CN107604031A

CN107604031A - 小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法

Info

Publication number: CN107604031A
Application number: CN201710838166.4A
Authority: CN
Inventors: 王许东; 张新武; 王章存; 张子峰
Original assignee: ZHENGZHOU XINWEI NUTRIENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHENGZHOU XINWEI NUTRIENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: CN107604031B

Abstract

本发明涉及一种以小麦面粉为原料的小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，主要包括以下步骤：将面粉与水按一定比例调浆后，依次加入碱性蛋白酶、复合蛋白酶，分别保温酶解一定时间，再通过离心方法将酶解后产生的小麦低聚肽和淀粉成分分开；低聚肽经浓缩、干燥得粉状产品；淀粉再用淀粉酶水解、脱色、浓缩、干燥得小麦淀粉糖产品。本发明与传统的分别以谷朊粉和小麦淀粉为原料的小麦低聚肽和淀粉糖生产方法相比，省去了单独生产淀粉和谷朊粉的工艺，减少设备投资，显著提高生产效率，同时大大减少水的用量和废水排放，具有较高的经济和社会效益。

Description

小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法

技术领域

本发明属于小麦面粉深加工技术领域，具体涉及用作食品、饲料原料的小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法。

背景技术

小麦深加工是目前小麦资源转化的重要课题。小麦面粉除用于制作面制食品外，还可通过适当方法将其淀粉和蛋白质分离，谷朊粉即是小麦蛋白常用的商品名称。小麦淀粉糖是将小麦淀粉经过酶解而产生的淀粉降解产物，可用于饮料、冷冻食品、糖果、麦片、乳制品、保健品等行业，还可应用于纺织、日化、医药生产中，具有广阔的市场需求。谷朊粉含有丰富的谷氨酰胺，谷氨酰胺具有多种生理功能，如促进细胞***、加快小肠绒毛膜的发育、调节蛋白的合成，刺激生长激素的分泌、提高免疫功能等，是人体和动物机体的条件性必需氨基酸。在创伤、病变和高强度运动时，人体更是需要大量的谷氨酰胺。通过蛋白酶水解可以生成具有多种生物活性的低聚肽（即活性肽），不仅在食品和保健食品领域有广泛用途，也可大量用于动物营养，市场前景广阔。

目前小麦淀粉糖的生产是以纯淀粉为原料，经过高温液化、糖化、脱色、浓缩、干燥等步骤。小麦低聚肽的生产也是以高纯度的小麦蛋白（又叫谷朊粉，蛋白含量80%）为原料，通过加入不同蛋白酶水解，将蛋白质大分子降解为不同长短的小分子（即低聚肽）。而生产小麦淀粉和小麦蛋白的过程需要较长的工艺路线和生产设备、且消耗大量的水（目前的技术水平是每生产一吨淀粉需要7～10吨水）并产生大量的废水，造成严重的环境污染，而且，淀粉和谷朊粉的干燥过程需要消耗大量的能量。

因此，以纯淀粉和纯小麦蛋白（谷朊粉）为原料分别生产淀粉糖和小麦低聚肽需要较大的生产场地、较高的设备投资、额外高的能耗、大量的水和环境污染等。

发明内容

针对以上问题，本发明直接以小麦面粉为原料，根据面粉主要成分—淀粉和蛋白质的含量、结构特点、物化性质等，采取先用蛋白酶水解生产低聚肽，经离心分离后，再用淀粉酶水解淀粉生成淀粉糖，实现两种产品的联合生产。与目前先用面粉生产小麦淀粉和小麦蛋白后再分别酶解生产淀粉糖和小麦肽的方法有显著差异。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

设计一种小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，主要包括以下步骤：

（1）调浆：将面粉按料水重量比1:4～6加入到40～55℃的温水中，并用2 mol/L的氢氧化钠溶液调整料液pH至7.5～8.5；

（2）一次酶解：按面粉重量的0.03～0.08%加入碱性蛋白酶，保温反应3.5～5.0小时。所用碱性蛋白酶的活力优选为30万U/g；

（3）二次酶解：按面粉重量的0.02～0.05%加入复合蛋白酶，继续反应1.5～2.5小时。所述复合蛋白酶的活力优选为10万U/g。

（4）离心分离：优选用卧螺离心机将上述物料分离，上清液为蛋白质酶解产物低聚肽，沉淀物为淀粉；

（5）浓缩和干燥：所得低聚肽经浓缩到固形物含量为35～45wt%后喷雾干燥，得到小麦低聚肽粉状产品；

（6）三次酶解：将分离所得淀粉部分加水调整到固形物含量20～25%，升温至85～92℃，再按原面粉重量0.05～0.10%加入高温α-淀粉酶，反应3.5～5.0小时，得糖液。

（7）脱色和浓缩：按原面粉质量的0.5%～0.8%加入糖用活性炭，在75～80℃下搅拌30min，板框压滤，得到澄清糖液，再经二效蒸发浓缩到含量为50～60wt%，喷雾干燥得淀粉糖产品，或直接浓缩到73～75%浓度得到淀粉糖浆。

与现有技术相比，本发明具有以下积极有益的技术效果：

本发明方法直接以小麦面粉为原料，合理配置生产工艺步骤及工艺参数，克服了传统生产方法的技术缺陷，采用生物催化集成技术联产小麦低聚肽和小麦淀粉糖，与传统的分别以谷朊粉和小麦淀粉为原料的生产方法有本质区别，主要体现在：

（1）省去了单纯生产小麦淀粉和谷朊粉的过程，简化了生产工艺流程，经过长期的实践研究，优化了工艺参数，可大大减少设备投资、缩短生产周期。

（2）巧妙的采用离心方法将小麦低聚肽与淀粉分离，可以实现连续化生产，提高生产效率（与压滤法比较）；有利于提高生产效率和经济效益。

（3）生产过程大大减少80%以上水的用量和排放，有利于减少环境污染，实现绿色化生产。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的试验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料（如酶类试剂等），如无特殊说明，均为市售原料。

实施例1：一种小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，包括以下步骤，

（1）调浆：将面粉按料水重量比1:5加入到45℃的温水中，搅拌均匀后，用2mol/L的氢氧化钠溶液调整物料pH至8.0；

（2）一次酶解：搅拌条件下，按面粉重量的0.06%加入碱性蛋白酶（丹麦诺维信公司生产，30万U/g），保温反应4小时；

（3）二次酶解：再按面粉重量的0.04%加入Protamex复合蛋白酶（丹麦诺维信公司生产，10万U/g），继续反应2.0小时；

（4）离心分离：经过上述酶解过程后，物料中的小麦蛋白转化为低分子的小肽（即低聚肽），使其在水中的溶解性大大增强，而小麦中的淀粉仍然保持其大分子状态，比重较大；此时，用两相卧螺离心机可以将两种成分有效分离，分别得到小麦低聚肽（轻相）和淀粉（重相）两部分物料；

（5）浓缩和干燥：采用两效蒸发器将所得轻相物料浓缩到固形物含量为45wt%后喷雾干燥，得到小麦低聚肽粉状产品，经检测其中肽含量大于80%；

（6）三次酶解：将所得重相物料加水调整到固形物含量23wt%，调整温度至89℃，再按面粉重量的0.08%加入高温α-淀粉酶（济南德美生物技术有限公司生产，2万U/g），搅拌条件下反应4.5小时；

（7）脱色：按面粉重量的0.7%加入糖用活性炭进行脱色、压滤（板框压滤机）得到澄清糖液，再经多效蒸发浓缩到含量为60wt%，喷雾干燥得淀粉糖产品，经检测，其中淀粉糖含量大于89%（以干基为基数）。

实施例2：一种小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，包括以下步骤，

（1）调浆：将面粉按料水重量比1:6加入到55℃的温水中，搅拌均匀后，用2mol/L的氢氧化钠溶液调整物料pH至8.5；

（2）一次酶解：搅拌条件下，按面粉重量的0.08%加入碱性蛋白酶（30万U/g），保温反应5小时；

（3）二次酶解：再按面粉重量的0.05%加入复合蛋白酶（10万U/g），继续反应2.5小时；

（5）浓缩和干燥：采用三效蒸发器将所得轻相物料浓缩到固形物含量为35wt%后喷雾干燥，得到小麦低聚肽粉状产品，经检测其中肽含量大于81.2%；

（6）三次酶解：将所得重相物料加水调整到固形物含量25wt%，调整温度至92℃，再按面粉重量的0.10%加入高温α-淀粉酶（2万U/g），搅拌条件下反应5.0小时；

（7）脱色：按面粉重量的0.8%加入糖用活性炭进行脱色、压滤（板框压滤机）得到澄清糖液，再经多效蒸发浓缩到含量为50wt%，喷雾干燥得淀粉糖产品，经检测，其中淀粉糖含量大于88%（以干基为基数）。

实施例3：一种小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，包括以下步骤，

（1）调浆：将面粉按料水重量比1:4加入到40℃的温水中，搅拌均匀后，用2mol/L的氢氧化钠溶液调整物料pH至7.5；

（2）一次酶解：搅拌条件下，按面粉重量的0.03%加入碱性蛋白酶（30万U/g），保温反应3.5小时；

（3）二次酶解：再按面粉重量的0.02%加入复合蛋白酶（10万U/g），继续反应1.5小时；

（5）浓缩和干燥：采用两效蒸发器将所得轻相物料浓缩到固形物含量为40wt%后喷雾干燥，得到小麦低聚肽粉状产品，经检测其中肽含量大于80.9%；

（6）三次酶解：将所得重相物料加水调整到固形物含量20wt%，调整温度至85℃，再按面粉重量的0.05%加入高温α-淀粉酶（2万U/g），搅拌条件下反应3.5小时；

（7）脱色：按面粉重量的0.5%加入糖用活性炭进行脱色、压滤（板框压滤机）得到澄清糖液，再经多效蒸发浓缩到含量为55wt%，喷雾干燥得淀粉糖产品，经检测，其中淀粉糖含量大于87%（以干基为基数）。

实施例4：一种小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，包括以下步骤，

（1）调浆：将面粉按料水重量比1:5加入到50℃的温水中，搅拌均匀后，用2mol/L的氢氧化钠溶液调整物料pH至7.8；

（2）一次酶解：搅拌条件下，按面粉重量的0.7%加入碱性蛋白酶（30万U/g），保温反应2.5小时；

（3）二次酶解：再按面粉重量的0.04%加入复合蛋白酶（20万U/g），继续反应3.0小时；

（5）浓缩和干燥：采用三效蒸发器将所得轻相物料浓缩到固形物含量为45wt%后喷雾干燥，得到小麦低聚肽粉状产品，经检测其中肽含量大于82.1%；

（6）三次酶解：将所得重相物料加水调整到固形物含量24wt%，调整温度至88℃，再按面粉重量的0.08%加入高温α-淀粉酶（2万U/g），搅拌条件下反应4.0小时；

（7）脱色：按面粉重量的0.6%加入糖用活性炭进行脱色、压滤（板框压滤机）得到澄清糖液，再经多效蒸发浓缩到含量为60wt%，喷雾干燥得淀粉糖产品，经检测，其中淀粉糖含量大于89.6%（以干基为基数）。

上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims

1.一种小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，其特征在于，取面粉加水调浆调质后，先用碱性蛋白酶和复合蛋白酶水解为低聚肽后，离心将其和淀粉分开，再加入淀粉酶水解得到淀粉糖，具体包括以下步骤：

（1）调浆：将面粉按料水重量比1:4～6加入到40～55℃的温水中，并调节浆料pH值至7.5～8.5；

（2）一次酶解：按面粉重量的0.03～0.08%加入碱性蛋白酶，保温反应3.5～5.0小时；

（3）二次酶解：再按面粉重量的0.02～0.05%加入复合蛋白酶，继续反应1.5～2.5小时；

（4）离心分离：将上步所得反应物离心分离分别得到低聚肽产品和淀粉；

（5）三次酶解：将步骤（4）所得淀粉加水调整到固形物含量20～25%，升温至85～92℃，再按面粉重量的0.05～0.10%加入高温α-淀粉酶，反应3.5～5.0小时；

（6）脱色：向上步所得反应物中加入糖用活性炭脱色、压滤得到澄清糖液。

2.根据权利要求1所述的小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，其特征在于：在步骤（2）中，所用碱性蛋白酶的活力为30万U/g；在步骤（3）中，所用复合蛋白酶活力为10万U/g。

3.根据权利要求1所述的小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，其特征在于：在步骤（1）中，用2 mol/L的氢氧化钠溶液调整浆料至pH值至 7.5～8.5。

4.根据权利要求1所述的小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，其特征在于：在步骤（4）中，采用两相卧螺离心机将淀粉和酶解生成的低聚肽离心分开。

5.根据权利要求1所述的小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，其特征在于：在所述步骤（4）中，将所得低聚肽经二效蒸发器浓缩到固形物含量为35～45wt%后喷雾干燥，得到小麦低聚肽粉状产品。

6.根据权利要求1所述的小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，其特征在于：在所述步骤（5）中，所用高温α-淀粉酶的活力为2万U/g。

7.根据权利要求1所述的小麦低聚肽和淀粉糖的联产方法，其特征在于：在所述步骤（6）中，将所得澄清糖液中，按原面粉重量的0.5%～0.8%加入糖用活性炭，在75～80℃下搅拌30min，再经板框压滤、三效蒸发浓缩、喷雾干燥得到粉状淀粉糖产品；或者直接浓缩到73～75%浓度得到淀粉糖浆产品。