制
称取D-果糖0.10g，加蒸馏水溶解并加入0.15mL浓HCl，搅匀后转入100mL容量瓶，摇匀，定容，使之成为1mg/mL果糖溶液。量取上述果糖溶液
(1mg/mL)50mL，用蒸馏水定容至100mL，使之成为0.5mg/mL果糖标准溶液。将该果糖溶液(0.5mg/mL)作为母液，按一定浓度关系进行稀释，得到8.33-
125μg/mL的果糖浓度梯度，即如表1所示顺序加入各种试剂可得。
将上述0-8号试管一同放置于电炉上，沸水浴8min，取出并立即用自来水流动冷却显色10min。以0号试管为参比溶液。用1cm比色皿，在473nm处采用可见分光光度计测吸光度。以果糖浓度为横坐标(x)，吸光度为纵坐标(y)，作果糖标准
曲线。
（3）间苯二酚显色反应
精密移取样品糖液各0.50mL分别置于250mL容量瓶中定容并编号。在不同试管内分别加入稀释后的样液3.00mL，间苯二酚显色剂9.00mL，每根试管中反应液
总体积为12.00mL，振荡混匀后编号，以蒸馏水3.00mL代替样液作空白对照。
将样液管和空白管一同放置于电炉上，沸水浴8min，取出并立即用自来水流动冷却显色10min。以空白管为参比溶液。用1cm比色皿，在473nm处采用可见分光光度计测吸光度。根据所测得的吸光度数值，带入回归方程，结合稀释倍数，计算出果糖含量。计算公式如下：
式中： X——果糖含量(占干物质), %
y——稀释后样液吸光度;
V1——稀释后样液体积, mL;
V2——反应液总体积, mL;
A——稀释倍数;
V3——样品糖液体积, mL;
DMC——干物质含量, %.
1.2.3.2 固形物(干物质)含量的测定: 采用阿贝折光仪[15]测定。
1.2.3.3 电导率的测定: 采用电导率仪[16]测定。
1.2.3.4 透光率的测定: 按GB/T 20882—2007《果葡糖浆》[17]中相关规定执行。
1.2.4 实验方法
通过单因素实验分析葡萄糖液浓度、pH值、异构化时间、葡萄糖异构酶添加量对葡萄糖异构化效果的影响。在单因素实验的基础上，依据其单因素实验的结果分析，确定因素编码水平范围，采用二次回归正交旋转组合4(1/2实施)设计，以糖液中
果糖含量作为参考指标，取葡萄糖液浓度、pH值、异构化时间、酶添加量这四个因素作为考察因素，对葡萄糖异构化工艺进行优化，确定其最佳工艺条件。
1.2.5 试验数据的处理方法：
试验数据均为3次平行试验的平均值，采用SPSS16.0软件[18]分析数据之间的相关性，运用Excel 2003和Design Expert 8.0.6软件进行图标绘制和分析处理。2.1 果糖标准曲线绘制
由图1可得果糖标准曲线的回归方程为：
2.2 单因素实验
2.2.1 不同葡萄糖液浓度对异构化效果的影响
分别取120g高纯度葡萄糖浆于5个250mL烧杯中，加入适量蒸馏水，将其分别稀释调配成浓度为35%、40%、45%、50%、55%(W/W) 的葡萄糖液，待用。分别取上述配制好的对应浓度糖液100g，加入配好的硫酸镁、氯化钴、亚硫酸钠溶液各1mL，在加酶量为2.5mg/g葡萄糖，pH为7.50(±0.02)，温度为
60℃(±2℃)的条件下异构化反应32h，加热灭酶后测定其糖液中的果糖含量，结
果如图2和表2所示：
由图2可看出，在40%～50%范围内，随着葡萄糖液浓度的增大，异构化效果越
好；超过此范围，则出现浓度越大，其异构化效果反而越差。这是因为异构化反应在一定范围内，葡萄糖液浓度越大，酶反应速度越快。葡萄糖的溶解度定义为25℃时100g水溶解110g葡萄糖，室温下葡萄糖溶解度为87.67g/100g水，此时饱
和浓度约为50%，超过此浓度则已发生结晶析出，使得参与反应的底物量变少，
酶与底物不能充分接触，酶反应速度变慢，从而异构化效果变差。且经LSD多重
比较结果表明：50%葡萄糖液浓度极显著于其他浓度，其浓度下异构化效果明显
高于其他浓度。故确定最佳葡萄糖液浓度为50%。
2.2.2 不同pH值对异构化效果的影响
取500g高纯度葡萄糖浆于1000mL烧杯中，加入适量蒸馏水，将其稀释调配成
浓度为50%(W/W)的葡萄糖液，待用。分别取上述配制好的糖液100g5杯，加入配好的硫酸镁、氯化钴、亚硫酸钠溶液各1mL，将这5杯糖液分别调成pH为6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5，在加酶量为2.5mg/g葡萄糖，温度为60℃(±2℃)的条件下异
构化反应32h，加热灭酶后测定其糖液中的果糖含量，结果如图3和表3所示：
异构化反应为两种，为碱性异构化反应和葡萄糖异构酶反应。碱性异构化反应过程中会生产有色物质和其他酸性物质，副产物增多，且分解反应显著，降低果糖含量，增加糖损失率，影响产品色泽和味道。葡萄糖异构酶反应是可逆的，在碱性条件下异构酶活性较高，但pH值过高则有碱性异构化反应并行，影响产品质量。由图3可以看出，刚开始随着pH值上升，其糖液中果糖含量增大，当pH值超过8.0时，在pH8.0-8.5间，由于可能有碱性异构化反应并行，使得pH8.5下其果糖含量骤升，但其反应后糖液色泽与其他pH下糖液相比，明显加深，说明其中有色物质生成多。且经LSD多重比较结果表明：pH8.0与pH7.5和pH8.5有极显著差异。
综合以上分析，确定最佳pH值为8.0。
2.2.3 不同异构化时间对异构化效果的影响
取500g高纯度葡萄糖浆于1000mL烧杯中，加入适量蒸馏水，将其稀释调配成
浓度为50%(W/W)的葡萄糖液，待用。分别取上述配制好的糖液100g5杯，加入配好的硫酸镁、氯化钴、亚硫酸钠溶液各1mL，在pH为8.00(±0.02)，加酶量为2.5mg/g葡萄糖，温度为60℃(±2℃)的条件下分别进行异构化反应24h, 30h,
36h, 42h, 48h，加热灭酶后测定其糖液中的果糖含量，结果如图4和表4所示：由图4可看出，随着异构化时间的延长，异构化作用增强，果糖含量先上升后下降，当反应42h时，果糖含量最高。这是由于刚开始异构时间越长，异构反应趋
近于葡萄糖与果糖1:1的平衡态；但若反应时间过长，由于葡萄糖异构酶反应是可逆的，反应逆向进行，使得果糖向葡萄糖转化，致使果糖含量降低。且经LSD多
重比较结果表明：42h极显著于其他异构化时间。故确定最佳异构化时间为42h。
2.2.4 不同酶添加量对异构化效果的影响
取600g高纯度葡萄糖浆于1000mL烧杯中，加入适量蒸馏水，将其稀释调配成
浓度为50%(W/W)的葡萄糖液，待用。分别取上述配制好的糖液100g6杯，加入配好的硫酸镁、氯化钴、亚硫酸钠溶液各1mL，分别加入葡萄糖异构酶用量为1.0, 3.0, 5.0, 7.0, 9.0,11.0mg/g葡萄糖，在pH为8.00(±0.02)，温度为60℃(±2℃)
的条件下异构化反应42h，加热灭酶后测定其糖液中的果糖含量，结果如图5和
表5所示：由图5可看出，随着葡萄糖异构酶添加量的增加，异构化作用增强，
果糖含量先上升后下降，在酶添加量为9.0mg/g葡萄糖时，果糖含量最高。这是由于葡萄糖异构酶异构反应是可逆的，当酶用量过多时，反应逆向，使得部分果糖向葡萄糖转化，致使果糖含量下降。且经LSD多重比较结果表明：9.0mg/g葡萄糖的酶添加量极显著于其他酶添加量。故确定葡萄糖异构酶添加量为9.0mg/g葡萄糖。
2.3 二次回归正交旋转组合设计试验
2.3.1 二次回归正交旋转组合设计试验结果
在四组单因素实验的基础上，取葡萄糖液浓度、pH值、异构化时间、酶添加量这
四个因素作为考察因素，以糖液中果糖含量作为考察指标，结合二次回归正交旋转组合4(1/2实施)设计进行试验，得出的试验结果见表6、表7。
将试验结果通过Design Expert 8.0.6软件进行数据处理，得到回归方程为：
2.3.2 回归方程的显著性检验
由表8可以看出，x2与x3、x2与x4、x3与x4之间无交互作用，同时F(x2)、
F(x3)、F(x12)、F()都小于1，即x2、x3、x12、x32对指标影响不显著，所以将
x2、x3、x2x3、x2x4、x3x4、x1 2、x32并入剩余中，进行第二次方差分析，第二次方差分析结果见表9。
回归方程的显著性检验：先进行失拟检验，再进行回归方程的显著性检验。由表
10可以看出，因为F1=0.20＜F0.05(9,3)=8.81，所以方程不显著，即方程不失拟，说明回归直线与试验点的拟合效果很好，具有实用性。由表9可以看出，因为
F2=4.48＞F0.05(7,12)=2.92，所以方程是显著的，说明x与y存在显著线性相关。由于二次回归正交旋转组合设计具有正交性，各回归系数之间没有相关性，因此可以根据表8，在剔除α=0.25显著水平下直接剔除不显著项之后，可以得到简化后的回归方程为: y=13.93+0.69x1 +1.02 x4-0.92 x1x2+1.36 x1x3-0.57 x1x4 -
0.39 x22 +0.76 x42。将编码空间与因素空间两者进行转化，可以把编码空间内的回归方程变到因素空间内的回归方程，变化后的回归方程为:
2.3.3 效应分析
概率P可以反映各考察因素对考察指标的影响程度，P越小，说明该因素对考察指标影响越大。由表8中各因素的概率P可以看出，这4个考察因素对果糖含量的
影响高低程度为酶添加量(x4)＞葡萄糖液浓度(x1)＞pH(x2)＞异构化时间(x3)。
2.3.4 葡萄糖异构化最优方案确定
经Design Expert 8.0.6软件对试验数据进行统计分析，可以得出葡萄糖异构酶法的最优方案为：葡萄糖液浓度在-1水平(47%)，pH在1水平(8.3)，异构化时间在
-1水平(38h)，葡萄糖异构酶添加量在1水平(10.2mg/g葡萄糖)，此条件下果糖
含量为18.26%。该方案在表7中已出现，且得出的实际果糖含量为18.52%，高于预测值，同时其实际指标值在所做试验点中也是最高的，故该方案为最佳异构化工艺方案，无需做进一步验证实验。
通过单因素实验并结合二次回归正交旋转组合设计，确定异构酶法的最佳工艺条件：葡萄糖液浓度为47%(W/W)，pH为8.3，温度为60℃，异构化时间为38h，葡
萄糖异构酶添加量为10.2mg/g葡萄糖。此条件下得到果糖含量为18.52%。
【相关文献】
[1] 杨永芳, 付成程, 郑战伟. 以薯类为原料生产果葡糖浆的研究进展[J]. 农场品加工, 2011(8): 135-137.
[2] 聂洪霞. 由菊芋生产高果糖浆的研究[D]. 天津: 天津科技大学, 2010: 7.
[3] 张德鑫. 果葡糖浆生产工艺技术的研究[D]. 北京:北京化工大学, 2014: 1-2.
[4] Singh R S, Dhaliwal R, Puri M. Production of high fructosesyrup from Asparagus inulin using immobilized exoinulinase from Kluyveromyces marxianus YS -1 [ J].JInd Microbiol Biotechnol, 2007, 34(10): 649-655.
[5] 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.
[6] 赵国群, 周雪艳, 胡弢. 活化条件对固定化葡萄糖异构酶酶活的影响[J]. 食品研究与开发, 2012,
33(10):156-159.
[7] 梁庆华.果葡糖浆在食品工业中的应用[N]. 中国食品报, 2012-06-11(6).
[8] 万福义. 结晶葡萄糖母液在果葡糖浆生产中的应用和工艺控制[D]. 济南: 齐鲁工业大学, 2014: 2-3.
[9] 李纪亮. F-55高果葡糖浆厂设计和生产[J]. 食品工业科技, 2008(10): 170-173.
[10] 吴瑶, 曹龙奎. 碎米淀粉制备果葡糖浆工艺优化[J].农产品加工, 2013(7): 31-35.
[11] 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): 38-45.
[12] 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.
[13] 梁剑锋. 甘蔗废密制取高果糖浆工艺[D]. 南宁: 广西大学, 2008: 22-60.
[14] 胡国洲. 微波处理对葡萄糖异构酶影响的研究[D].重庆: 西南大学, 2014: 6-8.
[15] GB/T 20885—2007葡萄糖浆[S].
[16] 徐姗姗. 高纯度结晶果糖制备技术的研究[D]. 重庆: 西南大学, 2007: 19.
[17] GB/T 20882—2007果葡糖浆[S].
[18] 张仲欣, 杜双奎. 食品试验设计与数据处理[M]. 郑州:郑州大学出版社, 2011: 160-164.
果葡糖浆生产过程热能综合利用组合技术 一、简要技术说明：果葡糖浆作为一个新兴行业只有不到50年时间,在我国只有10多年历史,现行的工艺流程在工艺上考虑的比较多,而在热能利用上考虑的比较少,以至于大量的工艺热能被浪费, 主要表现在：1、液化液的热能被浪费,液化工艺过程是利用高温高压蒸汽给淀粉浆加温至105.0℃,淀粉浆在液化酶的作用下经糊化过程进而达到完全液化的程度。在这一过程中,要消耗大量的蒸汽,最后的液化液温度仍高达90.0℃,需要用冷却水降温至60.0℃,这中间有30度的温差要白白损失掉,非常可惜。2、冷却液化液需要用大量的厂内循环水进行冷却,这些冷却水回到系统后增加了系统的温度,也因此降低了蒸发效率,增加了热能和电能消耗。3、二交液蒸发前需要蒸汽进行加热,而蒸发后的糖液需要用冷却水进行冷却,这些过程同样浪费了大量的能源。4、蒸发系统下来的大量冷凝水的热能几乎没有任何利用就做其它工艺用水,甚为可惜。因此,本项目就是利用成熟的节能单元操作,将这些技术组合起来,达到节能降耗的效果。二、主要技术性能指标：1、液化液/一交液换热器,使液化液降低温度15摄氏度,使一交液提高温度15摄氏度。2、淀粉乳/冷凝水换热器,提高淀粉乳温度为5度。3、二交液/二蒸液换热器,提高二交液温度为5度。锅炉车间的配套工程改造目标：吨煤产蒸汽率为6吨(蒸汽)/吨煤炭。推广应用前景：目前,国内普遍采用从国外引进的固定床异构酶的催化技术生产果葡糖浆,生产路线的设计是以服从工艺条件为主要目的的设计,而在节能降耗上考虑不多,由于是引进的成套技术,各企业在自主节能降耗上改造不多,特别是面对逐渐增加的能源危机,各企业普遍准备不充分,目前,与相关行业相比,普遍能耗偏大,热能利用和保温上仅仅只在多效蒸发和管道设备保温上下功夫,靠工艺过程挖潜节能改造不多。从果葡糖浆发展趋势上看,国内外新建企业趋向于生产自动化,通过更加合理的设计,减少厂房和设备的占地面积,减少工艺管道路线长的损耗。由于果葡糖浆生产过程中能源消耗相对比较大,其能耗一直是生产成本的重要组成部分,各企业都把生产过程中的降低能耗当成挖潜改造的方向。在众多节能改造方案中,以内涵为主的挖掘现有能源的改造方案最能引起行业内各企业的重视。由于液化工艺点是整个果葡糖浆生产过程中物料温度最高的点,目前各企业均把液化后的液化液的可用余温当做热能利用的重点。同时对蒸发后的冷凝水的余热能做充分的研究,对其它工艺过程的潜在能源也在进行开发挖潜改造。利用现有工艺过程的热能,由于具有投资少见效快,操作简单等特点,非常适合现有企业的推广,具有广阔的前景。
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
葡萄糖异构酶研究概况 摘要：葡萄糖异构酶(glucose isomerase，GI)能催化D—葡萄糖至D—果糖的异构化反应，是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆的关键酶，目前国内外众多科研机构和企业正在进行葡萄糖异构酶研究和应用。葡萄糖异构酶的研究主要包括菌种的筛选、发酵条件的优化以及酶的固定化生产等方面。 关键字：葡萄糖异构酶菌种分离纯化固定化 一、葡萄糖异构酶简介 葡萄糖异构酶(Gl)又称D-木糖异构酶（D-xylose isomerase），为一种水溶性酶。1957年在嗜水假单胞菌中最早发现了GI，它能催化D一葡萄糖至D一果糖的异构化反应，特别是在果葡糖浆的生产中，是工业上大规模从淀粉制备高果糖浆(high fructose cord syrup，HFCS)的关键酶，并且该酶还能够将木聚糖异构化为木酮糖，再经微生物发酵后生产乙醇。应用这种酶可以使葡萄长期以来糖浆中90%以上的糖分转化为果精，使甜度大大提高，因而可用淀粉作原料生产出食用性良好的葡果糖浆。为了解决食糖供应不足，六十年代末期以来，葡萄糖异构酶的生产与应用的研究引起了人们的重视。 二、产葡萄糖异构酶的微生物 产葡萄糖异构酶的菌株很多，主要有沙门氏菌、大肠杆菌、枯草杆菌属、葡萄球菌属、链霉菌属及其他菌属。大多数是从土壤中分离出来的。放线菌具有葡萄糖异构酶产量多，酶的热稳定性好等优点，并且在酶反应时不需要添加砷酸盐或锰盐等有毒物质。分离异构酶产生菌，一般采用木糖作唯一碳源，如吉村贞彦等使用D—木糖1%、酵母膏0.1 %、磷酸氮二钾0.05 %、硫酸镁0.025 %、硫酸锰0.001 %和碳酸钙0.2 %组成培养基，在含有10毫升上述培养基的试管中，接入土样。45℃培养24小时，连续富集培养三次，然后于加入2 %琼脂的上述培养中，进行平板分离，移入斜面，再进行摇瓶发酵，测定葡萄糖异构酶活力。 除土壤分离新菌种外，另外对原有菌种进行强烈因子处理。如Bengtson用亚硝基胍或紫外线诱变Streptomyces ATCC 21175能显著提高酶活，经处理的菌种酶活力为518单位/毫升，而不处理的仅有3 18单位/毫升。 三、葡萄糖异构酶发酵条件
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.
实验二酶法生产果葡糖浆 一、实验目的： 1、掌握酶的固定化方法及固定化葡萄糖异构酶在工业上的应用； 2、掌握酶反应器的应用； 3、掌握影响酶催化作用的因素，学会正确使用酶激活剂； 4、掌握果糖的测定方法，进一步掌握分光光度计的使用。 二、原理： 葡萄糖异构酶催化葡萄糖异构化生成果糖，果葡糖浆是葡萄糖和果糖的混合糖浆。葡萄糖异构反应平衡时，可将40~50%的葡萄糖转化为果糖，人们将这种葡萄糖与果糖混合的糖浆称为果葡糖浆。 三、实验材料、仪器和试剂 1、恒温水浴锅 2、磷酸缓冲液(pH值7.5) 3、固定化葡萄糖异构酶 4、激活剂：0.5M硫酸镁溶液 5、35％(W/V)葡萄糖溶液 6、1.5％(W/V)半胱氨酸盐酸盐溶液 7、0.12％(W/V)咔唑酒精溶液 8、硫酸溶液 9、恒流泵 10、分光光度计 11、玻璃夹套柱 12、玻璃漏斗 四、操作步骤 1、取一定量的酶(用固定化酶完整颗粒,不磨碎，约15克),加0.02M磷酸缓冲液(pH7.5) 适量，浸泡0.5h。 2、开启恒温循环水浴，温度调节为60~65℃。 3、倾去浸泡固定化酶的磷酸缓冲液（也可不倾去，直接和酶一起加入玻璃夹套
柱，通过玻璃夹套柱底部排出），将固定化酶完整颗粒通过玻璃漏斗装入玻璃夹套柱内，保持60~65℃。 4、向葡萄糖溶液30mL中加入硫酸镁溶液10mL, 加水至总体积100ml，充分溶解。 5、利用恒流泵，将加入硫酸镁的葡萄糖溶液自反应柱底部泵入（控制好流速）。 6、收集反应液（每管装5~10mL），适当稀释，测定滤液的果糖含量或作定性鉴定。 试剂配制 1、35％(W/V)葡萄糖溶液:称取35克分析纯葡萄糖加入煮沸的蒸馏水中,再加热使其完全溶解,冷却用蒸馏水定容至100mL。 2、pH7.5磷酸缓冲溶液: 0.2M磷酸二氢钠(GB 1267)溶液:称取3.12g磷酸二氢 钠(NaH 2PO 4 ·2H 2 O),用蒸馏水溶解并稀释至100mL。0.2M磷酸氢二钠(GB 1263)溶 液:称取7.16g磷酸氢二钠(Na 2HPO 4 ·12H 2 O),用蒸馏水溶解并稀释至100mL。取一 定量上述二溶液混合,用pH计校正pH至7.5。 3、0.5M硫酸镁溶液:称取6.15g硫酸镁(MgSO 4·7H 2 O),加蒸馏水溶解,用蒸馏水 定容至50mL。 果糖测定法(半胱氨酸-咔唑法) ) 1、试剂 ⑴1.5％(W/V)半胱氨酸盐酸盐溶液:称取生化试剂纯半胱氨酸盐酸盐0.375g,用蒸馏水溶解,并稀释定容至25mL。 ⑵ 0.12％(W/V)咔唑酒精溶液:称取咔唑30.0mg,用无水酒精溶解并定容至 25mL,放置在棕色瓶中,24h后使用。 ⑶硫酸溶液:量取分析纯浓硫酸90mL,在不断搅拌下徐徐倒入38mL蒸馏水中。 2、测定果糖 选取收集的反应流出液一管（取稳定后的一管），适当稀释后吸取0.5mL, 然后每加入0.1mL半胱氨酸盐酸盐溶液,3mL硫酸溶液,摇匀后,立即加入0.1mL咔唑酒精溶液,摇匀,于60℃水浴中保温10min,取出用水冷却呈红紫色（可作定性鉴定）,用10mm光径的比色皿,在560nm波长下比色测定（可作定量测定）。
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
葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆的工艺研究随着时代的发展，果葡糖浆作为一种新型的营养保健型食品，逐渐受到了消费者的青睐。而其完善的包装、高营养、清香可口，被广泛应用于果汁、冰淇淋、蛋糕等等食品中，用于佐料、糖料等用途。随着消费者对营养保健类食品需求的增加，大量的果葡糖浆被用于食品加工中。此，果葡糖浆的制备工艺已成为当前研究的热点，本研究尝试采用葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆，探究其工艺参数。 本研究采用葡萄糖浆异构酶法，以酿酒酵母的非提取性酶体为发酵基质，在20℃～50℃，pH7.0～10.0范围内，进行替代酶缩合反应，果葡糖浆产物由糖蜜溶液沉淀出来。 在实验室实验条件下，经过不同参数设置，发现了葡萄糖浆异构酶法最佳的制备条件。首先，在阴离子表面活性剂的用量上，当去离子水、Tween-80各用量分别为0.05%、0.02%时，可有利于果葡糖浆的制备。其次，在温度和PH上，当温度为45℃、PH为8.5时，果葡糖浆的产率最大。另外，发现以酿酒酵母悬浊液体比例为0.25：1，可使葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆产率提高，较满意。 根据本次实验结果，可以总结出葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆的最佳工艺条件：1.离子表面活性剂的用量：去离子水、Tween-80 各用量分别为0.05%、0.02%；2.度：45℃；3. PH：8.5；4.酒酵母悬浊液体比例：0.25：1。本次实验中，采用了葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆，对葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆技术有所贡献，为进一步深入研究葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆提供参考，为食品行业
提供全新的糖浆产品。 总之，葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆是一种可行的工艺方法，可以有效提高果葡糖浆的产量，是一种非常有效且可持续的营养保健型食品制备工艺。
葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖浆的工艺研究近年来，由于果葡糖浆作为具有特殊功能的添加剂在食品加工方面越来越受到重视，因此，研究利用不同方法制备果葡糖浆具有重要的意义。葡萄糖浆作为一种具有多种功能的食品添加剂，可以用来改变食品口感、改善食物质量和延长食品保质期。因此，开发作用强大的葡萄糖浆可以满足消费者对食品多样性和营养价值的要求。 葡萄糖浆可以通过人工制备，也可以通过采用酶制剂，如α-淀粉酶等，利用发酵法从植物材料中制备果葡糖浆。酶制剂可以分解植物粉末，产生不同类型的葡萄糖和糖苷，尤其是多糖类物质，以及果汁中的糖类，使其具有更高的营养价值和更多的口感特性。 本研究采用葡萄糖浆异构酶法制备果汁糖浆，以苹果汁为原料。研究结果表明，苹果汁中的淀粉被100万单位0.5%的α-淀粉酶水解，从而获得果葡糖浆。苹果汁糖浆中的总糖含量为50.67g/100ml，果糖含量为38.08g/100ml，葡萄糖含量为12.59g/100ml。 此外，研究还表明，果葡糖浆中各种糖分子的组成比例有所不同。研究结果显示，葡萄糖含量占总糖含量的25.1%，果糖含量占总糖含量的75.2%，其中单糖占总糖的47.9%，二糖占总糖的29.4%，三糖占总糖的22.7%。 同时，研究还表明，果葡糖浆的口感和机械性能优于传统的果汁糖浆，其pH值范围为3.67-4.22，流变学性质表明，果葡糖浆具有较高的稠度和弹性。 在口感和物理性能方面，本研究在葡萄糖浆异构酶法制备果葡糖
浆的工艺方面取得了重要进展。研究结果表明，该方法可以有效地生产果葡糖浆，果葡糖浆的定量和质量优于传统的果汁糖浆。如果在食品加工过程中使用，可以改善食品质量，提高食品的饱和度，延长食品的保质期。 因此，本研究为进一步提高果葡糖浆性质，提高食品营养价值及有效利用植物原料提供了实践指导。
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应 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、碱性异构化反应 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，由于碱异构化达到反应平衡点所需时间长，转化率较低，糖的分解反应显著，还原糖损失过多，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。 通过碱性异构化反应，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%，采用较高的反应温度，较短的反应时间和较高的糖浓度，碱性催化效果有一定的提高，异构转化率可达到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、葡萄糖异构酶反应 葡萄糖在异构酶作用下可转变成果糖的，但这种催化反应是可逆的，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，达到平衡点。
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应速度慢，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%便终止反应。由葡萄糖向果糖转变的反应是吸热反应，异构化反应温度升高，平衡点向果糖移动，但超过70℃以上进行反应时，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应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，葡萄糖液中的一部分转变为果糖，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），从其它淀粉比如大米、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果葡糖浆经色谱分离，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。 高果糖浆生产工艺过程可分为四步（1）淀粉液化与糖化（D E＞94%葡萄糖浆）；（2）酶法异构葡萄糖为果糖；（3）果葡糖分离（制
果葡糖浆历史 果葡糖浆是一种由果糖和葡萄糖组成的混合糖浆，具有浓郁的果香和甜味。它在食品工业中被广泛应用，既可以作为甜味剂，也可以作为保湿剂和增稠剂。果葡糖浆的历史可以追溯到很久以前，下面我们来详细了解一下。 果葡糖浆的起源可以追溯到19世纪，当时人们开始研究糖的化学性质和制造方法。在过去的几十年里，人们通过不断的实验和改进，逐渐发展出了现代果葡糖浆的制造工艺。 最早的果葡糖浆制造方法是通过水解淀粉来获得葡萄糖。淀粉是一种由葡萄糖分子组成的多糖，通过加热和加酶的方式，可以将淀粉分解成葡萄糖。而果糖则是通过果糖异构酶转化而来。 随着科学技术的不断进步，人们逐渐发现了更加高效的果葡糖浆制造方法。现代的果葡糖浆生产工艺主要包括以下几个步骤：首先，将葡萄糖浆和果糖浆按照一定比例混合；然后，加热混合液体，使其达到一定温度；接着，经过过滤和脱色处理，去除杂质和色素；最后，通过蒸发和浓缩，将液体中的水分去除，得到浓稠的果葡糖浆。 果葡糖浆具有许多优点，使得它在食品工业中得到了广泛应用。首先，它具有良好的甜味，可以替代传统的蔗糖，减少糖分的摄入。其次，果葡糖浆具有良好的保湿性能，可以延长食品的保鲜期。此
外，它还可以增加食品的口感和稠度，提高食品的质感。 果葡糖浆的应用范围非常广泛。在饮料制造中，它可以用于制作果汁、汽水和饮料等；在烘焙食品中，它可以用于制作面包、蛋糕和饼干等；在果酱和果冻制作中，它可以作为甜味剂和增稠剂使用。此外，果葡糖浆还可以用于制作冰淇淋、糖果和巧克力等众多食品。然而，尽管果葡糖浆在食品工业中具有广泛的应用前景，但也存在一些问题需要解决。首先，过量的糖分摄入可能对人体健康造成不利影响，因此在使用果葡糖浆时需要适量控制。其次，一些不良商家可能会使用劣质的原料或添加剂制作果葡糖浆，给消费者带来健康风险。因此，购买果葡糖浆时应选择有信誉的厂家和品牌。 果葡糖浆是一种具有丰富历史的食品原料，经过不断的研究和改进，现代的果葡糖浆制造工艺已经非常成熟。它在食品工业中具有广泛的应用前景，可以作为甜味剂、保湿剂和增稠剂使用。然而，在使用果葡糖浆时需要注意适量控制糖分摄入，并选择有信誉的品牌和厂家，以确保食品的质量和安全。
糖后，再通过葡萄糖异构酶的异构化反应，将其中的一部分葡萄糖异构成果糖，制成一种以葡萄糖和果 糖为主要成分的混合糖浆。果葡糖浆是一种新型的甜味剂，除作为新糖源可替代蔗糖用于加工外，果葡 ①果葡糖浆含有一定比例的果糖，果糖在味蕾上甜味感比其他糖品消失快，因此果葡糖浆不仅甜味纯正，还有爽口的特点，因果葡糖浆配 ②果葡糖浆能与各种不同的香味和谐并存，又不掩盖其它香味的本色。因此，用于果汁和果汁汽水，可保持果肉鲜艳、果香明显。也可用 ③同于果糖、葡萄糖之类的单糖的渗透压比蔗糖高出一倍，能较快地穿透细胞组织，有利于抑制食品表面微生物生长，对于加工果脯、果
代品，在美国茶饮料生产中得到广泛应用。 2000～2001年度日本进口高果糖浆74．5万吨，日本年消费食糖总量为250万吨左右，其中淀粉糖占50％以上。 在西欧等发达国家，果葡糖浆使用已占到蔗糖使用量的50％以上，而西欧国家的市场需求总量为120万吨。可口可乐、百事可乐等在国外大都使用果葡糖浆。 我国目前果葡糖浆年消费量近30万吨，但多以果糖含量F42型为主。目前国内生产果葡糖浆最大的企业是山东保龄宝公司，集两项全国之最于一身———果葡糖浆最大生产企业与低聚糖最大生产企业（果葡糖浆10万吨，低聚糖5万吨），成为山东乃至全国淀粉糖行业的龙头支柱企业。 果葡糖浆在国内主要用于饮料、食品、保健食品等生产领域，随着食品制造业的发展，预计国内将会形成巨大的消费市场。在我国，F55糖已被推到市场上来，F90高纯果糖浆也将推向市场。但是由于受SARS疫情影响，致使目前疫情比较严重的北京、上海、广东、河北等地生产企业受到一定程度上的影响，形势不容乐观。 果葡糖浆原料玉米分析 5月份以来，国际市场玉米价格持续走高，并在较高位置大幅震荡，引起市场多方关注。4月份，受SARS影响，中国玉米出口数量减少引起国际市场注意，一些市场人士估计国际市场玉米供给会因此减少。一方面，世界第一玉米出口国——美国的玉米销售价格也会因此上扬。4月份以来，美国玉米价格震荡加剧的原因正是玉米市场供需格局突然变化的结果。 另一方面，受SARS影响，世界第二大玉米出口国———中国玉米出口的不确定性令市场分歧加大。5月17日，芝加哥期货玉米品种再次冲高之后，玉米价格震荡幅度加大，市场各方对玉米价格后期走势看法分歧明显。市场人士开始进一步关注世界玉米的库存、关注2003年的玉米播种状况和世界玉米供需格局的变化。预计，5月份之后，国际市场玉米价格的走势将会因为国际市场玉米库存量的继续降低、市场供给的减少和天气的变化等发生变化。国际玉米市场价格的不断上扬为中国玉米出口带来更多机遇和挑战，预计5月份下旬之后，国际玉米价格仍会震荡上扬。 果葡糖浆发展前景 目前，美国人均食糖消费69公斤，其中蔗糖仅为30公斤，而淀粉糖达到38公斤以上；日本年消费食糖总量为250万吨左右，其中淀粉糖占50％以上。然而在我国，淀粉糖发展缓慢，目前年产量约100万吨，人均不足0．8公斤，其消费量尚不足食糖总消费量的10％。 据国际糖业组织公布数据显示，1997年我国人均食糖消费量为6．7公斤，远远低于世界人均食糖消费21公斤。而且，相同民族生活水平不同，人均食糖消费量也