黃珍金，呂蕾，黃桂東，2，3，4，鐘先鋒，3，4，5*

（1.佛山科學技術(shù)學院食品科學與工程學院，廣東 佛山 528231；2.廣東省傳統(tǒng)發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，廣東 佛山 528231；3.廣東省食品流通安全控制工程技術(shù)研究中心，廣東 佛山 528231；4.佛山市釀造工程技術(shù)研究中心，廣東 佛山 528231；5.佛山農(nóng)業(yè)生物制造工程技術(shù)研究中心，廣東 佛山 528231）

人體腸道是個復(fù)雜的微生物生態(tài)系統(tǒng)。約有1 000種以上的細菌存在，有益菌和有害菌群之間的生態(tài)平衡直接影響宿主的健康[1-2]?！兑嫔目茖W共識（2020年版）》[3]指出益生菌可以通過調(diào)節(jié)腸道內(nèi)的菌群比例改善人體腸道健康。益生菌的“食物”稱為益生元（prebiotics），它是一種被廣泛認可的營養(yǎng)物質(zhì)，具有促進腸道有益菌生長從而形成有利的菌落結(jié)構(gòu)的功能[4-6]，益生元的概念最早由Giboson和Robefroid在1995年提出[7]，常見的益生元有低聚果糖、大豆低聚糖、低聚木糖、低聚異麥芽糖、低聚半乳糖以及水蘇糖等[8]。水蘇糖與普通益生元相比，能夠更高效地促進腸道雙歧桿菌等有益菌的增殖[9]，被譽為“超強雙歧因子”，是近年來較熱門的腸道功能食品原料[10]。水蘇糖的分子結(jié)構(gòu)見圖1，棉籽低聚糖家族的結(jié)構(gòu)關(guān)系見圖2。

圖1 水蘇糖的分子結(jié)構(gòu)Fig.1 Molecular structure of stachyose

圖2 棉籽低聚糖家族的結(jié)構(gòu)關(guān)系Fig.2 Strutural relationships of the raffinose oligosaccharides

水蘇糖是一種天然存在的四糖，屬于棉籽糖屬半乳糖苷類非還原性功能低聚糖[11-12]，純品為白色粉末，微甜，甜度為蔗糖的22%[13]。水蘇糖的分子式為：C24H42O21，分子結(jié)構(gòu)為：半乳糖-半乳糖-葡萄糖-果糖（如圖1所示），是典型的棉籽低聚糖家庭成員[14-15]（如圖2所示），主要存在于唇形科水蘇屬植物中。近年來，水蘇糖的生理功能不斷被挖掘，目前已報道的功能有：機體免疫調(diào)節(jié)、改善排便、預(yù)防化學性肝損傷、合成維生素B族、促進腸道吸收微量元素、預(yù)防糖尿病等[16-21]。

水蘇糖被廣泛應(yīng)用于藥品、食品、化妝品等領(lǐng)域[22]。國內(nèi)外市場需求量不斷增大，具有廣闊的應(yīng)用前景，但由于缺乏高效的生產(chǎn)方法，導致高純度水蘇糖的造價昂貴，限制其應(yīng)用的發(fā)展，因此，探索出一個快速、高效、低成本的生產(chǎn)高純度水蘇糖的方法具有重要意義。

水蘇糖的制備主要分為提取和純化兩個階段。本文基于目前水蘇糖制備工藝的發(fā)展現(xiàn)狀，從水蘇糖的提取工藝及純化工藝兩方面的研究進展作以綜述，討論不同制備工藝的優(yōu)劣性，以期為工業(yè)化生產(chǎn)水蘇糖的相關(guān)研究工作提供參考。

1 水蘇糖的制備概況

近年來，研究水蘇糖制備工藝的成果多達千余項，成果中涉及到的原料、方法以及提取效果不盡相同。目前國際市場上10余種低聚糖中，除大豆低聚糖、棉籽糖外，其余低聚糖主要采取酶法制備[23]，因酶法制備水蘇糖的成本較高，得率較低[24]，所以從天然植物中提取水蘇糖是目前制備水蘇糖的主流方法，更適用于工業(yè)化生產(chǎn)。可作為提取水蘇糖的植物原料有：地黃、丹參、銀條（又稱草石蠶）、澤蘭、大豆等[25-27]。傳統(tǒng)水蘇糖制備工藝流程見圖3。

圖3 傳統(tǒng)水蘇糖制備工藝流程Fig.3 Traditional preparation process of stachyose

如圖3所示，傳統(tǒng)的制備工藝流程是將植物原料經(jīng)浸提、脫色、脫鹽、干燥等操作后，得到水蘇糖提取物，在此基礎(chǔ)上，研究人員結(jié)合生物、物理、化學等技術(shù)進一步優(yōu)化試驗條件，以提高水蘇糖純度。常見的水蘇糖提取工藝主要分為三大類型：溶液提取法、微生物發(fā)酵法、酶解提取法，常見的純化方法有膜分離法、柱層析純化法、結(jié)晶法等。

近期，Gerliani等[28]利用電活化技術(shù)結(jié)合植物酸堿溶液，提取大豆粉中的蛋白質(zhì)、可溶性碳水化合物和礦物質(zhì)的過程中發(fā)現(xiàn)，獲得的分析物和催化物樣本中存在一定量的水蘇糖和棉籽糖，且它們的含量在一定電壓范圍內(nèi)，隨著陽極液電壓的升高而增加，最高分別達到222.49 mg/g和34.29 mg/g，該試驗的發(fā)現(xiàn)可能為水蘇糖的提取提供新的技術(shù)研究方向。

2 水蘇糖的提取工藝研究進展

2.1 溶液提取法

溶劑提取法是最傳統(tǒng)的提取方法，常用于提取天然植物中的有效成分。根據(jù)相似相溶的原理，選擇對提取物溶解度大的溶劑將其從溶解度小的溶劑中提取出來。常用于提取水蘇糖的溶劑是水和乙醇，根據(jù)不同的研究目的，來選擇適當?shù)奶崛∫骸⑻崛≡?、提取工藝?/p>

2.1.1 單一提取法

以水作為提取溶劑時，提取成本低，且水對植物細胞的穿透性強。張敏等[29]以去離子水作為溶劑，提取地黃中的水蘇糖，通過單因素試驗和正交試驗探究最佳的提取條件，最終在浸提溫度為50°C的條件下，料液比 1∶12（kg/L），浸提時間 60 min為最佳，水蘇糖的提取率為58.84%。更多的研究人員選擇以草石蠶作為原料，因草石蠶中的水蘇糖含量高[30]，且其具有質(zhì)脆、含水量高的質(zhì)構(gòu)特點，姚紅等[31]采用鮮品勻漿法，利用機械和液力剪切將鮮草石蠶磨成漿，使有效成分流出，更有利于水蘇糖的提取，最終水蘇糖提取率達91.62%。經(jīng)過多步純化后，獲得純度達96.10%的水蘇糖粉末，該研究提取純度高、成本低，可望為工業(yè)化制備高純度水蘇糖提供參考，但以水作為提取液時，水質(zhì)易發(fā)霉變質(zhì)，不易保存。

以乙醇作為提取劑時，具有滲透性強、相對水提取液而言保存期更長的優(yōu)點，但不同濃度的乙醇對提取出的成分影響較大，Zhong等[32]在提取銀條中的水蘇糖時，采用響應(yīng)面法探究不同因素對水蘇糖提取影響的大小，最終結(jié)果表明，影響大小為料液比＞乙醇體積比＞提取溫度＞提取時間，所以以乙醇作為提取液的關(guān)鍵是要探究并把控好最佳的乙醇提取濃度。

2.1.2 輔助提取法

單一的水提或醇提法，提取水蘇糖的效率不高且雜質(zhì)多，通常需要結(jié)合一些輔助技術(shù)提取。輔助提取法是指通過物理或生物技術(shù)輔助溶液提取的方法，例如借助超聲波、微波、超高壓等輔助技術(shù)，輔助技術(shù)是在單一提取法的基礎(chǔ)上，在浸出提取物環(huán)節(jié)加以輔助，后續(xù)經(jīng)過離心、上清液除雜精制等步驟，與圖3所示流程類似，具體操作根據(jù)實際產(chǎn)生雜質(zhì)的性質(zhì)而定。利用輔助技術(shù)提取，可明顯促進植物有效成分的流出[33-35]。

超聲波輔助提取實際上是利用超聲波具有空化效應(yīng)、機械效應(yīng)和熱效應(yīng)的特點，加快分子的運動速度和增大介質(zhì)的穿透力，達到加快有效成分溶出的目的[36]。王啟為等[37]利用超聲波輔助水提法提取草石蠶中的水蘇糖，結(jié)果表明，對提取率影響從大到小為提取時間＞超聲波功率＞提取溫度；胡斌杰等[38]的研究發(fā)現(xiàn)，在超聲波技術(shù)的輔助下，水提法的提取時間可縮短3/4，多糖提取率提高30.00%。但超聲波技術(shù)需要控制好超聲時間，時間過長會破壞多糖結(jié)構(gòu)，使糖鏈斷裂，導致提取率降低。

微波法輔助的原理是利用細胞內(nèi)的極性物質(zhì)，吸收并轉(zhuǎn)化微波能為熱能，使胞內(nèi)溫度快速上升，水分氣化，增大胞內(nèi)壓力，從而沖破細胞膜和細胞壁形成裂縫或孔洞，進而加速胞外提取劑進入胞內(nèi)，溶解有效物質(zhì)然后流出胞外。陳傳云等[39]發(fā)明了一種利用微波輔助提取水蘇糖的方法，從50 kg新鮮草石蠶中，獲得15 kg水蘇糖，水蘇糖的純度為90.02%，該方法具有提取時間短，效率高的特點。微波輔助法的使用前提是，被處理的物料需具有良好吸水性，且產(chǎn)物熱穩(wěn)定性良好。

超高壓輔助提取天然植物中的生物活性成分是一項新興技術(shù)。該技術(shù)可以有效地加快傳質(zhì)速率、植物細胞破裂以提高提取率，縮短處理時間、減少溶劑消耗。Wu等[40]采用高壓輔助提取法從灰樹花菌絲體中提取多糖和β-葡聚糖，與常規(guī)搖晃浸泡的提取液相比，高壓處理過的提取液中，多糖含量更高且活性更強。

汽爆輔助法是利用高溫高壓-瞬時泄壓的方法，使?jié)B進植物組織內(nèi)部的蒸汽分子的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，破壞生物質(zhì)組織細胞層間，從而使細胞內(nèi)容物加速流出[41]。與微波輔助法原理相似，均是利用物理壓強變化促進提取物的溶出，避免了化學處理導致的二次污染，具有低成本、無污染的特點。洪楓等[41]利用汽爆技術(shù)從玉米秸桿中提取木低聚糖，試驗表明，汽爆液中的糖類主要是低聚糖及一些可溶性聚糖，在1.60 MPa和2.00 MPa蒸汽壓下維壓5 min，最終低聚糖得率為36.00%～59.00%。該方法目前沒有應(yīng)用于水蘇糖的制備，但木低聚糖與水蘇糖結(jié)構(gòu)功能相似，具有可參比性，且水蘇糖熱穩(wěn)定性好，汽爆法可能成為輔助提取水蘇糖的新途徑。

2.2 微生物發(fā)酵法

微生物發(fā)酵是目前最經(jīng)濟的提純水蘇糖的方法，近年來，以微生物發(fā)酵法制備水蘇糖的研究不斷涌現(xiàn)，微生物發(fā)酵法是利用微生物選擇性地消耗某些糖類，以此作為代謝繁殖的生長源，該方法具有優(yōu)先消耗非功能性低聚糖的特點，從而提高目標成分的功能性低聚糖純度。微生物發(fā)酵法的關(guān)鍵在于控制影響微生物生長代謝的因素[42]，例如，微生物的種類及數(shù)量（純種或混菌）、酶活性、發(fā)酵環(huán)境（溫度、氧氣、pH值等）等。

2.2.1 微生物種類及數(shù)量

研究分析某種微生物的發(fā)酵特性，將其合理運用，可有效提高目的產(chǎn)物的純度[43]。王智榮[44]探究了乳酸菌、3種酵母、米曲霉和裂褶菌等菌株發(fā)酵提純水蘇糖的效果。試驗結(jié)果表明，其中米曲霉和裂褶菌適合作為水蘇糖發(fā)酵提純菌株，以裂褶菌效果最佳：裂褶菌經(jīng)48 h發(fā)酵后，水蘇糖保留率為93.31%，占總糖含量的87.04%。舒丹陽等[45]的試驗記錄了黑曲霉、米曲霉、干酪乳桿菌、瑞士乳桿菌、鼠李糖乳桿菌這5種不同的菌株對草石蠶中單、雙糖及水蘇糖的降解情況，為初步探索微生物發(fā)酵制備水蘇糖的領(lǐng)域提供選菌參考依據(jù)。

在發(fā)酵食品和酶制劑行業(yè)中，多菌混合發(fā)酵效果比純種發(fā)酵更佳[46]?；旌习l(fā)酵具有多菌共生、酶系互補、相輔相成的優(yōu)點，可以克服純種發(fā)酵中間產(chǎn)物濃度過大的問題。將混菌發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用到提純水蘇糖的研究中，可有效提高提純水蘇糖的效率。王雪等[47]利用日本曲霉與乳酸菌的混菌組合發(fā)酵提純銀條中的水蘇糖，結(jié)果表明，經(jīng)混菌發(fā)酵后，提取液中的蔗糖及單糖組分比純種發(fā)酵有所降低，蔗糖及單糖的總量降至3.00%，水蘇糖保留率在95.00%以上，占總糖含量的90.00%，結(jié)合工業(yè)色譜分離技術(shù)進一步純化水蘇糖，最終獲得水蘇糖純度為90.00%～95.00%（占總糖），該方法已被國內(nèi)多個著名企業(yè)應(yīng)用。

2.2.2 酶活性

酶是微生物發(fā)酵的重要影響因素之一，可以通過添加促進單、雙糖消耗，或抑制水蘇糖降解的酶抑制劑，以快速提高水蘇糖的純度，縮短提取時間。周文斯等[48]以草石蠶為原料，探究了乙二胺四乙酸二鈉（ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt，EDTA-2Na）和抗壞血酸（ascorbic acid/Vitamin C，VC）這 2 種蔗糖酶抑制劑對黑曲霉發(fā)酵提純水蘇糖的影響。試驗結(jié)果表明，在發(fā)酵過程中，通過添加適量的蔗糖酶抑制劑可以有效降低水蘇糖被蔗糖酶降解的概率，從而提高水蘇糖含量。其中EDTA-2Na對蔗糖酶的抑制效果更優(yōu)于VC。該研究通過單因素試驗，探究出最佳的EDTA-2Na添加量為提取液質(zhì)量的0.01%，在最優(yōu)試驗條件下，最終獲得水蘇糖的純度為80.43%。

2.2.3 發(fā)酵環(huán)境

微生物生長代謝過程中，發(fā)酵環(huán)境所提供的營養(yǎng)物質(zhì)和能量直接影響目標產(chǎn)物的生物合成效率和質(zhì)量，所以需要對所選菌種的最佳培養(yǎng)條件進行探究。謝瑾[49]的研究中，較全面地探究了影響微生物發(fā)酵的條件。在該研究中，以0.01%黑曲霉和0.01%乳酸菌作為最佳混菌發(fā)酵組合，試驗結(jié)果顯示發(fā)酵36 h后，同步發(fā)酵組的水蘇糖保留率比滯后發(fā)酵組高出10.12%，因為微生物之間存在協(xié)同作用，所以同步發(fā)酵比滯后發(fā)酵更有利于提高提取液中水蘇糖純度；發(fā)酵液pH值在5.5～7.0，有利于減緩水蘇糖的降解且不影響微生物消耗蔗糖；與靜置發(fā)酵相比，搖床發(fā)酵可以提供更多氧氣供微生物代謝，提高反應(yīng)效率；帶渣發(fā)酵比過濾發(fā)酵提供的營養(yǎng)物質(zhì)更全面，微生物生長更協(xié)調(diào)。

因此得知，微生物發(fā)酵提純水蘇糖具有生產(chǎn)成本低、工藝簡單，但產(chǎn)物成分較復(fù)雜、產(chǎn)物質(zhì)量受到多方面因素影響等特點。

2.3 酶解提取法

酶解提取法是利用酶催化分解植物細胞的細胞壁成分，使得細胞壁破裂，胞內(nèi)物質(zhì)溶出，從而達到提取目的的一種方法。常用作提取水蘇糖的酶有果膠酶和纖維素酶，以及復(fù)合酶。鐘先鋒等[50]于2019年獲得授權(quán)的發(fā)明專利“一種從銀條中提取高純度水蘇糖的方法”，該方法利用木瓜蛋白酶和植物復(fù)合酶結(jié)合醇提法，經(jīng)過一系列除雜、精制工藝后獲得純度為95.00%～99.90%的水蘇糖，可見酶提取法具有物料成本低，工藝簡單，反應(yīng)條件溫和提取率高等優(yōu)點。但也具有一定的局限性，主要原因是影響酶活性的因素較多，例如溫度和pH值等，若要使得酶活性達到最高，其最佳反應(yīng)條件都在一個很小的范圍內(nèi)，需要精確把控，否則酶活性大大降低，影響提取效果。各種提取方法的比較見表1。

表1 各種提取方法的比較Table 1 Comparison of various extraction methods

3 水蘇糖的純化工藝研究進展

3.1 膜分離法

水蘇糖經(jīng)粗提后，提取液中存在許多雜質(zhì)，主要有蛋白質(zhì)、色素、鹽類、氨基酸等，膜分離法需要根據(jù)雜質(zhì)性質(zhì)，選擇除雜效果好、可回收的濾膜。

膜分離法的原理是利用膜的選擇透過性，實現(xiàn)不同物質(zhì)的分離與純化。研究中常見的分離膜有超濾膜、反滲透膜、納濾膜、電滲析膜等。其中超濾膜、納濾膜、反滲透膜都屬于過濾膜，超濾膜的孔徑在1 nm～300 nm，可用于截留一些生物大分子和膠狀物；納濾膜可截留相對分子量在300～1 000的物質(zhì)；反滲透膜的原理是通過向高濃度一端施加一定的壓力，在膜兩側(cè)形成壓力差，使得溶劑分子從高濃度向低濃度一端轉(zhuǎn)移。張敏等[29]以去離子水作為溶劑，提取地黃中的水蘇糖，結(jié)合納濾膜及反滲透膜技術(shù)進行純化。試驗中使用到的納濾膜和反滲透膜經(jīng)過清理后可反復(fù)利用，它們的膜通透恢復(fù)率分別為95.52%、97.22%。

電滲析膜實質(zhì)上是一種帶電離子交換膜[51]。電滲析膜設(shè)在溶液電場的陰陽極之間，當電場運作時，溶液中的陰陽離子定向運動，通過具有離子選擇性的電滲析膜，從而實現(xiàn)去除某些帶電離子的作用。電滲析膜的脫鹽效率高，因此常用于工業(yè)化脫鹽，如海水淡化[52]、廢水處理[53]等。在食品工業(yè)中可應(yīng)用于去除無機鹽離子、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，段舒然等[54]利用電滲析法純化棉籽糖提取液，在該研究中他們探究了操作電壓和循環(huán)流量的變化對純化效果、能耗大小的影響。最終結(jié)果表明，脫鹽率最高可達到91.20%，棉籽糖回收率達94.50%。

3.2 柱層析純化法

柱層析法，又稱色層法或色譜法，是科學試驗中經(jīng)典的分離多組分混合物的方法，可用于物質(zhì)的定性、定量、純化操作。層析柱通常由固定相、流動相兩部分組成，根據(jù)不同的柱內(nèi)填充物可以將其分很多類，如碳-鈣色譜柱[55]、高效陰離子交換色譜柱[56]，N-苯基-苯基氨基-β-環(huán)糊精-粘結(jié)手性固定相-高效液相色譜[57]等。它們的工作原理相同，在樣品進入柱子后，根據(jù)各組分在流動相、固定相之間分配系數(shù)不同、固定相的吸附能力不同，使得各組分以不同速度向下遷移，按一定順序流出并收集，達到分離純化的目的。

當柱層析法用于含量檢測時，常與質(zhì)譜法聯(lián)用，高效液相色譜法是檢測低聚糖含量較為準確的方法[58]，該方法具有分析時間短、選擇性高、靈敏度高等優(yōu)點。Wang等[59]建立了一種同時測定地黃中環(huán)烯醚苷和低聚糖（蔗糖、蜜二糖、棉籽糖、甘露糖和水蘇糖）的方法。該研究利用親水性相互作用液相色譜法對7種分析物進行快速分離，最后用三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法對分析物進行靈敏和選擇性檢測，結(jié)果顯示，所有分析物的相關(guān)系數(shù)均在0.99以上，具有良好的線性，精密度偏差小于5.00%，回收率在93.80%～105.50%之間。

當柱層析法用于純化水蘇糖時，常用的固定相填充物有樹脂、活性炭等。樹脂又分為離子交換樹脂、大孔吸附樹脂、凝膠型樹脂，其原理是利用樹脂的吸附作用將特定組分截留，然后進行洗脫以達到樣品組分分離的目的，該方法具有脫鹽率高、脫色效果好、可自動化進行、重復(fù)循環(huán)使用等優(yōu)勢。離子交換樹脂和大孔吸附樹脂常用于去除水蘇糖提取液中鹽分、色素、蛋白質(zhì)、氨基酸等雜質(zhì)。謝瑾[49]在提取干基草石蠶中的水蘇糖研究中，利用D001型大孔強酸性陽離子交換樹脂和D301型大孔弱堿性陰離子交換樹脂在流速為3.77 BV/h，溫度為35℃時，蛋白質(zhì)洗脫率為93.70%，灰分洗脫率為97.81%，脫色率高達99.50%。劉聰?shù)萚60]利用HW-40C凝膠為固定相去除蛋白，純化棉籽糖。該研究在最佳工藝條件下，獲得純度達89.10%的棉籽糖，收率為64.80%。凝膠型樹脂具有分離效率高、操作簡便等優(yōu)勢，但需要注意的是，凝膠型樹脂孔隙較小，若提取液中含有較多色素時，應(yīng)先去除，否則凝膠樹脂易被色素大分子堵塞出現(xiàn)樹脂“中毒”現(xiàn)象。

活性炭屬于多孔介質(zhì)，其吸附疏水性有機物能力強，常用于脫色。其原理是利用靜電力將小分子有機物或疏水性分子，物理吸附在活性炭的微孔中，達到去除流動相雜質(zhì)的目的。Bao等[61]利用活性炭吸附分離棉子糖和蔗糖，通過吸附-解吸循環(huán)，最終得到棉籽糖純度大于90.00%、回收率為79.20%。Bernal等[62]在濃度為5 g/L的諾利特粉末活性炭（norit powdered activated charcoal，NPAC），超濾跨膜壓力為 100 kPa，進料流量為4.24 L/h，pH 3的條件下，對甜菜糖蜜進行脫色處理，最終甜菜糖蜜的顏色降低了96.50%以上，該研究還用NaOH復(fù)原活性炭，其除色能力損失低于10.00%。

3.3 結(jié)晶法

結(jié)晶法的原理是根據(jù)不同物質(zhì)的結(jié)晶條件不同，將被提取物質(zhì)從飽和溶液中析出結(jié)晶，而其他雜質(zhì)依然留在溶液中，以此達到純化的目的。在水蘇糖制備研究領(lǐng)域中，張金澤等[63]以利用重結(jié)晶、活性炭吸附的方法純化水蘇糖，重結(jié)晶是指晶體的二次結(jié)晶，即將晶體溶解或熔融后，再從溶液或熔體中結(jié)晶的過程，重結(jié)晶可以使物質(zhì)高度純化，用此方法制得的水蘇糖晶體純度高于99.00%，該方法于2016年獲得中國發(fā)明專利授權(quán)。宋建民等[64]發(fā)明的“一種高純度水蘇糖的制備方法”是以草石蠶為原料，通過水提法、微生物發(fā)酵法、醇提法等多重提取方法，結(jié)合堿沉、過濾、活性炭脫色、冷卻結(jié)晶的純化方法獲得純度高于99.00%的水蘇糖晶體。結(jié)晶法純化水蘇糖具有產(chǎn)物純度高、溶劑環(huán)保、工藝簡單的特點，可用于水蘇糖商業(yè)標準品的制備，但自然冷卻結(jié)晶周期長，效率低。3種純化方法的比較見表2。

表2 3種純化方法的比較Table 2 Comparison of various purification methods

4 總結(jié)和展望

水蘇糖較其他低聚糖，可以更有效地促進腸道益生菌的生長繁殖，應(yīng)用前景廣闊，水蘇糖的生產(chǎn)制備是目前較為熱門的研究方向，本文從提取工藝和純化工藝兩方面，綜述了制備水蘇糖的技術(shù)研究現(xiàn)狀。從經(jīng)濟效益層面來說，微生物發(fā)酵法是目前最經(jīng)濟的水蘇糖提純方法，較適合工業(yè)化生產(chǎn)，其中混菌發(fā)酵優(yōu)于單菌發(fā)酵，且多菌同步發(fā)酵優(yōu)于滯后發(fā)酵，發(fā)酵環(huán)境的pH值根據(jù)不同的發(fā)酵菌而定，通常pH值在5.5～7.0為合適；搖床發(fā)酵優(yōu)于靜置發(fā)酵；帶渣發(fā)酵優(yōu)于過濾發(fā)酵。此外，還可以通過添加一些酶抑制劑調(diào)節(jié)提純速率，實現(xiàn)低成本、高效率地大批量生產(chǎn)水蘇糖。

但微生物發(fā)酵法存在產(chǎn)物雜質(zhì)多的缺點，需在后期精制過程中多步除雜。雖然我國在水蘇糖純化領(lǐng)域，部分工藝制備的水蘇糖純度已達到國際標準，可用于生產(chǎn)高純度的試驗標準品，但是存在一定局限性。如膜分離法、柱層析純化法存在耗材成本高、處理量小的問題；結(jié)晶法的時間成本與生產(chǎn)量成正比，與蒸發(fā)面積（場地面積）成反比，均不適合大規(guī)模純化水蘇糖。因此，建立一個高效、低成本的純化水蘇糖的方法，以應(yīng)用于工業(yè)化大批量生產(chǎn)，是水蘇糖加工應(yīng)用領(lǐng)域今后需要繼續(xù)研究探討的方向。