背景及概述^[1-3]

果葡糖漿也稱高果葡糖漿（FructoseComSyrups）或者異構(gòu)糖漿，工業(yè)上主要采用淀粉為原料，經(jīng)雙酶液化和糖化作用，水解為葡萄糖，再由葡萄糖酶的異構(gòu)作用，將一部分α-葡萄糖異構(gòu)化為α-果糖，得到α-葡萄糖與α-果糖的混合液。我國(guó)著名淀粉專家張力田教授將這種混合產(chǎn)品命名為“果葡糖漿”。異構(gòu)轉(zhuǎn)化率為42%的異構(gòu)糖，其甜度和蔗糖相等，但是比果葡糖漿在面包生產(chǎn)中全部代替蔗糖，尤其在低糖主食面包中使用效果更佳。因?yàn)榻湍冈诎l(fā)酵中可以直接利用葡萄糖，故發(fā)酵速度快，但果葡糖漿在面包中使用量過(guò)多時(shí)，即超過(guò)相當(dāng)于蔗糖量15%時(shí)，面團(tuán)發(fā)酵速度降低，面包內(nèi)部組織較黏，咀嚼性較差。

應(yīng)用^[3]

果葡糖漿是一種新發(fā)展起來(lái)的淀粉糖產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用在食品工業(yè)，尤其是軟飲料工業(yè)。軟飲料即不含酒精的飲料，主要是指碳酸飲料、果酒、葡萄酒等。在常溫時(shí)，果葡糖漿是一種無(wú)色無(wú)味、流動(dòng)性良好的液體，表現(xiàn)出良好的甜味性和代謝特性。人們對(duì)它越了解，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。近年來(lái)，在國(guó)際糖價(jià)高居不下環(huán)境中，果葡糖漿深受軟飲料廠家的青睞。其保存溫度為25～35℃。作為軟冷飲料和食品加工行業(yè)的基料，果葡糖漿可以代替蔗糖甚至能完全替代，果葡糖漿的使用不僅沒(méi)有破壞口感，且具有更為醇厚的風(fēng)味，保證了果汁的原汁原味。當(dāng)甜度一定時(shí)，飲料中代替蔗糖的比例達(dá)到30%～40%時(shí)，其口感與單獨(dú)使用的差別不明顯，對(duì)產(chǎn)品的影響的也最小。果糖不易被小腸吸收，而肝臟內(nèi)的代謝是一個(gè)卻較快吸收的過(guò)程，新陳代謝對(duì)胰島素的依賴程度不高，故不會(huì)使人體內(nèi)血糖濃度發(fā)生明顯變化，對(duì)老年人和糖尿病患者來(lái)說(shuō)，果葡糖漿是一種較理想的甜味劑。果葡糖漿還能抑制人體內(nèi)蛋白質(zhì)的消耗，對(duì)運(yùn)動(dòng)員和體力勞動(dòng)者來(lái)說(shuō)，是一種很好的營(yíng)養(yǎng)劑。隨著對(duì)果葡糖漿的深入了解，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣，市場(chǎng)的需求量也隨之增加，對(duì)它的質(zhì)量也越來(lái)越高。

制備^[3]

目前，國(guó)內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)果葡糖漿主要有兩種途徑：1）以淀粉為原料經(jīng)過(guò)3步酶催化多步生物化學(xué)反應(yīng)，稱為“多步法途徑”，其果糖的含量不高于50%。2以菊芋為原料，依靠菊粉酶一步催化反應(yīng)生產(chǎn)高純度的果葡糖漿，稱其為“一步法途徑”?，F(xiàn)今西歐和北歐剛開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化，正處于起步階段。

1）以淀粉為原料制備果葡糖漿

果葡糖漿的生產(chǎn)主要以淀粉為原料，經(jīng)過(guò)液化、糖化轉(zhuǎn)化成葡萄糖，再由葡萄糖異構(gòu)化酶異構(gòu)為果糖的過(guò)程。產(chǎn)率在很大程度上受異構(gòu)化酶質(zhì)量的影響，果葡糖漿的高速發(fā)展的今天，追根到底是酶技術(shù)的完善。毫不夸張的說(shuō)，無(wú)論是過(guò)去、現(xiàn)在還是將來(lái)，酶技術(shù)決定果葡糖漿的發(fā)展方向。酶法制糖，最早開(kāi)始在我國(guó)古代，已有2000多年的歷史，《說(shuō)文》記載：“飴，米蘗煮也”，意在解釋飴糖的制作方法。尚未對(duì)“酶”作出具體定義，19世紀(jì)才開(kāi)始將“酶”單獨(dú)使用。1833年提取出淀粉酶，最多可以分解2000倍的淀粉。1892年分離出根酶糖化酶。1896年首先用米曲霉固體培養(yǎng)法生產(chǎn)“他卡”淀粉酶。隨著酶工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，1955年德氏根酶與黑曲霉糖化酶首先被做成結(jié)晶。1959年酶法生產(chǎn)葡萄糖獲得成功，這不僅是葡萄糖工業(yè)的重大革新，也是果葡糖漿生產(chǎn)史上的次大飛躍。

與傳統(tǒng)酸法制果葡糖漿相比，酶法有自身的優(yōu)勢(shì)：來(lái)源廣泛，可以回收，循環(huán)使用。在常溫、常壓、弱酸條件下，反應(yīng)對(duì)設(shè)備要求不高，改善了工人的工作環(huán)境，使成本大大降低；酶催化反應(yīng)需要的活化能不高，且催化效率遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)酸，在α-淀粉酶與糖化酶共同作用下，水解淀粉得到DE值達(dá)98%以上的葡萄糖液，因?yàn)槊妇哂袑Ｒ恍?，故能夠制得高純度的產(chǎn)品，酶是一種蛋白質(zhì)，無(wú)毒作用，但是酶對(duì)反應(yīng)的酸堿度極為敏感，反應(yīng)的影響因素主要是：酸堿值，溫度等。

2）葡萄糖異構(gòu)法

所謂葡萄糖異構(gòu)，即α-葡萄糖在葡萄糖異構(gòu)化酶的作用下異構(gòu)成α-果糖。早在1897年就能在堿性條件下，利用葡萄糖異構(gòu)化酶催化α-葡萄糖異構(gòu)化為α-果糖，先后報(bào)道過(guò)許多類似的研究成果，但反應(yīng)過(guò)程中葡萄糖的降解損失達(dá)到1%～3%，且轉(zhuǎn)化率較低，產(chǎn)物中含有許多副產(chǎn)品。如：α-阿洛酮糖、α-甘露糖、α-核酮糖等，產(chǎn)品的風(fēng)味差，顏色較深，不利于精制糖，故堿法制果糖仍沒(méi)有被工業(yè)所采用。此外化學(xué)法也可以將α-葡萄糖還原為α-山梨醇，由微生物脫氫酶氧化α-山梨醇，制得α-果糖，同樣是因?yàn)樽陨項(xiàng)l件的限制，不適用工業(yè)化。

1933年在微生物或動(dòng)物的糖化代謝中，發(fā)現(xiàn)葡萄糖-6-磷酸酯在異構(gòu)酶的作用下，可轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸酯。1957年發(fā)現(xiàn)木糖異構(gòu)酶可以將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，并在1960年申請(qǐng)到該項(xiàng)發(fā)明的專利。1965年發(fā)現(xiàn)了暗色鏈霉菌和白色鏈霉菌，分別在日本、美國(guó)等申請(qǐng)了專利。1966年日本參松公司首次工業(yè)制得酶法異構(gòu)糖漿。1967年美國(guó)ClintonCornProcessingCo公司引進(jìn)日本該項(xiàng)技術(shù)專利，最終發(fā)展成日產(chǎn)400t糖漿的生產(chǎn)規(guī)模，主要生產(chǎn)含果糖成分為15%的果葡糖漿。后1969年該公司成功研制出42%的果葡糖漿。并逐漸推廣到世界范圍。葡萄糖異構(gòu)法，是近代微生物工業(yè)的一項(xiàng)重大成就，更是果葡糖漿工業(yè)生產(chǎn)史上的第二次大飛躍。固定化酶的研究開(kāi)始于20世紀(jì)60年代固定化酶技術(shù)推至迅速發(fā)展的階段。1974年，美國(guó)首先才用固定化異構(gòu)酶技術(shù)，使果葡糖漿的生產(chǎn)成本得到大幅度的減少。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家均采用三酶法制果葡糖漿。葡萄糖異構(gòu)酶固定化技術(shù)的應(yīng)用，被稱為果葡糖漿生產(chǎn)史上的第三次飛躍。不僅實(shí)現(xiàn)了葡萄糖的連續(xù)異構(gòu)化，提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量，在極大程度上推動(dòng)了果葡糖漿工業(yè)的發(fā)展。

主要參考資料

[1] 中華烘焙食品大辭典·原輔料及食品添加劑分冊(cè)

[2] 中國(guó)百科大辭典

[3] 果葡糖漿生產(chǎn)技術(shù)的研究進(jìn)展