CN112029809A - 多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法 - Google Patents

多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法 Download PDF

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CN112029809A CN202010959754.5A CN202010959754A CN112029809A CN 112029809 A CN112029809 A CN 112029809A CN 202010959754 A CN202010959754 A CN 202010959754A CN 112029809 A CN112029809 A CN 112029809A
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Abstract

本发明涉及一种多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括淀粉调浆，液化，过滤，活性炭吸附，得到底物，依次添加普鲁兰酶、麦芽三糖酶、麦芽四糖酶，最后加入β‑淀粉酶继续糖化，升温灭酶，所得糖化液加入酵母反应后离心，取上清液通过离子交换树脂、膜分离、色谱分离、蒸发浓缩、喷雾干燥制成高纯度麦芽糖。本发明通过调节淀粉乳浓度在18～25°Bé，液化后初次过滤和脱色，添加多种酶协同糖化，并加入酵母去除葡萄糖最后离心，去除了蛋白和有机色素杂质，将糊精、支链淀粉充分糖化降低其含量，提升了麦芽糖的纯度，所得糖化液经过离子交换树脂脱盐，膜分离精制，色谱分离进一步将麦芽糖提纯，蒸发浓缩生产高麦芽糖浆，喷雾干燥得到高纯度麦芽糖。

Description

多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法
技术领域
本发明涉及麦芽糖生产技术领域，具体涉及多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法。
背景技术
麦芽糖是由两个葡萄糖单位经由α-1,4糖苷键连接而成的二糖。传统的麦芽糖由小麦和糯米制成，营养丰富，香甜可口，具有排毒养颜、补脾益气、润肺止咳等诸多功效。它可制备成麦芽糖浆，麦芽糖浆具有甜度低、吸湿性低、保湿性高等优点，用途广泛。可用于食品行业的各个领域，主要用于加工焦糖酱色、糖果和果汁饮料；还可用于医药行业，在药用领域中，精制麦芽糖可用于生产麦芽糖静脉注射液，因而制备高纯度的麦芽糖尤为重要。
目前在对于麦芽糖浆的生产中，双酶法或酸酶结合法应用广泛，但单种淀粉酶或两种酶对淀粉的糖化作用并不十分理想，生产出的麦芽糖浆纯度不高，对于需使用高纯度麦芽糖的领域如医学药用产生了一定的限制，而工业上普遍使用的酸酶结合法会造成一定的化学污染，影响环境。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用多酶协同糖化，提高麦芽糖浆中麦芽糖的含量，且通过液化后的处理及糖化后的精制去除葡萄糖和杂质分离其他低聚糖，生产出一种高纯度麦芽糖的方法。
为达此目的，本发明提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在18～25°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为5～10U/g；
(3)将液化液过滤去除多余杂质，加入活性炭吸附脱色，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入普鲁兰酶、麦芽三糖酶和麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为15～20h，最后加入β-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为5～10h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液离心取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，去除金属离子，再通过膜分离以及色谱分离；
(6)通过蒸发浓缩和喷雾干燥制成高纯度麦芽糖。
进一步优选的，所述步骤(1)中使用的水为去离子水。
进一步优选的，所述步骤(3)中的过滤是采用板框式压滤机过滤其中的大分子杂质，过滤压力为0.5～0.7mpa，水流量为60～75L/min。
进一步优选的，所述步骤(3)中活性炭添加量为0.1％～0.3％，脱色时间为30～40min。
进一步优选的，所述步骤(4)中多酶协同糖化所加入的酶制剂普鲁兰酶、麦芽三糖酶、麦芽四糖酶和β-淀粉酶添加量分别为为8～15U/ml、10～15U/ml、15～20U/ml、10～20U/ml。
进一步优选的，所述步骤(4)中以7500～8500r/min的转速离心30～40min后取上清液。
进一步优选的，所述步骤(5)所使用的色谱柱为Sephadex G-25。
进一步优选的，所述步骤(6)蒸发浓缩采用多效降膜蒸发器在真空度0.6～1.0mpa，温度65～90℃条件下浓缩，喷雾干燥的干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
本发明产生的有益效果是：
通过调节淀粉乳浓度在18～25°Bé，加入α-高温淀粉酶使淀粉迅速降解，变成糊精、支链淀粉、低聚糖、麦芽糖和葡萄糖等，并在液化后的初次过滤脱色去除了蛋白和有机色素等大分子杂质，为后续的糖化提供合适的底物，改善了后续的糖化效果；加入普鲁兰酶、麦芽三糖酶和麦芽四糖酶等多酶协同糖化，首先将支链淀粉转化为直链淀粉，糊精转化为麦芽三糖、麦芽四糖和麦芽糖，最后加入β-淀粉酶进一步糖化产生更多麦芽糖、单糖以及极限糊精；所得糖化液中添加酵母将葡萄糖水解，降低了葡萄糖的含量，进一步提高麦芽糖的纯度，灭酶后离心去除蛋白质，离心后的糖化液经过离子交换树脂脱盐，去除金属离子，通过膜分离、色谱分离进一步精制分离出其他低聚糖以及大分子极限糊精，提高了麦芽糖的纯度，蒸发浓缩生产高麦芽糖浆，最后喷雾干燥得到高纯度麦芽糖。
具体实施方式
下面所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在18～25°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为5～10U/g；
(3)将液化液过滤去除多余杂质，加入活性炭吸附脱色，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入普鲁兰酶、麦芽三糖酶和麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为15～20h，最后加入β-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为5～10h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液离心取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，再通过膜分离，以去离子水为洗脱液进行色谱分离；
(6)通过蒸发浓缩和喷雾干燥制成高纯度麦芽糖。
实施例1
本实施例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入去离子水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在19°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为8U/g；
(3)采用板框式压滤机将液化液过滤，过滤压力为0.5mpa，水流量为60L/min，去除掉多余杂质，加入0.1％活性炭吸附脱色30min，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入8U/ml普鲁兰酶、10U/ml麦芽三糖酶和15U/ml麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为15h，最后加入10U/mlβ-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为7h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液以7500r/min的转速离心30min后取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，再通过膜分离，以去离子水为洗脱液进行色谱分离；
(6)采用多效降膜蒸发器在真空度0.6mpa，温度65℃下浓缩成高麦芽糖浆，高麦芽糖浆通过喷雾干燥制成高纯度麦芽糖，干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为89.9％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为91.3％。
实施例2
本实施例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入去离子水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在19°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为8U/g；
(3)采用板框式压滤机将液化液过滤，过滤压力为0.5mpa，水流量为60L/min，去除掉多余杂质，加入0.1％活性炭吸附脱色30min，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入8U/ml普鲁兰酶、11U/ml麦芽三糖酶和17U/ml麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为15h，最后加入10U/mlβ-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为7h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液以7500r/min的转速离心30min后取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，再通过膜分离，以去离子水为洗脱液进行色谱分离；
(6)采用多效降膜蒸发器在真空度0.6mpa，温度65℃下浓缩成高麦芽糖浆，高麦芽糖浆通过喷雾干燥制成高纯度麦芽糖，干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为90.1％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为92.5％。
实施例3
本实施例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入去离子水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在19°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为8U/g；
(3)采用板框式压滤机将液化液过滤，过滤压力为0.5mpa，水流量为65L/min，去除掉多余杂质，加入0.2％活性炭吸附脱色35min，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入9U/ml普鲁兰酶、11U/ml麦芽三糖酶和17U/ml麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为16h，最后加入12U/mlβ-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为7h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液以7500r/min的转速离心30min后取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，再通过膜分离，以去离子水为洗脱液进行色谱分离；
(6)采用多效降膜蒸发器在真空度0.8mpa，温度70℃下浓缩成高麦芽糖浆，高麦芽糖浆通过喷雾干燥制成高纯度麦芽糖，干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为90.5％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为93.2％。
实施例4
本实施例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入去离子水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在19°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为8U/g；
(3)采用板框式压滤机将液化液过滤，过滤压力为0.6mpa，水流量为70L/min，去除掉多余杂质，加入0.2％活性炭吸附脱色35min，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入9U/ml普鲁兰酶、12U/ml麦芽三糖酶和18U/ml麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为18h，最后加入15U/mlβ-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为8h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液以7500r/min的转速离心35min后取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，再通过膜分离，以去离子水为洗脱液进行色谱分离；
(6)采用多效降膜蒸发器在真空度0.8mpa，温度75℃下浓缩成高麦芽糖浆，高麦芽糖浆通过喷雾干燥制成高纯度麦芽糖，干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为91.4％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为94％。
实施例5
本实施例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入去离子水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在22°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为10U/g；
(3)采用板框式压滤机将液化液过滤，过滤压力为0.7mpa，水流量为70L/min，去除掉多余杂质，加入0.2％活性炭吸附脱色35min，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入12U/ml普鲁兰酶、12U/ml麦芽三糖酶和19U/ml麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为18h，最后加入15U/mlβ-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为8h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液以8000r/min的转速离心30min后取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，再通过膜分离，以去离子水为洗脱液进行色谱分离；
(6)采用多效降膜蒸发器在真空度0.8mpa，温度75℃下浓缩成高麦芽糖浆，高麦芽糖浆通过喷雾干燥制成高纯度麦芽糖，干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为92.6％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为95.3％。
实施例6
本实施例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入去离子水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在22°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为10U/g；
(3)采用板框式压滤机将液化液过滤，过滤压力为0.7mpa，水流量为75L/min，去除掉多余杂质，加入0.3％活性炭吸附脱色40min，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入14U/ml普鲁兰酶、15U/ml麦芽三糖酶和19U/ml麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为20h，最后加入18U/mlβ-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为9h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液以8000r/min的转速离心40min后取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，再通过膜分离，以去离子水为洗脱液进行色谱分离；
(6)采用多效降膜蒸发器在真空度0.8mpa，温度80℃下浓缩成高麦芽糖浆，高麦芽糖浆通过喷雾干燥制成高纯度麦芽糖，干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为93.3％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为96.1％。
实施例7
本实施例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入去离子水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在23°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为10U/g；
(3)采用板框式压滤机将液化液过滤，过滤压力为0.7mpa，水流量为75L/min，去除掉多余杂质，加入0.3％活性炭吸附脱色40min，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入15U/ml普鲁兰酶、15U/ml麦芽三糖酶和20U/ml麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为20h，最后加入20U/mlβ-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为10h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液以8500r/min的转速离心40min后取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，再通过膜分离，以去离子水为洗脱液进行色谱分离；
(6)采用多效降膜蒸发器在真空度1.0mpa，温度90℃下浓缩成高麦芽糖浆，高麦芽糖浆通过喷雾干燥制成高纯度麦芽糖，干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为94.7％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为97.8％。
对比例1
本对比例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，与实施例1提供的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法不同之处在于，在糖化时未添加麦芽三糖酶和麦芽四糖酶。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为80.1％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为81.4％。
对比例2
本对比例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，与实施例1提供的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法不同之处在于，在糖化结束后未添加酵母。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为84.2％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为85.6％。
对比例3
本对比例提供多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，与实施例1提供的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法不同之处在于，糖化液精制步骤中未采用色谱分离。
所得高麦芽糖浆中麦芽糖含量为84.7％，高纯度麦芽糖中麦芽糖纯度为85.9％。
比较实施例1与对比例1、对比例2、对比例3的结果，会发现实施例1的方法极大提高了麦芽糖的纯度。
以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的修改和等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调浆罐中加入水，开启搅拌器，加入淀粉，混合均匀后调节pH值在5.5～6.2，淀粉乳浓度控制在18～25°Bé；
(2)将淀粉乳和α-高温淀粉酶搅拌均匀，进行喷射液化，液化温度控制在85～105℃，加酶量为5～10U/g；
(3)将液化液过滤去除多余杂质，加入活性炭吸附脱色，得到适合糖化的底物A；
(4)底物A中依次加入普鲁兰酶、麦芽三糖酶和麦芽四糖酶协同糖化，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为15～20h，最后加入β-淀粉酶继续糖化，糖化温度控制在55～65℃，糖化时间为5～10h，糖化结束后升温灭酶，降温至35℃时加入酵母，去除葡萄糖，所得最终糖化液离心取上清液B；
(5)将上清液B通过离子交换树脂脱盐，去除金属离子，再通过膜分离以及色谱分离；
(6)通过蒸发浓缩和喷雾干燥制成高纯度麦芽糖。
2.根据权利要求1所述的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中使用的水为去离子水。
3.根据权利要求1所述的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中的过滤是采用板框式压滤机过滤其中的大分子杂质，过滤压力为0.5～0.7mpa，水流量为60～75L/min。
4.根据权利要求1所述的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中活性炭添加量为0.1％～0.3％，脱色时间为30～40min。
5.根据权利要求1所述的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的生产方法，其特征在于，所述步骤(4)中多酶协同糖化所加入的酶制剂普鲁兰酶、麦芽三糖酶、麦芽四糖酶和β-淀粉酶添加量分别为8～15U/ml、10～15U/ml、15～20U/ml、10～20U/ml。
6.根据权利要求1所述的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的生产方法，其特征在于，所述步骤(4)中以7500～8500r/min的转速离心30～40min后取上清液。
7.根据权利要求1所述的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的生产方法，其特征在于，所述步骤(5)所使用的色谱柱为Sephadex G-25。
8.根据权利要求1所述的多酶协同糖化生产高纯度麦芽糖的生产方法，其特征在于，所述步骤(6)蒸发浓缩采用多效降膜蒸发器在真空度0.6～1.0mpa，温度65～90℃条件下浓缩，喷雾干燥的干燥进风温度为180～190℃，排风温度为80～85℃。
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