一種環(huán)糊精的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)糊精的制備方法，屬于糖化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)糊精(Cyclodextrin，簡(jiǎn)稱⑶)是直鏈淀粉在由芽孢桿菌產(chǎn)生的環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下生成的一系列環(huán)狀低聚糖的總稱，通常含有6?12個(gè)D-吡喃葡萄糖單元。其中研宄得較多并且具有重要實(shí)際意義的是含有6、7、8個(gè)葡萄糖單元的分子，分別稱為α、β、Y環(huán)糊精。根據(jù)X-線晶體衍射、紅外光譜和核磁共振波譜分析的結(jié)果，確定構(gòu)成環(huán)糊精分子的每個(gè)D(+)_吡喃葡萄糖都是椅式構(gòu)象。各葡萄糖單元均以1，4_糖苷鍵結(jié)合成環(huán)。由于連接葡萄糖單元的糖苷鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，環(huán)糊精不是圓筒狀分子而是略呈錐形的圓環(huán)。
[0003]環(huán)糊精分子具有中空的圓筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部疏水、外部親水，可將許多化學(xué)物質(zhì)包接在其環(huán)形空隙里，從而改變這些被包接物質(zhì)的溶解度、揮發(fā)性及化學(xué)反應(yīng)性能等理化性質(zhì)，因而在食品、醫(yī)藥、化學(xué)、農(nóng)業(yè)、分析化學(xué)以及環(huán)保等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0004]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1850867A(申請(qǐng)?zhí)?00610042878.7)公開了一種用淀粉直接制備麥芽糖基-β-環(huán)糊精的方法，本發(fā)明的特點(diǎn)是在同一反應(yīng)器中利用不同生物酶的不同特性，將淀粉轉(zhuǎn)化為β -環(huán)糊精和麥芽糖，并使其具適當(dāng)?shù)呐浔龋倮闷蒸斔{(lán)酶將麥芽糖和β -環(huán)糊精以α -1-6糖苷鍵相連，得到麥芽糖基-環(huán)糊精。
[0005]正如上述專利文獻(xiàn)中記載的方法，目前工業(yè)中大量制備和廣泛應(yīng)用的是β -環(huán)糊精，但是環(huán)糊精水溶性不好導(dǎo)致其使用范圍較為狹窄，α和Y-環(huán)糊精水溶性好，用途廣泛，但是其生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，市場(chǎng)價(jià)格較高。
[0006]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103243140A(申請(qǐng)?zhí)?01310139121.X)公開了一種復(fù)合環(huán)糊精的制備方法，其以玉米淀粉為底物，采用天野酶制劑公司的環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶(CGTase)，催化淀粉制備復(fù)合環(huán)糊精。本發(fā)明所涉及的復(fù)合環(huán)糊精包含α-、β-、γ-環(huán)糊精混合物及麥芽低聚糖，四種成分的比例隨制備工藝調(diào)整可以發(fā)生相應(yīng)的變化。
[0007]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102936299A(申請(qǐng)?zhí)?01210525470.0)公開了一種γ_環(huán)糊精的制備方法，所述方法包括:按照12-18%的質(zhì)量百分濃度進(jìn)行淀粉調(diào)漿，在80-90°C的溫度下攪拌15-20分鐘；然后按照每克淀粉150-200單位的濃度加入CGT酶、加體積占淀粉質(zhì)量15-20%的有機(jī)溶液，充分混合后在60-70°C的溫度條件下反應(yīng)4-5個(gè)小時(shí)；按照每克淀粉補(bǔ)加500-600個(gè)單位CGT酶的量加入CGT酶，加入占淀粉體積25-30%的有機(jī)溶劑，以及占反應(yīng)液質(zhì)量2-3%的甘草酸，充分反應(yīng)8-9小時(shí)；回收有機(jī)溶劑和分離出甘草酸，然后結(jié)晶得到環(huán)糊精。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種環(huán)糊精的制備方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種環(huán)糊精的制備方法，包括如下步驟:
[0011](I)向淀粉中加水調(diào)淀粉漿的質(zhì)量濃度至15%?25%，溫度60?70°C，pH至5.5?6.5，制得淀粉漿；
[0012](2)向步驟⑴制得的淀粉漿中加入α -淀粉酶、葡萄糖苷酶和普魯蘭酶，α -淀粉酶的加入量為每克淀粉加入5?10U，葡萄糖苷酶的加入量為500?1500U每克干淀粉，普魯蘭酶的加入量為每克淀粉加入5?15U，保溫反應(yīng)2.5?3.5h，然后加入環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的加入量為每克淀粉加入10?30U，在溫度50?60°C的條件下，反應(yīng)2?3h，終止反應(yīng)，制得環(huán)糊精料液；
[0013](3)向步驟(2)制得的環(huán)糊精料液中加入α-淀粉酶、葡萄糖苷酶和普魯蘭酶，α -淀粉酶的加入量為每克淀粉加入1.3?3.5U，葡萄糖苷酶的加入量為每克淀粉加入50?120U，普魯蘭酶的加入量為每克淀粉加入2?3U，在溫度60?70°C、pH 5.5?6.5的條件下，反應(yīng)1.5?2h，制得環(huán)糊精粗液；
[0014](4)向步驟(3)制得的環(huán)糊精粗液中加入絮凝劑和活性炭進(jìn)行脫色，然后經(jīng)離交、納濾膜過(guò)濾，制得環(huán)糊精純化液；
[0015](5)將步驟(4)制得的環(huán)糊精純化液經(jīng)濃縮、干燥，制得環(huán)糊精。
[0016]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟⑴中的淀粉選自玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉或馬鈴薯淀粉；進(jìn)一步優(yōu)選的，淀粉選自木薯淀粉。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(2)的終止反應(yīng)條件為:加熱至145?150°C，保持10?15分鐘。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(4)中脫色步驟如下:
[0019]向步驟(3)制得的環(huán)糊精粗液中加入聚氯化鋁，添加量為20?30mg/L，靜置保溫30?40min，然后按質(zhì)量百分比4?5%的比例加入活性炭，攪拌30?40min，經(jīng)過(guò)濾，即得。
[0020]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的過(guò)濾采用板框過(guò)濾，過(guò)濾壓力0.5Mpa，水流量3.5 ?4.5t/ho
[0021]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(4)中離交為采用連續(xù)離子交換系統(tǒng)進(jìn)行處理，離交后料液透光率多98 %。處理后的料液清澈透明，無(wú)異味。
[0022]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟⑷中納濾膜過(guò)濾的濾膜孔徑為0.004?0.0lym,過(guò)濾壓力為5?10MP。在壓力的作用下，葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖等小分子分離出來(lái)，可以濃縮后作為普通糖漿進(jìn)行銷售。
[0023]上述α -淀粉酶、葡萄糖苷酶、普魯蘭酶和環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶均為本領(lǐng)域常用酶試劑，可市場(chǎng)購(gòu)得。
[0024]有益效果
[0025]1、本發(fā)明采用α-淀粉酶、葡萄糖苷酶和普魯蘭酶對(duì)淀粉進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)對(duì)加酶量和反應(yīng)時(shí)間的控制，控制淀粉水解程度，利于后續(xù)的葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的轉(zhuǎn)化反應(yīng)制備環(huán)糊精；
[0026]2、本發(fā)明在不使用有機(jī)溶劑的條件下，使反應(yīng)產(chǎn)物中環(huán)糊精中α和Y-環(huán)糊精的比例大大提高，而環(huán)糊精的含量則相對(duì)較少，大大提高了環(huán)糊精的應(yīng)用范圍和應(yīng)用效果;
[0027]3、本發(fā)明采用膜分離技術(shù)將環(huán)糊精與其它葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖等小分子分離，葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖等小分子可以作為葡萄糖的淀粉糖漿進(jìn)行銷售，分離工藝簡(jiǎn)單，大大降低了環(huán)糊精的生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明所保護(hù)范圍不限于此。
[0029]原料來(lái)源
[0030]α -淀粉酶購(gòu)自杰能科公司，酶活為酶活20000U/mL ；
[0031]葡萄糖苷酶購(gòu)自江蘇銳陽(yáng)生物科技有限公司，酶活為3萬(wàn)U/g ;
[0032]普魯蘭酶購(gòu)自杰能科公司，酶活為1000ASPU/ml ；
[0033]環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶購(gòu)自天野酶制劑公司，活力600U/ml。
[0034]實(shí)施例1
[0035]一種環(huán)糊精的制備方法，包括如下步驟:
[0036](I)向木薯淀粉中加水調(diào)淀粉漿的質(zhì)量濃度至15%，溫度60°C，pH至5.5，制得淀粉楽.;
[0037](2)向步驟⑴制得的淀粉漿中加入α -淀粉酶、葡萄糖苷酶和普魯蘭酶，α _淀粉酶的加入量為每克淀粉加入5U，葡萄糖苷酶的加入量為每克淀粉加入500U，普魯蘭酶的加入量為每克淀粉加入5U，保溫反應(yīng)2.5，然后加入環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的加入量為每克淀粉加入10U，在溫度50°C的條件下，反應(yīng)2h，終止反應(yīng)，制得環(huán)糊精料液；
[0038](3)向步驟⑵制得的環(huán)糊精料液中加入α-淀粉酶、葡萄糖苷酶和普魯蘭酶，α -淀粉酶的加入量為每克淀粉加入1.3U，葡萄糖苷酶的加入量為每克淀粉加入50U，普魯蘭酶的加入量為每克淀粉加入2U，在溫度60°C、pH 5.5的條件下，反應(yīng)1.5h，制得環(huán)糊精粗液；
[0039](4)向步驟(3)制得的環(huán)糊精粗液中加入聚氯化鋁，添加量為20mg/L，靜置保溫30min，然后按質(zhì)量百分比4 %的比例加入活性炭，攪拌30min，經(jīng)板框過(guò)濾，過(guò)濾壓力0.5Mpa，水流量3.5t/h，然后采用連續(xù)離子交換系統(tǒng)進(jìn)行離交處理，離交后料液透光率^ 98% ;然后采用孔徑為0.004 μ m的納濾膜在過(guò)濾壓力為5MP的條件下過(guò)濾，制得環(huán)糊精純化液；
[0040](5)將步驟(4)制得的環(huán)糊精純化液經(jīng)濃縮、干燥，制得環(huán)糊精。
[0041]所述步驟(2)的終止反應(yīng)條件為:加熱至145°C，保持10分鐘。
[0042]經(jīng)檢測(cè)，環(huán)糊精中，α -環(huán)糊精質(zhì)量含量45%，γ _環(huán)糊精質(zhì)量含量50%，β -環(huán)糊精質(zhì)量含量5%。
[0043]實(shí)施例2
[0044]一種環(huán)糊精的制備方法，包括如下步驟:
[0045](I)向木薯淀粉中加水調(diào)淀粉漿的質(zhì)量濃度至25%，溫度70°C，pH至6.5，制得淀粉楽.;
[0046](2)向步驟(I)制得的淀粉漿中加入α _淀粉酶、葡萄糖苷酶和普魯蘭酶，α -淀粉酶的加入量為每克淀粉加入10U，葡萄糖苷酶的加入量為每克淀粉加入1500U，普魯蘭酶的加入量為每克淀粉加入15U，保溫反應(yīng)3.5h，然后加入環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的加入量為每克淀粉加入15U，在溫度60°C的條件下，反應(yīng)3h，終止反應(yīng)，制得環(huán)糊精料液；
[0047](3)向步驟(2)制得的環(huán)糊精料液中加入α-淀粉酶、葡萄糖苷酶和普魯蘭酶，α -淀粉酶的加入量為每克淀粉加入3.5U，葡萄糖苷酶的加入量為每克淀粉加入120U，普魯蘭酶的加入量為每克淀粉加入3U，在溫度70°C、pH 6.5的條件下，反應(yīng)2h，制得環(huán)糊精粗液；
[0048](4)向步驟(3)制得的環(huán)糊精粗液中加入聚氯化鋁，添加量為30mg/L，靜置保溫40min，然后按質(zhì)量百分比5 %的比例加入活性炭，攪拌40min，經(jīng)板框過(guò)濾，過(guò)濾