1.本发明涉及阿洛酮糖的制备技术领域，特别是涉及一种低水分活度阿洛酮糖的制备方法及阿洛酮糖。
背景技术：
2.阿洛酮糖(allulose)是果糖的一种差向异构体，是自然界存在但含量极少的一种单糖，也被称为稀有糖，其甜度相当于蔗糖的70%，热量仅相当于蔗糖的0.3%，具有与蔗糖相近的口感及容积特性，可作为食品中蔗糖理想的替代品。七十多年前阿洛酮糖首先在小麦中被发现，之后chemicalbook在葡萄干、无花果干和红糖中也发现了它。2015年，阿洛酮糖获得了fda的批准，可在烘焙食品、糖果、甜酱、乳制品、冰淇淋、甜点、饮料等产品中使用。
3.申请号为201710615290.4的发明专利申请公开了一种真空喷雾干燥d-阿洛酮糖的制备方法，利用生物酶对d-果糖溶液进行转化，经过脱色、离交、浓缩、色谱分离等步骤获得高纯度的d-阿洛酮糖糖浆后，进一步利用真空喷雾干燥技术获得d-阿洛酮糖粉。
4.申请号为201611095914.6发明专利申请公开了一种高纯度d-阿洛酮糖的制备方法，将枯草芽孢杆菌的发酵液经离心后，取菌体经均质处理，得到含有d-阿洛酮糖3-差向异构酶的混合液；然后配制果糖溶液，加入含有d-阿洛酮糖3-差向异构酶的混合液，调ph值，保温反应，然后向反应液中流加果糖溶液，继续反应，停止反应，制得d-阿洛酮糖粗液；最后将d-阿洛酮糖粗液经脱色、过滤、离交、色谱分离、浓缩后，再经过结晶或喷雾干燥，制得d-阿洛酮糖晶体或粉末固体。
[0005] 申请号为201610900057.6 的发明专利申请公开了一种生产d-阿洛酮糖的方法，是利用固体d-阿洛酮糖3-差向异构酶将果糖转化成为d-阿洛酮糖，反应平衡时对未转化的果糖联合利用固体葡萄糖异构酶和固体葡萄糖氧化酶转化为葡萄糖酸，再用离子交换树脂吸附除去葡萄糖酸，并循环重复此操作，即得到含高浓度d-阿洛酮糖的转化液，再利用降温结晶法结晶该转化液，即制得d-阿洛酮糖晶体。
[0006]
水分活度(water activity，简写aw)是指食品中水的蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸气压的比值。简单的说即食品中结合水比例：aw值越低，结合水比例越高，可抑制食品中许多可能发生的酶促反应，达到稳定食品质量的作用。相对于水分含量，水分活度更是一个关键的参数。水分含量只是一个比例数值，而水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。水分活度值越高，结合程度越低。水分活度值越低，结合程度越高。
[0007]
低水分活度能抑制食品的化学变化和微生物的生长繁殖，稳定食品质量，是因为食品中发生的化学反应和酶促反应以及微生物的生长繁殖是引起食品腐败变质的重要原因，故降低水分活度可以抑制这些反应的进行，从而提高了食品的安全及稳定性。大多数细菌所需的最低水分活度为0.94-0.99，大多数霉菌则为0.8-0.94。如能将产品的水分活度降至低于0.8，即可抑制大多数微生物的生长，更加利于产品的稳定。
[0008]
常见的控制水分活度的方法主要有干燥法和高渗法（加盐或糖，用于结合水分
子）。上述专利文献公开的方法中，结晶法得到的d-阿洛酮糖水分含量高，水分活度自然也高；喷雾干燥过程物料大量粘壁，并极易堵塞；流化床加陈化仓的方法，相对生产周期较长，效率较低；通过对上述公开的结晶法及喷雾干燥法进行了重复实验，对得到的d-阿洛酮糖进行水分活度测试，平均水分活度均不足以达到抑制大多数微生物生长的水平。
技术实现要素：
[0009]
本发明发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种低水分活度阿洛酮糖的制备方法及阿洛酮糖。
[0010]
本发明发明是通过如下技术方案实现的：一种低水分活度阿洛酮糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备d-果糖溶液，并加入 d-阿洛酮糖3-差向异构酶酶液，调节至适宜ph和温度下至反应结束后，然后升温灭酶，得到含有d-阿洛酮糖的料液；（2）脱色：在含有d-阿洛酮糖的料液中添加活性炭并保温，保温结束后过滤得到脱色液；（3）脱盐：对脱色液进行电渗析脱盐，得到脱盐料液；（4）浓缩：对得到的脱盐料液进行浓缩得到浓缩液；（5）色谱分离：浓缩液液进入顺序式模拟移动床进行组分分离，得d-阿洛酮糖料液；（6）脱盐：步骤（5）中的d-阿洛酮糖料液进行二次电渗析脱盐；（7）水相蒸发浓缩：二次脱盐得到的料液进行水相蒸发浓缩结晶，得到d-阿洛酮糖的含水粗晶体；（8）干燥：将d-阿洛酮糖含水粗晶体进行立式沸腾干燥，得到d-阿洛酮糖。
[0011]
所述步骤（1）中d-果糖溶液浓度为45-55%（w/w），d-阿洛酮糖3-差向异构酶的酶活为800-1500u/ml。
[0012]
所述步骤（1）调节ph为6.0-6.5，反应温度50-60℃，反应时间10-18h。
[0013]
所述步骤（2）中的活性炭的添加量为总糖干物质的3-8
‰
，脱色温度为65-75℃，保温时间30-60min。
[0014]
所述步骤（3）和步骤（6）中的电渗析的工作电压均为15-40v。
[0015]
所述步骤（4）中浓缩温度70-80℃，真空度0.08-0.09mpa，浓缩至糖浓度55-60%；所述步骤（5）中顺序式模拟移动床组分分离，进料速度为1.5l/h，温度58-60℃，流动相温度58-60℃，得到d-阿洛酮糖的纯度＞98%。
[0016]
所述步骤（7）中水相蒸发浓缩温度为70-80℃，真空度0.07-0.09mpa，蒸发量0.5m
³
/h，搅拌转速150r/min，浓缩4-5倍，析出d-阿洛酮糖粗晶体。
[0017]
所述步骤(8)干燥采用立式沸腾干燥，进风温度为85-105℃，出风温度50-75℃，风机频率25-40hz，最终得到d-阿洛酮糖固体。
[0018]
所述进风温度控制在90-100℃，出风温度控制在60-70℃；一种阿洛酮糖，通过上述的方法制备，所述阿洛酮糖的水分活度值为＜0.6。
[0019]
本发明具有以下有益效果：1、本发明提供了一种低水分活度的阿洛酮糖制备方法，首次利用立式沸腾干燥，
通过控制进风温度及出风温度，获得了水分活度低于0.6的阿洛酮糖。
[0020]
2、本发明提供的阿洛酮糖，满足了该产品在烘焙领域、食品饮料领域及医疗领域中的应用，特别是在食品中，对保质期、色泽、香味、风味和质感均起到积极的作用。
[0021]
3、本发明提供的制备方法较现有公开制备的技术（连续降温结晶法、梯度降温结晶法、添加晶种结晶法、喷雾干燥法），具有可自动进料，自动出料，制备周期短，效率高，同时该发明中的立式沸腾干燥设备技术成熟，操作简易，故本发明也极易实现工业化生产。
具体实施方式
[0022]
以下将结合具体实施例，对本发明进行详细的说明。
[0023]
实施例1制备45%（w/w）浓度的d-果糖溶液，加入15u/ml d-果糖量的d-阿洛酮糖3-差向异构酶酶液，其中酶活为800u/ml。调节ph为6.0，温度50℃，反应18h后，升温至95℃灭酶。然后按照总糖干基的3
‰
活性炭，脱色温度65℃，脱色时间60min后，过滤得透光率99.1%的脱色液，然后进入电渗析进行脱盐：工作电压15v，进料速度15l/h，得到电导率为45us/cm的脱盐料液；对脱盐料液进行浓缩，浓缩温度80℃，真空度0.08mpa，浓缩至糖浓度55%，进入顺序式模拟移动床，进料速度1.5l/h，温度58℃，流动相温度58℃，得到纯度98.1%的d-阿洛酮糖料液；再次进入电渗析进行二次脱盐：工作电压15v，进料速度20l/h，得到电导率为15.2us/cm的二次脱盐料液；然后进入水相蒸发浓缩，浓缩温度80℃，真空度0.07mpa，控制蒸发量0.5m
³
/h，转速150r/min，浓缩4倍后，析出d-阿洛酮糖粗晶体；粗晶体进行立式沸腾干燥，控制进风温度100℃，出风温度70℃，风机频率40hz,最终得到d-阿洛酮糖固体。经检测，水分活度为0.558。
[0024]
实施例2制备55%（w/w）浓度的d-果糖溶液，加入6u/ml d-果糖量的d-阿洛酮糖3-差向异构酶酶液，其中酶活为1500u/ml。调节ph为6.2，温度60℃，反应10h后，升温至95℃灭酶。然后按照总糖干基的8
‰
活性炭，脱色温度75℃，脱色时间30min后，过滤得透光率99.6%的脱色液，然后进入电渗析进行脱盐：工作电压40v，进料速度25l/h，得到电导率为30us/cm的脱盐料液；对脱盐料液进行浓缩，浓缩温度70℃，真空度0.09mpa，浓缩至糖浓度60%，进入顺序式模拟移动床，进料速度1.5l/h，温度60℃，流动相温度60℃，得到纯度98.5%的d-阿洛酮糖料液，再次进入电渗析进行二次脱盐：工作电压40v，进料速度30l/h，得到电导率为19.5us/cm的二次脱盐料液；然后进入水相蒸发浓缩，浓缩温度70℃，真空度0.09mpa，控制蒸发量0.5m
³
/h，转速150r/min，浓缩5倍后，析出d-阿洛酮糖粗晶体；粗晶体进行立式沸腾干燥，控制进风温度90℃，出风温度60℃，风机频率25hz,最终得到d-阿洛酮糖固体。经检测，水分活度为0.572。
[0025]
实施例3制备50%（w/w）浓度的d-果糖溶液，加入11u/ml d-果糖量的d-阿洛酮糖3-差向异构酶酶液，其中酶活为1000u/ml。调节ph为6.5，温度55℃，反应15h后，升温至95℃灭酶。然后按照总糖干基的5
‰
活性炭，脱色温度70℃，脱色时间45min后，过滤得透光率99.3%的脱色液，然后进入电渗析进行脱盐：工作电压30v，进料速度20l/h，得到电导率为40us/cm的脱盐料液；对脱盐料液进行浓缩，浓缩温度75℃，真空度0.085mpa，浓缩至糖浓度58%，进入顺
序式模拟移动床，进料速度1.5l/h，温度59℃，流动相温度59℃，得到纯度98.2%的d-阿洛酮糖料液，再次进入电渗析进行二次脱盐：工作电压30v，进料速度25l/h，得到电导率为16us/cm的二次脱盐料液；然后进入水相蒸发浓缩，浓缩温度75℃，真空度0.08mpa，控制蒸发量0.5m
³
/h，转速150r/min，浓缩4.5倍后，析出d-阿洛酮糖粗晶体；粗晶体进行立式沸腾干燥，控制进风温度95℃，出风温度65℃，风机频率25hz,最终得到d-阿洛酮糖固体。经检测，水分活度为0.564。
[0026]
对比例1制备50%（w/w）浓度的d-果糖溶液，加入11u/ml d-果糖量的d-阿洛酮糖3-差向异构酶酶液，其中酶活为1000u/ml。调节ph为6.5，温度55℃，反应15h后，升温至95℃灭酶。然后按照总糖干基的5
‰
活性炭，脱色温度70℃，脱色时间45min后，过滤得透光率99.3%的脱色液，然后进入电渗析进行脱盐：工作电压30v，进料速度20l/h，得到电导率为40us/cm的脱盐料液；对脱盐料液进行浓缩，浓缩温度80℃，真空度0.08mpa，浓缩至糖浓度55%，进入顺序式模拟移动床，进料速度1.5l/h，温度59℃，流动相温度59℃，得到纯度98.2%的d-阿洛酮糖料液，再次进入电渗析进行二次脱盐：工作电压30v，进料速度25l/h，得到电导率为16us/cm的二次脱盐料液；然后进入水相蒸发浓缩，浓缩温度75℃，真空度0.08mpa，控制蒸发量0.5m
³
/h，转速150r/min，浓缩4.5倍后，析出d-阿洛酮糖粗晶体；粗晶体进行立式沸腾干燥，控制进风温度110℃，出风温度80℃，风机频率25hz,最终得到d-阿洛酮糖固体。经检测，水分活度为0.632。
[0027]
对比例2制备55%（w/w）浓度的d-果糖溶液，加入6u/ml d-果糖量的d-阿洛酮糖3-差向异构酶酶液（酶活为1500u/ml）。调节ph为6.2，温度60℃，反应10h后，升温至95℃灭酶。然后按照总糖干基的8
‰
活性炭，脱色温度75℃，脱色时间30min后，过滤得透光率99.6%的脱色液，然后进入电渗析进行脱盐：工作电压40v，进料速度25l/h，得到电导率为30us/cm的脱盐料液；对脱盐料液进行浓缩，浓缩温度75℃，真空度0.085mpa，浓缩至糖浓度60%，进入顺序式模拟移动床，进料速度1.5l/h，温度60℃，流动相温度60℃，得到纯度98.5%的d-阿洛酮糖料液，再次进入电渗析进行二次脱盐：工作电压40v，进料速度30l/h，得到电导率为19.5us/cm的二次脱盐料液；然后进入水相蒸发浓缩，浓缩温度70℃，真空度0.08mpa，控制蒸发量0.5m
³
/h，转速150r/min，浓缩4倍后，析出d-阿洛酮糖粗晶体；粗晶体进行立式沸腾干燥，控制进风温度80℃，出风温度50℃，风机频率30hz,最终得到d-阿洛酮糖固体。经检测，水分活度为0.641。
[0028]
对比例3制备45%（w/w）浓度的d-果糖溶液，加入15u/ml d-果糖量的d-阿洛酮糖3-差向异构酶酶液（酶活为800u/ml）。调节ph为6.0，温度50℃，反应18h后，升温至95℃灭酶。然后按照总糖干基的3
‰
活性炭，脱色温度65℃，脱色时间60min后，过滤得透光率99.1%的脱色液，然后进入电渗析进行脱盐：工作电压15v，进料速度15l/h，得到电导率为45us/cm的脱盐料液；对脱盐料液进行浓缩，浓缩温度75℃，真空度0.09mpa，浓缩至糖浓度57%，进入顺序式模拟移动床，进料速度1.5l/h，温度58℃，流动相温度58℃，得到纯度98.1%的d-阿洛酮糖料液，再次进入电渗析进行二次脱盐：工作电压15v，进料速度20l/h，得到电导率为15.2us/cm的二次脱盐料液；然后进入水相蒸发浓缩，浓缩温度76℃，真空度0.085mpa，控制蒸发量
0.5m
³
/h，转速150r/min，浓缩4.5倍后，析出d-阿洛酮糖粗晶体；粗晶体进行立式沸腾干燥，控制进风温度120℃，出风温度50℃，风机频率30hz,最终得到d-阿洛酮糖固体。经检测，水分活度为0.611。
[0029]
本发明通过调整立式沸腾干燥的进风温度及出风温度，得出了低水分活度d-阿洛酮糖的制备方法，并得到低水分活度的d-阿洛酮糖。
[0030]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。