[发明专利]果糖生产过程中的果葡糖浆的纯化方法

说明书

技术领域

本发明属于医药果糖生产技术及装备领域，具体涉及一种以甘蔗为原料工业化生产医药无水结晶果糖方法中的工艺步骤。

背景技术

果糖又称左旋糖，为一种单糖，全称D-阿拉伯型己酮糖，分子式C₅H₁₂O₅CO，生化名称缩写为F，棱柱状晶体，熔点103-105℃，甜度是蔗糖的1.3-1.8倍（冷藏食用更佳），是一种最甜的天然甜味剂，以游离态大量存在于蜂蜜、水果浆汁中，与葡萄糖结合构成日常食用的蔗糖。纯净的果糖为白色晶体，易吸潮,不易结晶，通常为黏稠性液体，易溶于水、乙醇，不溶于乙醚。

果糖产品通常分为含果糖≧99.0%的无水结晶果糖和果糖含量42%-55%、干物质含量≧77%的果葡糖浆两大类。

众所周知，糖、脂肪还有蛋白质是在人体供能的三大部分，糖是人体主要的供能来源。淀粉、白砂糖进入人体内后被各种酶分解成葡萄糖，在小肠被吸收进入血液，然后通过血液进入人体的肝脏形成糖元，储备能量，在从血液进入肝脏中时需要依靠胰岛素穿透细胞膜，如果体内胰腺不分泌胰岛素或胰岛素不够，糖进入肝脏的速度就会变慢甚至不进入肝脏，这样糖就会长期停留在血液中引起血糖升高。果糖在进入人体后一部分被直接吸收进入肌肉，另一部分和葡萄糖一样在小肠被吸收进入血液，然后进入肝脏，虽然果糖是葡萄糖的同分异构体，分子式、分子量都是一样的，只是空间结构不一样，均为单糖，但果糖在进入肝脏时不依靠胰岛素就直接进入肝脏，为人体提供能量，这样糖就不会留在血液中，能够很好的控制人体血糖，而糖尿病人主要的就是控制血糖，如果控制好血糖，糖尿病人就不会有大碍，因此糖尿病人也可食用无水结晶果糖，并是预防糖尿病的甜味品。果糖热值低，口服比葡萄糖吸收慢，但吸收后或静脉给药后在体内代谢却比葡萄糖快，易被机体吸收利用，且不依赖胰岛素，对血糖影响小，适用于葡萄糖代谢障碍者（糖尿病人）及肝功能不全者补充能量。在人体内能促进有益细菌如双歧杆菌类生长繁殖，抑制有害菌生长，改善人肠胃功能和代谢，降低血脂，不致龋齿，是糖尿病人、肥胖病人、儿童食品的理想甜味剂。因此，果糖的最大用途是作为特殊食品，特别是糖尿病人和肥胖病人的甜味剂。果糖除口服外，现在国际上已经研发出了果糖注射液，可以直接注入人体内，不用像葡萄糖那样点滴注射。在手术过程中，果糖可以给人体提供大量的能量，维持人体器官正常的工作，对于患有某些疾病，不宜注射葡萄糖的患者具有重大意义。果糖注射液在欧美发达国家已成为仅次于葡萄糖的第二大注射液。在欧、美、日等国家，果糖已经列入药典，作为营养剂或注射用。果糖也被我国作为药用辅料列入《中国药典》2010年版二部。

同时，由于果糖甜度高，有水果香味，果糖与其他甜味剂如葡萄糖、白砂糖以及阿斯巴甜混合使用具有甜味强化的效果，从而能够降低甜味的材料成本。试验表明，将果糖与白砂糖以1∶1比例混合添加在饮料中，在保持了蔗糖风味的前提下，可降低近50%的甜味剂用量，不仅使人体摄入的热量降低了50%，同时人体的血糖升高指数也仅为蔗糖的1/3，有效控制人体血糖的升高，保持血糖的稳定。

2011年9月3日，由中国食品工业协会主办的“结晶果糖健康营养作用论证会”在北京召开。这是国内首次果糖健康营养作用专家论证会。最后论证得出，果糖具有不易龋齿、不易发胖、不经胰岛素代谢的三大变革性健康功效

结晶果糖的生产工艺有以下三种：

第一种、主要以菊粉为原料：

通过控制菊粉多聚果糖(Polyfructan)的水解，其中β-(1→2)糖苷键断裂，释放出含量丰富的呋喃果糖，呋喃果糖随后转化成更为稳定的异构物吡喃果糖。此法生产成本高，是早期小产能加工果糖工艺，不适合果糖的大规模生产需要。

第二种、以蔗糖为原料：

20世纪60年代期间，欧洲开始工业化生产结晶果糖，所用的方法是通过蔗糖的水解转化生成果糖和葡萄糖，之后通过离子排斥工艺来分离和纯化，最后严格控制果糖的结晶，加工纯结晶果糖。但是，果糖在水中的溶解度大，达到结晶过饱和度时的粘度太高，结晶操作困难，化学稳定性较低，整个生产周期超过一周。

第三种、以液体葡萄糖浆或采用淀粉经液化、糖化制取葡萄糖浆为原料：

1981年，密西西比河岸边的美国伊利诺斯州的汤姆逊城出现了世界上最大的纯结晶果糖制造厂(Xyrofin)。它是以液体葡萄糖浆为原料，经纯化和酶异构化后，利用传统的蔗糖提取果糖生产技术制造出质量特别高的结晶果糖，整个生产周期缩短至5天。