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富含麥芽糖的產(chǎn)物的制作方法

文檔序號:466808閱讀:246來源:國知局
富含麥芽糖的產(chǎn)物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)富含麥芽糖的糖漿的方法。所述方法包括如下連續(xù)步驟:將淀粉乳液化;將液化的淀粉乳在存在α-淀粉酶、β-淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫支酶的情況下進(jìn)行糖化,所述脫支酶優(yōu)選地為支鏈淀粉酶;并進(jìn)一步添加麥芽糖α-淀粉酶和/或異淀粉酶,以獲得含有麥芽糖的糖漿,所述糖漿包含基于干物質(zhì)計(jì)至少85%的麥芽糖和基于干物質(zhì)計(jì)少于1.5%的葡萄糖,優(yōu)選地基于干物質(zhì)計(jì)少于1%的葡萄糖。
【專利說明】富含麥芽糖的產(chǎn)物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)富含麥芽糖的糖漿的方法以及可通過該方法獲得的產(chǎn)物。

【背景技術(shù)】
[0002] 使富含麥芽糖的糖漿的生產(chǎn)成為可能的方法已經(jīng)眾所周知。
[0003] US 5, 141,859通過將淀粉液化、用通用酶將液化的物質(zhì)糖化,隨后用水解三糖或 更高寡糖等寡糖的酶進(jìn)一步糖化等步驟,使高純度麥芽糖的生產(chǎn)成為可能。通過使用選自 β -淀粉酶、異淀粉酶和支鏈淀粉酶的至少兩種酶將液化產(chǎn)物糖化。在下一步驟中,應(yīng)用麥 芽糖α-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶。糖化過程可以在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段內(nèi)執(zhí)行,直到麥芽糖的 純度達(dá)到平衡,通常需要24至72小時(shí)。
[0004] US 6, 284, 498涉及一種生產(chǎn)富含麥芽糖的糖漿的方法,包括如下連續(xù)步驟:進(jìn)行 淀粉乳的液化,在存在麥芽糖α-淀粉酶的情況下進(jìn)行液化淀粉乳的糖化,在存在β-淀粉 酶和至少一種選自支鏈淀粉酶和異淀粉酶的脫支酶的情況下繼續(xù)將液化淀粉乳糖化,目的 是獲得富含麥芽糖的糖漿。該方法使獲得麥芽糖豐度為86%并含有6. 6%葡萄糖和7. 4% DP3+的糖漿成為可能。
[0005] US 6, 346, 400涉及一種生產(chǎn)富含麥芽糖的糖漿的方法,包括:液化,在存在β -淀 粉酶和至少一種選自支鏈淀粉酶和異淀粉酶的脫支酶的情況下進(jìn)行糖化,對液化淀粉乳實(shí) 施分子篩分以便收集富含麥芽糖的餾分,隨后使所述富含麥芽糖的餾分與麥芽糖α -淀粉 酶發(fā)生接觸,目的是獲得富含麥芽糖的糖漿。
[0006] 仍進(jìn)一步需要提供富含麥芽糖而DPI含量較低且優(yōu)選地DP3含量也較低的糖漿的 方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明涉及用于制備含有麥芽糖的糖漿的方法,包括如下連續(xù)步驟:
[0008] a)進(jìn)行淀粉乳的液化;
[0009] b)在存在α -淀粉酶、β -淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫 支酶的情況下,進(jìn)行液化淀粉乳的糖化;
[0010] c)進(jìn)一步添加麥芽糖α -淀粉酶和/或異淀粉酶,以獲得含有麥芽糖的糖楽,該糖 漿含有基于干物質(zhì)計(jì)至少85%的麥芽糖和基于干物質(zhì)計(jì)少于1. 5%的葡萄糖;并且 [0011] 其中在步驟b)中,糖化在存在步驟a)的液化中所施用的α-淀粉酶的殘余量的 情況下,優(yōu)選地在存在占液化中所施用的α -淀粉酶總量的1 %至4%的殘余活性的情況下 發(fā)生。
[0012] 本發(fā)明還涉及含有麥芽糖的糖漿,該糖漿含有基于干物質(zhì)計(jì)至少85%的麥芽糖和 基于干物質(zhì)計(jì)少于1. 5%的葡萄糖,其干物質(zhì)含量為25%至75%,并且所述含有麥芽糖的 糖漿通過本發(fā)明的方法獲得。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 本發(fā)明涉及用于制備含有麥芽糖的糖漿的方法,包括如下連續(xù)步驟:
[0014] a)進(jìn)行淀粉乳的液化;
[0015] b)在存在α -淀粉酶、β -淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫 支酶的情況下,進(jìn)行液化淀粉乳的糖化;
[0016] c)進(jìn)一步添加麥芽糖α -淀粉酶和/或異淀粉酶,以獲得含有麥芽糖的糖楽,該糖 漿含有基于干物質(zhì)計(jì)至少85%的麥芽糖和基于干物質(zhì)計(jì)少于1. 5%的葡萄糖;并且
[0017] 其中在步驟b)中,糖化在存在步驟a)的液化中所施用的α-淀粉酶的殘余量的 情況下,優(yōu)選地在存在占液化中所施用的α -淀粉酶總量的1 %至4%的殘余活性的情況下 發(fā)生。
[0018] 液化在存在α -淀粉酶的情況下進(jìn)行。
[0019] 淀粉的液化和糖化可以各種方式進(jìn)行,但本發(fā)明證明將液化與特定的糖化步驟 相結(jié)合使獲得一種麥芽糖漿成為可能,該糖漿含有基于干物質(zhì)計(jì)至少85%的麥芽糖(= DP2),至少87%、至少90%的麥芽糖,以及基于干物質(zhì)計(jì)少于1.5%的葡萄糖(=DPI),優(yōu) 選地基于干物質(zhì)計(jì)少于1 %的葡萄糖,并優(yōu)選地包含少于10 %的DP3,更優(yōu)選地包含少于 10%的聚合度為3或更高的寡糖(=0?3+)。
[0020] 對任何植物源的淀粉進(jìn)行液化。例如,所述淀粉可源自小麥、玉米或馬鈴薯。
[0021] 所述液化被認(rèn)為是淀粉乳的受控水解,其優(yōu)選地在存在諸如α -淀粉酶等酶的情 況下進(jìn)行,以獲得轉(zhuǎn)化度低的液化淀粉乳。因此,溫度、pH值、酶(種類和濃度)被選擇成 使得它們可以使獲得不超過6、優(yōu)選地為4至5的DE(=葡萄糖當(dāng)量)成為可能。
[0022] 優(yōu)選地,以三個(gè)步驟執(zhí)行液化:第一步包括在105°C至108°C范圍內(nèi)的溫度下并在 存在熱穩(wěn)定α -淀粉酶的情況下將淀粉乳加熱幾分鐘,通常為8至15分鐘,不超過20分鐘。 第二步包括將淀粉乳加熱幾分鐘,從而在140°C至160°C范圍內(nèi)、優(yōu)選地在145°C至155°C 范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行處理,加熱時(shí)間為5至8分鐘,但不超過20分鐘。在冷卻至約95°C至 l〇〇°C之后,添加第二小劑量的α -淀粉酶并使液化繼續(xù)另外30至50分鐘,因此使液化得 到調(diào)整以便獲得D. Ε為4至6、優(yōu)選地為4至5的淀粉漿。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的液化使制備4至6、優(yōu)選地4至5的D. Ε成為可能,其中對寡糖(DPn) 的組成作了預(yù)微調(diào),以供后續(xù)的糖化使用。
[0024] -旦液化步驟結(jié)束,就進(jìn)行受控的抑制,使得僅對α -淀粉酶實(shí)施部分抑制。優(yōu)選 地,所述部分抑制在pH值為3. 5至4且溫度不高于100°C的條件下進(jìn)行。所述部分抑制在1 至10分鐘的時(shí)間段中進(jìn)行。殘余的(仍保持活性)α -淀粉酶進(jìn)一步用于后續(xù)的糖化步驟。 優(yōu)選地,殘余的α -淀粉酶對應(yīng)于在液化的第二次定量給料中所添加總量的5%至15%。最 后,殘余的α-淀粉酶對應(yīng)于在液化的第二次定量給料中所添加總量的7%至12%。與液 化期間添加的α-淀粉酶的實(shí)際總量(=劑量1+第二劑量)相比,殘余活性對應(yīng)于α-淀 粉酶總量的1 %至4%,優(yōu)選地1.4%至3%。
[0025] 優(yōu)選地,液化淀粉乳的糖化在存在α -淀粉酶、β -淀粉酶以及作為脫支酶的支鏈 淀粉酶的情況下進(jìn)行,其中所述糖化在存在步驟a)的液化中所施用的α-淀粉酶的殘余量 的情況下,在存在占液化中所施用的α -淀粉酶總量1 %至4%、或1. 4%至3%的殘余活性 的情況下發(fā)生。
[0026] 然后,通過添加 β -淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫支酶, 使糖化繼續(xù)進(jìn)行。優(yōu)選地添加支鏈淀粉酶。添加脫支酶使得能夠?qū)?,6_鍵水解,從而減 少高度支化的寡糖的量。優(yōu)選地,淀粉酶與脫支酶的比率為1 : 1至1 : 4。優(yōu)選地, β-淀粉酶與支鏈淀粉酶的比率為1 : 1至1 : 4。從1 : 1至1 : 5或甚至最多至1 : 10 的比率是本發(fā)明的一部分。優(yōu)選地,在施用支鏈淀粉酶作為脫支酶時(shí),β-淀粉酶與支鏈淀 粉酶的比率為1 : 2至1 : 4,并優(yōu)選地施用從1 : 3至1 : 4的較高上端。
[0027] 向至此已處理的淀粉乳中添加麥芽糖α -淀粉酶和/或異淀粉酶,添加時(shí)刻在總 糖化時(shí)間已過去約20至50 %時(shí),優(yōu)選地在總糖化時(shí)間已過去約25至35 %時(shí),優(yōu)選地在總 糖化時(shí)間已過去約25至30%時(shí)。麥芽糖α-淀粉酶是一種外切α-淀粉酶,其負(fù)責(zé)1, 4_ α-糖苷鍵的外切水解。異淀粉酶為脫支酶,其將1,6-鍵水解并減少逆產(chǎn)物的量。
[0028] 在典型過程中,總糖化時(shí)間為約16至30小時(shí),優(yōu)選20至24小時(shí),并且在總糖化 時(shí)間已過去7至8小時(shí)之后再添加麥芽糖α-淀粉酶和/或異淀粉酶。
[0029] 糖化因此繼續(xù)進(jìn)行,直至獲得富含麥芽糖的糖漿,該糖漿包含基于干物質(zhì)計(jì)至少 85 %、或至少87 %、至少90 %的麥芽糖,以及基于干物質(zhì)計(jì)少于1. 5 %、優(yōu)選地基于干物質(zhì) 計(jì)少于1 %的葡萄糖。
[0030] 更優(yōu)選地,進(jìn)行糖化以獲得富含麥芽糖的糖漿,使得該糖漿包含基于干物質(zhì)計(jì)至 少85 %的麥芽糖和基于干物質(zhì)計(jì)少于1. 5%的葡萄糖,優(yōu)選地基于干物質(zhì)計(jì)少于1 %的葡 萄糖,以及基于干物質(zhì)計(jì)少于10 %的DP3或少于10 %的聚合度為3或更高的聚合物(= DP3+),優(yōu)選地少于5 %的DP3+。甚至更優(yōu)選地,聚合度高于3的聚合物可忽略不計(jì),并且 聚合度為3的聚合物的量基于糖漿的干物質(zhì)計(jì)低于5%,更優(yōu)選地低于5%,最優(yōu)選地低于 1%。
[0031] 最后,在更臨近糖化步驟結(jié)束時(shí),添加補(bǔ)充的α -淀粉酶。該特定的低量可進(jìn)一步 改善后續(xù)的下游處理。α -淀粉酶在總糖化時(shí)間已過去約70至85%時(shí)添加,優(yōu)選地在總糖 化時(shí)間已過去約80至83%時(shí)添加。這可對應(yīng)于在糖化處理結(jié)束之前約4小時(shí)。
[0032] 本發(fā)明的方法使獲得麥芽糖含量非常高(=至少85%,或至少87%、至少90% ) 成為可能,而葡萄糖的含量低于1. 5%、DP3的量較低并且其中長鏈寡糖存量減少的產(chǎn)物。 DPn的組成與通常在液化和糖化之后所獲得的組成不同。特別地,在后續(xù)的糖化步驟中使用 殘余的α-淀粉酶并在糖化臨結(jié)束時(shí)進(jìn)一步添加 α-淀粉酶有助于改變DPn (寡糖)餾分 的組成。更高的寡糖(=鏈更長)的量減少。
[0033] 由此獲得的糖化糖漿可根據(jù)眾所周知的去礦化過程(例如通過施用離子交換樹 脂)進(jìn)行純化。作為另一種選擇,糖化糖漿可在預(yù)涂過濾器上濾過或通過膜微量過濾,然后 進(jìn)行去礦化過程。
[0034] 本發(fā)明還涉及含有麥芽糖的糖漿,該糖漿包含基于干物質(zhì)計(jì)至少85%的麥芽糖和 基于干物質(zhì)計(jì)少于1. 5%的葡萄糖,優(yōu)選地基于干物質(zhì)計(jì)少于1 %的葡萄糖,其干物質(zhì)含量 為25至75 %,優(yōu)選地30至65 %,更優(yōu)選地35至60 %,并且所述含有麥芽糖的糖漿通過本 發(fā)明的方法獲得。出人意料地,據(jù)發(fā)現(xiàn),通過施用本發(fā)明的方法無需另外的純化步驟便直接 獲得了具有以干物質(zhì)計(jì)的當(dāng)前組成的麥芽糖漿。
[0035] 優(yōu)選地,該糖漿含有基于干物質(zhì)計(jì)至少87%的麥芽糖、更優(yōu)選地至少89%、至少 90%的麥芽糖以及少于1%的葡萄糖。最后,該糖漿含有基于糖漿的干物質(zhì)計(jì)少于10%的 DP3,或優(yōu)選地少于10%的聚合度高于3的聚合物,更優(yōu)選地少于8%的DP3+(=聚合度為3 以及更高的寡糖)、甚至少于5%的DP3+。該糖漿具有的干物質(zhì)含量為25至75%,優(yōu)選地 30至65 %,更優(yōu)選地35至60 %。
[0036] 到目前為止已獲得了葡萄糖量較低而麥芽糖量較高(最高至80%),以及麥芽糖 含量非常高(最高至90% )且具有相當(dāng)量的殘余葡萄糖(5至7% )的糖漿。本發(fā)明已證 實(shí),通過根據(jù)本方法施用液化并如本發(fā)明的權(quán)利要求所述將所述液化與糖化步驟相結(jié)合, 能夠出人意料地獲得麥芽糖含量非常高(至少85% )且葡萄糖量較低(少于1. 5% )的麥 芽糖漿。并且最終DP3的含量也低,少于10%,優(yōu)選地少于5%。此外,從DP4開始的DPn 餾分具有顯著不同的組成,使得長鏈寡糖的量減少。該改變的組成使本發(fā)明的最終產(chǎn)物更 加穩(wěn)定,并且其是通過氫化作用制備麥芽糖醇的更好的前體。
[0037] 通過本發(fā)明的方法可獲得的這種富含麥芽糖的糖漿可用于食品應(yīng)用或工業(yè)應(yīng)用, 或者可用作麥芽糖醇的前體或結(jié)晶麥芽糖的前體或作為分子篩分法的進(jìn)料。
[0038] 作為麥芽糖醇的前體,去礦化的糖化糖漿可直接氫化以獲得富含麥芽糖醇的糖 漿。
[0039] 此外,富含麥芽糖的糖漿可作為分子篩分法的進(jìn)料底物施加,或者其可以直接結(jié) 晶以獲得結(jié)晶麥芽糖。
[0040] 下文將用以下實(shí)例的形式對本發(fā)明進(jìn)行舉例說明。
[0041] 實(shí)Μ
[0042] 實(shí)例 1
[0043] 液化
[0044] 在pH值調(diào)為5. 8 (± 1)并定量給料0· 08-0. 1 %的α -淀粉酶(Spezyme,杰能科公 司(Genencor))之后,使用噴射式蒸煮鍋在108°C下對干物質(zhì)含量介于27-35% ds(干物 質(zhì))之間的淀粉漿進(jìn)行液化。在8-15分鐘之后,通過常壓閃蒸使糊化溫度降至KKTC,然后 將漿液發(fā)送至152°C的第二個(gè)噴射式蒸煮鍋。在糊化5-8分鐘后,使?jié){液冷卻至100°C,并 添加第二劑量(〇. 025% )的相同α -淀粉酶,對該量進(jìn)行調(diào)節(jié)以便達(dá)到4-6的DE(目標(biāo)值 4. 5)。
[0045] 在攪拌塔上于100°C下反應(yīng)30-50分鐘之后,在100°C下將液化產(chǎn)物的pH調(diào)節(jié)為 3_4(目標(biāo)值3. 5-4),保持最多10分鐘,以抑制部分α-淀粉酶。在該處理后,作為第二劑 量添加的α -淀粉酶的7至10%得以維持。
[0046] 實(shí)例 2
[0047] 糖化-配方1
[0048] 使用實(shí)例1的產(chǎn)物。在存在殘余α -淀粉酶和〇· 1 %的β -淀粉酶(Optimalt 131^,杰能科公司(6611611(3〇1'))以及0.4%的支鏈淀粉酶(?1'〇1]1〇271116 02,諾維信公司 (Novozyme))的情況下,于pH 4. 8-5.0開始糖化。在反應(yīng)7-8小時(shí)之后,添加0.02%的麥 芽糖ct-淀粉酶(Maltogenase,諾維信公司(Novozyme))。
[0049] 在卸空糖化裝置之前至少4小時(shí),添加0. 1-0. 2%的α -淀粉酶(Liquozyme X,諾 維信公司(Novozyme))。在24-30小時(shí)的總糖化時(shí)間之后,獲得了下列組成:葡萄糖< 1%, 麥芽糖(=DP2)85-87%,DP3(=聚合度為3的寡糖)7-10%,DP4+(聚合度為4或更高的 寡糖)< 5%。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于制備含有麥芽糖的糖漿的方法,包括如下連續(xù)步驟: a) 進(jìn)行淀粉乳的液化; b) 在存在α -淀粉酶、β -淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫支酶 的情況下,進(jìn)行所述液化淀粉乳的糖化; c) 進(jìn)一步添加麥芽糖α -淀粉酶和/或異淀粉酶,以獲得含有麥芽糖的糖漿,所述糖漿 含有基于干物質(zhì)計(jì)至少85%的麥芽糖和基于干物質(zhì)計(jì)少于1. 5%的葡萄糖;并且 其中在步驟b)中,所述糖化在存在步驟a)的所述液化中所施用的α-淀粉酶的殘余 量的情況下,優(yōu)選地在存在占所述液化中所施用的α -淀粉酶總量的1 %至4%的殘余活性 的情況下發(fā)生。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中在步驟b)中β-淀粉酶與脫支酶的比率為1 : 1 至 1 : 4。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中在步驟b)中所述脫支酶為支鏈淀粉酶。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其中在步驟a)中發(fā)生所述液化,直到D.E 不大于6為止。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法,其中在步驟c)中麥芽糖α-淀粉酶和/ 或異淀粉酶的所述添加發(fā)生在所述總糖化時(shí)間已過去約20至50%時(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法,其中在步驟c)之后添加補(bǔ)充的α -淀粉 酶。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中所述α -淀粉酶在總糖化時(shí)間已過去約70至85% 時(shí)添加。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法,其中在步驟c)中所述含有麥芽糖的糖漿 包含基于干物質(zhì)計(jì)至少85 %的麥芽糖和基于干物質(zhì)計(jì)少于1. 5 %的葡萄糖以及基于干物 質(zhì)計(jì)少于10%的DP3。
9. 一種含有麥芽糖的糖漿,其包含基于干物質(zhì)計(jì)至少85%的麥芽糖和基于干物質(zhì)計(jì) 少于1. 5%的葡萄糖,其干物質(zhì)含量為25至75%,并且所述含有麥芽糖的糖漿通過根據(jù)權(quán) 利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法獲得。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的含有麥芽糖的糖漿,其中所述糖漿含有基于干物質(zhì)計(jì)少于 10_DP3。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的含有麥芽糖的糖漿,其中所述糖漿含有基于干物質(zhì)計(jì) 至少89 %的麥芽糖。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的含有麥芽糖的糖漿,其中所述糖漿含有基于 干物質(zhì)計(jì)少于1%的葡萄糖。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的含有麥芽糖的糖漿,其中所述糖漿含有基于 干物質(zhì)計(jì)少于5%的DP3。
【文檔編號】C12P19/12GK104093849SQ201380007139
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月31日
【發(fā)明者】T.富爾蘭, L.納塔羅尼, P.托羅梅利 申請人:卡吉爾公司
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