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生物技术在蔗糖深加工上应用 　　摘要概述运用生物技术以蔗糖原料或主要原料制备功能性新糖类或食品甜味剂的方法，并重点介绍异麦芽酮糖和蔗果低聚糖2种产品的生物技术法生产。 　　关键词生物技术；蔗糖；异麦芽酮糖；蔗果低聚糖；制备 　　 　　蔗糖是植物界最常见的含量最高的双糖，是工业产量最大、纯净度最高的碳水化合物[1]，是由葡萄糖和果糖通过β-2-1糖苷键连接而成的二糖。蔗糖白色单斜菱形晶体，有甜味，非还原性，可被微生物利用。相对密度d4251.587，熔点为185～186℃（分解），具有光学活性，其当量溶液的比旋度为［α］D20+66.53，易溶于水，不溶于乙醚，pH值低于4时，受热易分解。 　　蔗糖本是一种含有较高热量的营养性甜味剂，既为生命活动提供能量，又给人以最容易辨别、最容易接受的味觉享受。蔗糖无论在甜味性性质和食品加工特性方面，都是很好的甜味品。但有相当一部分人不能食用蔗糖，如糖尿病人、肥胖等，同时随着科技发展和医学研究的不断深入，研究结果表明蔗糖具龋齿性，过多食用会引起肥胖、心脑血管疾病等。为了克服蔗糖的不足，科学工作者不断地采用化学、物理、生物技术等方法对蔗糖进行改性，使其既保持原有的甜味功能，又克服原有的缺点，同时新增别的功能性。特别是近年来随着生物技术迅速发展，蔗糖的深加工技术得到充分应用，推动了功能性新糖类行业快速发展，对人类健康做出了巨大的贡献。笔者对利用生物技术法以蔗糖为原料制备功能性新糖类进行综述。 　　 　　1酶法制备蔗果低聚糖 　　 　　蔗果低聚糖（fructooligsacchride，FOS）又名低聚果糖、寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，分子式为G-F-Fn（n=1、2、3，G为葡萄糖，F为果糖），它是由蔗糖和1～3个果糖基通过β-1，2键与蔗糖中的果糖基结合而成的蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）和蔗果五糖（GF4）的一类碳水化合物总称。 　　 　　1.1蔗果低聚糖特性 　　蔗果低聚糖是近年新开发出的功能性新糖类，具有优良生理功能和明确的生理成分。其主要特性为：低热量，纯度为50%的蔗果低聚糖的甜度只有蔗糖的0.6倍；难消化性，起到可溶性膳食纤维的作用；优良的双歧杆菌增??因子，食用后人体肠道内的双歧杆菌在6～8h内增殖上百倍；同时具有降低胆固醇、促进人体对矿物质的吸收等作用。 　　 　　1.2生产技术 　　1982年日本明治制果株式会社首先进行了工业化生产，并提出了商品名为“Neosugar”的蔗果低聚糖新产品以来，生产技术已经发展到第三代，也就是固定化酶法生产。 　　1.2.1液态深层发酵法。液态深层发酵法生产FOS的第一步是通过发酵产生菌丝体，然后将菌丝体连同培养基一起转入蔗糖溶液（浓度约为600g/L）中，在搅拌的同时通入无菌空气，发酵，待FOS含量达50%～55%左右停止反应，所得糖浆需经过去除杂质、脱色、过滤等工序之后才能得到成品。 　　1.2.2固定化细胞法。固定化细胞法可连续生产FOS，菌体内的酶被反复利用。日本、韩国的商品FOS糖浆都是采用该法来生产。日本人用海藻酸钙凝胶包埋黑曲霉菌体来固定细胞；韩国人采用同样方法，但所包埋的菌种是出芽短梗霉。固定化细胞通常装在柱状恒温反应塔中，浓度为600～800g/L的蔗糖溶液（温度约为50℃）流过反应塔后产生FOS，FOS糖浆经脱色、脱盐、浓缩等工序后得到FOS糖浆，在50℃下固定化细胞的稳定性为3个月左右。该生产方法可重复利用细胞内酶，减少了发酵生产菌体的费用，可降低生产成本。但是，保持固定化细胞反应器无菌，对周围环境及柱式生物反应器的条件要求十分苛刻，同时，增加糖液流速，以及去杂质和脱色脱盐是该生产方法需解决的主要问题。 　　1.2.3固定化酶法。固定化酶法是广西大学魏远安教授等发明的，其原理是将菌株发酵培养获得的产酶菌丝体进行破壁处理，提取胞内酶，经离心分离后，得到果糖基转移酶。在果糖基转移酶中加入固定载体和戊二醛、乙二胺等交联剂，游离酶和载体通过交联剂偶联固定，果糖基转移酶在交联剂的作用下，能较长时间地保持酶的活性。然后用固定化果糖基转移酶作用于35~50℃、pH值5～7、浓度为45%~60%的蔗糖溶液，反应18~36h后得到50%~60%的蔗果低聚糖。由于采用固定化酶法生产，后处理上不经脱色、离交脱盐工序就可获得高品质的产品（见图1）。 　　 　　 　　 　　2酶法转化蔗糖制备异麦芽酮糖［2］ 　　 　　异麦芽酮糖（Isomaltulose，6-O-α-D-吡喃葡萄糖基D-果糖），俗称帕拉金糖，是一种结晶还原性双糖，其结晶含有1分子的水。含水异麦芽酮糖晶体的分子式为C12H22O11H2O，相对分子量为360.22，熔点为122~123℃，旋光度［α］D20=97.2，还原性是葡萄