本發明公開了一種高純度低聚半乳糖的制備方法，包括以下步驟：利用乙酸?乙酸鈉緩沖液配制乳糖溶液，利用乙酸?乙酸鈉緩沖液配制β?半乳糖苷酶的酶液；向乳糖溶液中加入酶液反應；將所得的低聚半乳糖混合液過硅膠層析柱，洗脫劑為正丁醇：乙醇：乙酸：水＝3：1：1：1的體積比混合而得；收集含目標產物的洗脫液；干燥，得高純度低聚半乳糖。本發明首次將硅膠運用到低聚半乳糖的分離純化中，極大簡化了低聚半乳糖純化的工藝以及降低其生產成本；從而推動低聚半乳糖的市場化。

技術領域

本發明涉及糖工業技術領域。具體涉及一種高純度低聚半乳糖的制備方法。

背景技術

低聚半乳糖常見分子結構為非還原端的1-7分子半乳糖及還原末端1分子的葡萄糖，它可以選擇性地促進腸道益生菌增殖，并能夠增強機體對鈣和其他礦物質的吸收。低聚半乳糖同時還具有低致齲齒性，低熱值以及低甜度值等特點，天然存在于母乳和一些水果蔬菜中，如洋蔥、大蒜、香蕉、大豆和菊芋中少量存在，是近年來備受關注的功能性低聚糖，并且是眾多功能性低聚糖中獲得最廣泛認可、最為安全的低聚糖之一，已被美國食品藥品管理局列為國際公認安全的食品添加劑，廣泛應用于烘焙食品、糖果、果醬、清涼飲料、保食品中。

低聚半乳糖較其他益生元(例如低聚果糖、低聚甘露糖、低聚木糖)有著特殊的優勢：

(1)生物安全性得到全球各地廣泛認可，在歐洲，低聚半乳糖和低聚果糖已被允許作為食品添加劑而使用，且符合美國標準，是一種公認為安全物質(GRAS)。我國已經批準低聚半乳糖為新資源食品，并且允許添加在嬰幼兒食品、乳制品、飲料、焙烤食品、糖果中；

(2)更耐酸耐高溫，這使得其更易被用于添加劑的使用；

(3)與部分乳源性寡糖結構相似，對哺乳動物有著更廣泛的生理意義；

(4)制備低聚半乳糖的原料可以是來源廣泛的乳糖。

目前合成低聚半乳糖包括酶解法、化學合成法、天然物中提取、發酵法及天然大分子水解法。其中酶解法由于存在著底物來源豐富，成本低、操作簡便、環境友好等優勢，是目前工業制備低聚半乳糖最常見技術。而眾多的糖苷酶中，米曲霉來源的β-半乳糖苷酶有著獨特的優勢：成本較大腸桿菌源，乳酸克魯維酵母菌源低；生物安全性得到廣泛認可，允許其在食品生產加工過程中使用；適合酶自身生物活性的pH偏酸性，而大多數乳清粉自身pH也是酸性，有利于米曲霉源的低聚半乳糖苷酶在轉化乳清粉這一奶制品副產物中的使用。

利用微生物酶法獲得的低聚半乳糖一般都混有葡萄糖、半乳糖、以及未反應的乳糖，這可能會影響其生理作用及應用范圍，比如：葡萄糖是絕大多數微生物的可利用能源之一，這勢必會影響到低聚半乳糖對機體微生物區系的選擇性調節。而低聚半乳糖本身成分相似且結構復雜，分離純化比較困難，常規的分離法如結晶法難以適用。除此之外，常見的微生物發酵法，即利用某些酵母細胞優先代謝葡萄糖、半乳糖或乳糖的特異性，從而減少雜糖組分，但是這個過程往往會引入新的雜質，比如短鏈脂肪酸，增加了后續分離純化的操作復雜性；近年來，膜分離技術在物質的分離濃縮方面有著廣泛的應用，原則上選擇不同孔徑的納濾膜，即可將單糖、乳糖、低聚半乳糖依次分開，缺點是分離膜容易污染，需要頻繁殺菌和清洗，不適合大規模工業化生產；以葡聚糖凝膠或聚丙烯酰胺凝膠為代表的色譜柱層析法，雖然設備簡單易操作，但是由于此填料價格較昂貴，分離周期長，產品濃度低，亦限制了其大規模的生產應用，但是硅膠填料的柱層析在保證分離度的情況下，降低了生產成本，將推動低聚半乳糖的市場化。