一種高效分步液化高濃度玉米淀粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于淀粉制糖加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效分步液化高濃度玉米淀粉的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]淀粉糖是我國(guó)食品工業(yè)的重要原料，是人們?nèi)粘ＯM(fèi)食糖的有益補(bǔ)充。我國(guó)玉米資源豐富，占世界第二位，玉米的增產(chǎn)為發(fā)展淀粉糖提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。然而我國(guó)的淀粉糖價(jià)格高于蔗糖，價(jià)格高的主要因素一方面是玉米價(jià)格因素，而更重要的是我國(guó)玉米深加工只停留在傳統(tǒng)簡(jiǎn)單技術(shù)的生產(chǎn)基礎(chǔ)，只有采用高新技術(shù)才能進(jìn)一步提高淀粉糖類產(chǎn)品的質(zhì)量，大幅度降低成本，才能使我國(guó)的淀粉糖在國(guó)內(nèi)外有發(fā)展的余地。所以為了降低淀粉糖的生產(chǎn)成本，最有效的途徑之一是提高淀粉的初始濃度，減少淀粉乳中的初始水分含量，使糖化液中固形物含量增加，所需蒸發(fā)水量減少。而高濃度玉米淀粉液化是生產(chǎn)淀粉糖至關(guān)重要的一步，直接關(guān)系產(chǎn)品的成本與品質(zhì)。
[0003]利用可控酶解技術(shù)開(kāi)發(fā)玉米淀粉糖類產(chǎn)品時(shí)，所面臨的最大技術(shù)問(wèn)題即為玉米淀粉糊化的粘度很大、液化度過(guò)低、生產(chǎn)水耗大。玉米粉含有豐富的淀粉，就淀粉組成而言，它的直鏈淀粉較高。所以玉米淀粉多用于制藥或制作糊精葡萄糖等。現(xiàn)代制糖工業(yè)一般采用酶法制備淀粉糖，其米用的一般是耐尚溫α -淀粉酶，其最適宜酶解溫度在90°C左右，在玉米淀粉升溫的過(guò)程中，玉米淀粉達(dá)到70°C以后會(huì)產(chǎn)生糊化現(xiàn)象，使溶液呈膏狀，粘度大，攪拌困難，因此當(dāng)今制糖工業(yè)制糖濃度很低，產(chǎn)品形態(tài)以液態(tài)為主，其生產(chǎn)動(dòng)力耗能多，水耗多，儲(chǔ)運(yùn)困難，這些嚴(yán)重制約了我國(guó)制糖工業(yè)的發(fā)展。
[0004]本發(fā)明突破高濃度淀粉生物酶法液化的這個(gè)技術(shù)瓶頸，解決了初始濃度由25?35%，提高到50%以上，在加溫糊化過(guò)程中，由于濃度高淀粉糊粘度會(huì)非常大，很難攪拌與混合均勻，受熱不均勻?qū)е虏糠值矸劾匣?，阻礙下一步糖化反應(yīng)等諸多問(wèn)題。本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有液化酶反應(yīng)條件的基礎(chǔ)上，采取分步協(xié)同液化法，解決了直接用耐高溫α -淀粉酶液化高濃度玉米淀粉由于淀粉吸水膨脹在加熱糊化、液化過(guò)程中，淀粉糊的粘度會(huì)過(guò)大，很難攪拌與混合均勻，反應(yīng)很困難，最終導(dǎo)致淀粉老化阻礙下一步糖化反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)解決了僅用中溫α -淀粉酶液化高濃度玉米淀粉反應(yīng)效率過(guò)低，大部分淀粉還沒(méi)有形成糊精、多糖等問(wèn)題，嚴(yán)重影響下一步反應(yīng)進(jìn)行，影響產(chǎn)品的品質(zhì)。采用兩種酶分步協(xié)同液化法液化高濃度玉米淀粉效果更佳，成本更低。液化底物不用進(jìn)行前處理，降低了生產(chǎn)成本，為工廠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供有力支撐。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)是以兩種液化酶酶分步液化為核心技術(shù)，通過(guò)單因素和響應(yīng)面分析優(yōu)化出最佳的反應(yīng)條件，解決了高濃度淀粉生物酶法液化的這個(gè)技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是提供一種高效分步液化高濃度玉米淀粉的方法，并優(yōu)化該酶系的反應(yīng)條件，最終解決了僅用生物酶法液化高濃度玉米淀粉問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種高效分步液化高濃度玉米淀粉乳的方法，其特征在于，以市售的玉米淀粉調(diào)配制成初始質(zhì)量濃度以干基計(jì)為40%?65%的高濃度玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，經(jīng)過(guò)淀粉調(diào)漿、兩種液化酶分步液化酶系的酶解過(guò)程，獲得高濃度玉米淀粉乳液化液。
[0009]上述方法中，所述的調(diào)漿過(guò)程，是將常見(jiàn)市售的玉米淀粉用去離子水、純凈水、蒸餾水中任意一種稱量配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%?65%的高濃度玉米淀粉乳，用渦流混合器或電動(dòng)攪拌器使淀粉乳均勻、穩(wěn)定，用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)淀粉乳的pH在5.0?6.0之間；
[0010]上述方法中，所述的第一次中溫淀粉酶液化過(guò)程，是向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α-淀粉酶以干基計(jì):6?28U/g淀粉，濃度為O?0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為65?75°C的條件下液化15?30min ；
[0011]上述方法中，所述的第二次耐高溫淀粉酶液化過(guò)程，是將第一次中溫α -淀粉酶液化后的液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):8-30U/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為82?96°C的條件下液化14?25min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值在10?28之間，可以作為下一步糖化工藝反應(yīng)底物。
[0012]上述方法中，是利用中溫α -淀粉酶和耐高溫α -淀粉酶兩種酶作為液化酶，優(yōu)化分步液化酶系的最佳反應(yīng)條件，使其能高效液化高濃度玉米淀粉乳。
[0013]進(jìn)一步，中溫α -淀粉酶的用量?jī)?yōu)選以干基計(jì)10_15u/g。耐高溫α-淀粉酶的用量?jī)?yōu)選以干基計(jì)8_14u/g。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
[0015]用去離子水配置成50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，用渦流混合器調(diào)漿均勻后調(diào)節(jié)PH為5.8，向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，濃度為0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為70°C的條件下液化23min，將液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為94°C的條件下液化19min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值為26.59。
[0016]實(shí)施例2
[0017]用去離子水配置成55%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，用渦流混合器調(diào)漿均勻后調(diào)節(jié)PH為5.5，向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α -淀粉酶以干基計(jì):14u/g淀粉，濃度為0.15%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為70°C的條件下液化23min，將液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):10u/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為92°C的條件下液化20min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值為24.99。
[0018]實(shí)施例3
[0019]用去離子水配置成60%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，用渦流混合器調(diào)漿均勻后調(diào)節(jié)PH為5.5，向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α -淀粉酶以干基計(jì):14u/g淀粉，濃度為0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為72°C的條件下液化24min，將液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為94°C的條件下液化20min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值為26.78。
[0020]實(shí)施例4
[0021]用去離子水配置成50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，用渦流混合器調(diào)漿均勻后調(diào)節(jié)PH為6，向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α -淀粉酶以干基計(jì):13u/g淀粉，濃度為0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為70°C的條件下液化22min，將液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為90°C的條件下液化18min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值為23.59。
[0022]實(shí)施例5
[0023]用去離子水配置成50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，用渦流混合器調(diào)漿均勻后調(diào)節(jié)PH為5.8，向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α -淀粉酶以干基計(jì):14u/g淀粉，濃度為0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為70°C的條件下液化20min，將液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為92°C的條件下液化19min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值為25.13。
[0024]實(shí)施例6
[0025]用去離子水配置成50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，用渦流混合器調(diào)漿均勻后調(diào)節(jié)PH為5.5，向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，濃度為0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為70°C的條件下液化20min，將液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為94°C的條件下液化18min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值為24.30。
[0026]實(shí)施例7
[0027]用去離子水配置成50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，用渦流混合器調(diào)漿均勻后調(diào)節(jié)PH為5.8，向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α -淀粉酶以干基計(jì):10u/g淀粉，濃度為0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為70°C的條件下液化18min，將液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):10u/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為92°C的條件下液化15min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值為22.92。
[0028]實(shí)施例8
[0029]用去離子水配置成55%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，用渦流混合器調(diào)漿均勻后調(diào)節(jié)PH為5.8，向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，濃度為0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為70°C的條件下液化18min，將液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):12u/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為94°C的條件下液化16min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值為24.92。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效分步液化高濃度玉米淀粉的方法，其特征在于，以市售的玉米淀粉調(diào)配制成初始質(zhì)量濃度以干基計(jì)為40%?65%的高濃度玉米淀粉乳為反應(yīng)底物，經(jīng)過(guò)淀粉調(diào)漿、兩種液化酶分步液化酶系的酶解過(guò)程，獲得高濃度玉米淀粉乳液化液； 1)所述的調(diào)漿過(guò)程，是將常見(jiàn)市售的玉米淀粉用去離子水、純凈水、蒸餾水中任意一種稱量配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%?65%的高濃度玉米淀粉乳，用渦流混合器或電動(dòng)攪拌器使淀粉乳均勻、穩(wěn)定，用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)淀粉乳的pH在5.0?6.0之間； 2)所述的第一次中溫淀粉酶液化過(guò)程，是向調(diào)漿均勻的淀粉乳中加入中溫α-淀粉酶以干基計(jì):6?28U/g淀粉，濃度為O?0.2%無(wú)水氯化鈣，混合均勻后在液化溫度為65?75°C的條件下液化15?30min ； 3)所述的第二次耐高溫淀粉酶液化過(guò)程，是將第一次中溫α-淀粉酶液化后的液化液再加入耐高溫α -淀粉酶以干基計(jì):8-30U/g淀粉，混合均勻后在液化溫度為82?96°C的條件下液化14?25min，獲得高濃度玉米淀粉液化液，其DE值在10?28之間，可以作為下一步糖化工藝反應(yīng)底物。2.如權(quán)利要求1所述的一種高效分步液化高濃度玉米淀粉的方法，其特征在于:利用中溫α-淀粉酶和耐高溫α-淀粉酶兩種酶作為液化酶，優(yōu)化分步液化酶系的最佳反應(yīng)條件，使其能高效液化高濃度玉米淀粉乳。3.如權(quán)利要求1所述的一種高效分步液化高濃度玉米淀粉的方法，其特征在于:中溫α -淀粉酶的用量?jī)?yōu)選以干基計(jì)10?15u/g。4.如權(quán)利要求1所述的一種高效分步液化高濃度玉米淀粉的方法，其特征在于:耐高溫α -淀粉酶的用量?jī)?yōu)選以干基計(jì)8?14u/g。
【專利摘要】本發(fā)明屬于淀粉制糖加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效分步液化高濃度玉米淀粉的方法。本發(fā)明是以中溫α-淀粉酶，耐高溫α-淀粉酶兩種酶分步液化高濃度玉米淀粉乳為核心技術(shù)，解決了高濃度玉米淀粉生物酶法液化的這個(gè)技術(shù)瓶頸。通過(guò)該方法液化產(chǎn)物的DE值在10～28之間，為下一步高濃度玉米淀粉糖化工藝提供可行的方法。通過(guò)單因素和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)分析優(yōu)化出最佳的反應(yīng)條件，中溫α-淀粉酶的用量?jī)?yōu)選以干基計(jì)12～14u/g，耐高溫α-淀粉酶的用量?jī)?yōu)選以干基計(jì)10～12u/g。
【IPC分類】C12P19/14
【公開(kāi)號(hào)】CN104911234
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510296585
【發(fā)明人】張鳴鏑, 趙駿倢, 林松毅, 劉靜波, 黃延軍
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月2日