自20世紀(jì)80年代以來(lái)，人們逐漸了解了果寡糖的優(yōu)良生理特性。1982年，首次工業(yè)化生產(chǎn)果寡糖。

1983年，Hidaka果寡糖采用一般食品成分生產(chǎn)工藝分離開(kāi)發(fā)。1988年，Hiraya 研究了黑曲霉中的屁股-呋喃果糖苷酶的性質(zhì)，分離凈化酶，并采用聚焦色譜法測(cè)定酶的純度和等電點(diǎn)。1990年，F(xiàn)ujita得到了β-呋喃果糖苷糖的三種同工酶。

經(jīng)過(guò)美國(guó)食品工藝師協(xié)會(huì)和現(xiàn)代科學(xué)研究的反復(fù)，得出結(jié)論，現(xiàn)代酶工藝酶化蔗糖生產(chǎn)的低聚果糖的分子結(jié)構(gòu)和保健功能與果蔬中的低聚果糖完全相同，是一種天然的雙歧因子。

1998年，中國(guó)科學(xué)院上海藥學(xué)院與北京醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院分離后，對(duì)氫1和碳13核磁振進(jìn)行了測(cè)定。根據(jù)得到的峰值結(jié)果，其分子結(jié)構(gòu)與日本文獻(xiàn)報(bào)道GF2、GF3、GF4相同。

低聚果糖主要有兩種生產(chǎn)工藝，一種是以蔗糖為原料，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)β-或果糖基轉(zhuǎn)移酶β-呋喃果糖苷酶轉(zhuǎn)化而成；

另一種是以菊粉為原料，酶水解生成。

中國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家的主流生產(chǎn)方法是以蔗糖為原料，分泌黑曲霉、鐮刀霉、日本曲霉等菌種的第一種方法β-呋喃果糖苷酶和盧-通過(guò)過(guò)濾、凈化、精制和濃縮，對(duì)果糖基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行酶反應(yīng)。

黑曲霉產(chǎn)生的果糖轉(zhuǎn)移酶通常用于高濃度(50%)-60%)蔗糖溶液通過(guò)一系列酶轉(zhuǎn)移獲得低聚果糖產(chǎn)品。

低聚果糖的生產(chǎn)工藝已從第一代液體發(fā)酵技術(shù)和第二代固定細(xì)胞催化技術(shù)發(fā)展到第三代固定酶催化生產(chǎn)技術(shù)。

(一)酶水解

以菊芋為原料的生產(chǎn)工藝：

菊芋→菊粉→水解→過(guò)濾→脫色→脫鹽→濃縮→低聚果糖

該方法生成的低聚果糖鏈較長(zhǎng)。

以菊芋為原料，熱水浸提獲得提取液，然后酶法處理提取液，使壓濾液流暢，提高低聚果糖出率達(dá)95%以上，應(yīng)用納濾高純化技術(shù)分離去除葡萄糖、果糖和蔗糖，使低聚果糖純度達(dá)94. 85%-98. 58%。

(二)黑曲霉發(fā)酵高濃度蔗糖法

當(dāng)基質(zhì)蔗糖濃度低于蔗糖時(shí)0.5%，傾向于水解反應(yīng)，主要產(chǎn)生葡萄糖和果糖；當(dāng)基質(zhì)蔗糖濃度增加到50%時(shí)，低聚果糖的收率可超過(guò)60%。

首先，將篩選出的高酶活黑曲霉株接種5%-10在%蔗糖液培養(yǎng)基中，28-30℃下振搖培養(yǎng)2-4d，獲得果糖轉(zhuǎn)移酶活性較高的黑曲霉菌體。為提高酶活性，氮源物質(zhì)(如蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì))可適當(dāng)添加到培養(yǎng)基中NH4 NO3，0.5%-0.75%)和無(wú)機(jī)鹽(如MgSO4和KH2PO4，0.1%-0.15%)，然后在一定溫度和60%的蔗糖溶液中使用這些菌體pH低聚果糖是由下催化產(chǎn)生的。反應(yīng)結(jié)束后，發(fā)酵液的葡萄糖(36%)-38蔗糖(10%)-12果寡三糖(21%)-28果寡四糖(21%)-24果寡五糖(3%)-655%的低聚果糖-60%。雖然該方法大大提高了果寡糖產(chǎn)量，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，但酶不能重復(fù)使用，自動(dòng)化程度低，生產(chǎn)成本高。

(3) 固定增殖細(xì)胞法

黑曲霉等大多數(shù)真菌產(chǎn)生的果糖轉(zhuǎn)移酶屬于細(xì)胞酶，因此固定增殖細(xì)胞可以直接連續(xù)生產(chǎn)低聚果糖，并用載體包埋生產(chǎn)酶細(xì)胞以獲得固定顆粒。將包埋產(chǎn)品與蔗糖或葡萄糖溶液反應(yīng)，獲得低聚果糖溶液，固定酶可重復(fù)使用，便于連續(xù)生產(chǎn)。固定黑曲霉菌細(xì)胞的方法較好采用海藻酸鈣包埋法，其他包括瓊脂包埋法、卡拉膠包埋法和微膠囊法。將黑曲霉孢子與預(yù)先滅菌的海藻酸鈉混合，然后滴入氯化鈣溶液固化1h然后收集固定的增殖細(xì)胞顆粒。在反應(yīng)柱中填充顆粒50-60℃以下是50%蔗糖溶液以一定速度通過(guò)脫色、脫鹽、濃縮等工藝生產(chǎn)的液體低聚果糖。

(四) 固定化酶法

先用黑曲霉發(fā)酵β-或果糖轉(zhuǎn)移酶β-呋喃果糖苷酶，然后破碎細(xì)菌細(xì)胞，分離純化β-或果糖轉(zhuǎn)移酶盧-呋喃果糖苷酶，然后固定。海藻酸鈉一般用于包埋固定菌體。-60%蔗糖糖漿在50-60℃酶催化蔗糖以一定速度通過(guò)固定酶柱或固定化床生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)移，反應(yīng)時(shí)間控制在24h，經(jīng)過(guò)一系列脫色、脫鹽、濃縮等分離凈化步驟，獲得約60%的低聚果糖產(chǎn)品。由于固定酶具有良好的操作穩(wěn)定性，可重復(fù)使用，利用率高，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的連續(xù)性和自動(dòng)化，降低生產(chǎn)成本，該方法是一種國(guó)際研究方法。

(五)共固定法

黑曲霉發(fā)酵高濃度蔗糖法、固定化增殖細(xì)胞法和固定化酶法生產(chǎn)果寡糖的反應(yīng)式：

GF（蔗糖）→GF2(果寡三糖) GF3，(果寡四糖) GF4(果寡五糖) G（葡萄糖）

葡萄糖是影響化學(xué)驅(qū)動(dòng)力的平衡產(chǎn)物；P-呋喃果糖苷酶的抑制物阻止了蔗糖的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。顯然，消除葡萄糖可以提高蔗糖的轉(zhuǎn)化率。黑曲霉通常用于包埋或與其他酶（異構(gòu)酶和葡萄糖氧化酶）協(xié)同作用。例如，戊二醛和丹寧將葡萄糖氧化酶或異構(gòu)酶與黑曲霉交聯(lián)，然后與海藻酸鈉結(jié)合，制成包埋顆粒，然后填充反應(yīng)柱，在生產(chǎn)低聚果糖的同時(shí)異構(gòu)化或氧化副產(chǎn)物葡萄糖，從而消除葡萄糖的抑制作用，分別獲得63%和71%的低聚果糖。

（六）純化

低聚果糖的低聚果糖含量不高，為50%-60%，該產(chǎn)品也含有30%-3510%葡萄糖，10%葡萄糖-15%蔗糖。這些副產(chǎn)品不僅降低了低聚果糖的功能特性，還導(dǎo)致糖尿病患者和肥胖者無(wú)法食用，限制了低聚果糖的應(yīng)用，不利于低聚果糖的普遍推廣。

在投放市場(chǎng)之前，生產(chǎn)的低聚果糖溶液需要進(jìn)一步加工，包括脫色、脫鹽、分離純化、濃縮和微生物滅菌。

制備高純度低聚果糖的方法有：凝膠過(guò)濾色譜、納濾、發(fā)酵、酶和離子交換色譜。低聚果糖產(chǎn)品中的葡萄糖可以通過(guò)酵母消化來(lái)生產(chǎn)高純度低聚果糖。培養(yǎng)后，將轉(zhuǎn)化酶活性較弱的酵母添加到總糖濃度為20%的低聚果糖中30℃、250r/min反應(yīng)24h，可制得的純度為80.24%低聚果糖。

早年，我國(guó)色譜分離技術(shù)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)不成熟，95%高純度低聚果糖在我國(guó)尚未推廣。近年來(lái)，利用色譜分離技術(shù)凈化功能糖取得突破，成功開(kāi)發(fā)了模擬移動(dòng)床技術(shù)，協(xié)助國(guó)內(nèi)低聚果糖企業(yè)實(shí)現(xiàn)95%高純度低聚果糖的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，縮小了與國(guó)際知名品牌的差距。

在55型低聚果糖產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用分離純化技術(shù)去除大部分葡萄糖和蔗糖，精制成95%高純度低聚果糖。

在眾多分離純化技術(shù)中，色譜分離技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，分離效率高。通過(guò)模擬移動(dòng)床技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)低聚果糖的連續(xù)生產(chǎn)和分離純化。分離的葡萄糖和蔗糖也可以作為生產(chǎn)果葡糖漿的原料，降低了95%高純度低聚果糖的生產(chǎn)成本，更有利于低聚果糖在大眾食品中的推廣。

脫鹽對(duì)低聚果糖的質(zhì)量也有重要影響。不經(jīng)脫鹽處理，較終產(chǎn)品的電導(dǎo)率通常很高100-300μS/cm，口感差，糖粉溶解后顏色深，透光率低，存在食品安全隱患，不能滿足下游產(chǎn)品的要求。引入脫鹽產(chǎn)品電導(dǎo)10μS/m其中，口感純正，糖粉溶解后無(wú)色，透光率達(dá)99%以上，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，完全滿足下游產(chǎn)品要求。