低聚壳聚糖在保健食品、生物医药、日用化妆品等方面得到广泛的应用。四、加工 1. 加工方法获得功能性低聚糖的途径主要有三个：从天然原料中提取、用化学合成法制得或酶学方法生产。（1）从天然原料中提取从天然原料中提取的未衍生低聚糖有：棉子糖(甜菜汁中)、大豆低聚糖等。但大多数天然原料中的低聚糖含量极低。对于衍生物，先纯化糖蛋白，再去掉蛋白质获得低聚糖，工艺操作费时，成本又高。（2）化学合成法由于一些常见单糖，如葡萄糖、半乳糖和甘露糖等分子上有5个羟基，5个羟基的反应特性相似，这就意味着低聚糖合成时可以从5个方位连接延长，因而化学合成法需引入多步保护反应和去保护反应，比较烦琐、复杂。（3）酶学方法根据不同酶制备低聚糖的机理不同，可分为三类： ①转移糖苷合成法在生物体内，寡糖是以核苷二磷酸糖为底物，由三磷酸腺苷水解提供能量，通过专一性极强的糖苷转移酶催化合成。该方法的局限性在于天然存在的糖苷转移酶含量极少且稳定性差，因此能否工业化取决于底物核苷二磷酸糖的再生作用。用此方法合成的低聚糖有环状糊精(环状糊精合成酶)、帕拉金糖和海藻糖(α-葡萄糖基转移酶)及龙胆二糖(β-葡萄糖基转移酶)等。 ②可逆水解合成法用糖苷酶通过可逆水解反应催化单糖缩合成寡糖。糖苷酶可催化下述反应：糖苷酶 A—B 十H2O A—H + B—OH 如果减少水分活度或增加A—H和B—OH的浓度或通过沉淀、提取等方法去除A—B，可使反应平衡由分解向合成移动。该方法的特点是受体底物的特异性不高，缺点是合成得率较低，一般需酶浓度高，反应时间长。此外，还可通过糖苷酶的转糖基作用将供体的糖残基转给某个受体。与逆水解反应相比，由于酶具有高度亲和性与高活性等特点，转糖基反应速率快、产量高。用该方法合成的低聚糖有低聚甘露糖(α-甘露糖苷酶)、低聚半乳糖(β-半乳糖苷酶)和低聚异麦芽糖(α-葡萄糖苷酶)等。 ③酶水解法用聚糖酶降解高分子多糖，生成短链的低聚糖。如用甘露聚糖酶水解甘露聚糖生产低聚甘露糖、用壳聚糖酶水解壳聚糖生产壳低聚糖，用果聚糖酶生产低聚果糖及用木聚糖酶生产低聚木糖等。自然界中蕴藏着丰富的甘露多糖资源，如角豆胶、瓜儿豆胶、槐豆胶、田菁胶和魔芋等，许多甘露聚糖酶已商品化，并且有关该酶的基础研究已比较深入透彻，因此酶水解法生产低聚甘露糖极具开发潜力。另外，还可利用甘露聚糖酶的转苷反应合成低聚甘露糖。 2.加工工艺（1）低聚异麦芽糖低聚异麦芽糖是功能性低聚糖中产量最大、目前市场销售最多的一种。在自然界中低聚异麦芽糖极少以游离状态存在。因受资源条件的限制，目前生产主要以来源广泛的玉米、大米或淀粉等为原料，经全酶法工艺生产。其生产方法主要有两种：一是采用葡萄糖淀粉酶合成反应生产，但产率只有20%～30%，且产物复杂，生产周期长，不适合工业化生产。二是用麦芽糖浆通过葡萄糖基转移酶(又称α-葡萄糖苷酶)生产。α-葡萄糖苷酶能断开麦芽糖和麦芽低聚糖分子结构中的α-1，4糖苷键，同时使游离出来的一个葡萄糖残基转移到另一个葡萄糖分子或麦芽糖、麦芽三糖等分子中的α-1，6位上形成异麦芽糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖和潘糖等。这种方法分为两大步骤，首先以淀粉作原料，用α-淀粉酶水解得到麦芽糖浆，然后再用葡萄糖苷转移酶进行糖基转移而得低聚异麦芽糖。其生产工艺流程如下： 淀粉 → 调浆 → 淀粉乳（浓度30%，pH6） → 喷射液化（α-淀粉酶） →糖化（α-葡萄糖苷酶，pH5～6，55～60℃）→灭酶 → 过滤（硅藻土）→ 脱色（活性炭） →脱盐（离子交换树脂）→ 真空浓缩 → IMO-500（糖浆） → 柱分离→ IMO-900（糖浆）→喷雾干燥→IMO-900P（糖粉）这种全酶法生产工艺，关键是糖基转移酶，也有人利用炭黑曲霉、黑曲霉、新普鲁蓝酶等生产。（2）低聚半乳糖工业生产中常以高浓度乳糖作原料，用β-半乳糖苷酶催化乳糖水解，同时将催化水解出来的一个半乳糖残基或葡萄糖残基转移到另一个乳糖或葡萄糖或半乳糖分子上而得产品。β-半乳糖苷酶可以由米曲霉、乳糖酵母、环状芽胞杆菌等微生物生产。其生产工艺流程如下：乳糖溶液(40%) → 转移反应(β-半乳糖苷酶，pH5，50℃，24 h) → 脱盐（离子交换树脂） → 色谱分离 → 脱色（活性炭） → 真空浓缩 → 产品（3）低聚果糖目前工业生产方法主要有两种：一是以菊芋(chicory)为原料提取菊粉，再经酶水解而得。这个方法工艺简单，转化率高，副产物少，但关键是内切型菊粉酶的提取，它可以通过许多微生物来培养，这些微生物有酵母、黑曲霉、枯草芽抱杆菌等。但所产的菊粉酶有胞内、胞外酶之分，两者的比例不仅与菌种有关，还与培养条件有关，所以菊粉酶的提取是生产的关键。生产工艺流程：菊芋→菊粉→菊粉酶水解→过滤（硅藻土）→脱色→脱盐→真空浓缩→产品第二种方法是以蔗糖为原料，采用固定化酶法进行连续反应，将高浓度的蔗糖溶液在50～60℃下以一定速率流过固定化酶柱，利用β-果糖转移酶进行一系列转移反应而获得低聚果糖。该法连续性好、自动化程度高，操作稳定性好，能反复使用，利用率高。其生产工艺流程如下：蔗糖(50%～60%)固定化酶柱或固定化床生物反应器(24h，50～60℃) → 糖液→脱色（活性炭）→脱盐（离子交换树脂）→ 真空浓缩 →产品（三）大豆低聚糖一般以大豆乳清液为原料，经过分离提纯，精制而得。据报导，另一种的工艺路线是直接用大豆作原料依次提取豆油、大豆低聚糖和大豆多肽等。下面介绍以乳清为原料的生产工艺： 乳清 → 加热（到70℃）→过滤→ 脱盐（离子交换树脂或电渗析）→脱色（活性炭） → 浓缩（反渗透至糖浆12%，真空浓缩） → 净化（膜分离）→产品