專利名稱：酶膜反應(yīng)器連續(xù)糖化制備麥芽糖漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種麥芽糖漿的制備方法，主要利用酶膜反應(yīng)器，屬于淀粉糖技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
麥芽糖漿是以淀粉為原料，經(jīng)酶或酸酶結(jié)合的方法水解而制成的一種以麥芽糖為主的糖漿，甜度溫和、風(fēng)味獨(dú)特，在抗褐變、防腐性、熱穩(wěn)定性等方面都具有優(yōu)良的特性，常被用作甜味劑、調(diào)濕劑、結(jié)晶抑制劑、穩(wěn)定劑、填充劑在食品、發(fā)酵、香精香料等行業(yè)廣泛應(yīng)用。由于麥芽糖具有較低滲透壓、緩慢釋放葡萄糖、代謝速度較葡萄糖慢、不參加胰島素糖代謝等特性，在醫(yī)學(xué)上常用高純度麥芽糖代替葡萄糖配制靜脈注射液用于糖尿病患者的治療過(guò)程。目前，國(guó)內(nèi)外以淀粉為原料生產(chǎn)麥芽糖漿的方法根據(jù)糖化方式的不同大體可分為酸法、酶法、酸酶法、酶酸法等。因?yàn)槊钢苿┑姆磻?yīng)條件比較溫和、專一性很強(qiáng)、催化效率較高，酶法成為目前最主要的生產(chǎn)麥芽糖漿的方法。為了生產(chǎn)高純度的麥芽糖漿，在20世紀(jì)90年代研究人員就開(kāi)始利用雙酶或多酶協(xié)同多步法來(lái)生產(chǎn)麥芽糖漿，并取得了較大的進(jìn)展。目前，我國(guó)關(guān)于麥芽糖漿的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)基本成熟，通常采用多步酶法，但所生產(chǎn)的麥芽糖漿純度低，約為70 80%，而且存在糖化反應(yīng)耗時(shí)較長(zhǎng)、酶的利用率低、不能循環(huán)生產(chǎn)等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種酶膜反應(yīng)器連續(xù)糖化制備麥芽糖漿的方法，通過(guò)在酶膜反應(yīng)器中完成糖化過(guò)程，達(dá)到提高麥芽糖漿純度、提高酶的利用率、縮短生產(chǎn)周期等目的。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是包括下列步驟
(1)在淀粉中加入水，含水量達(dá)到70 80%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在50 60°C條件下攪拌10 30min，使物料達(dá)到均勻狀態(tài)；
(2)液化過(guò)程中按照加酶量為l(Tl8U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進(jìn)口液化噴射器進(jìn)行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經(jīng)150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；
(3)采用二級(jí)酶膜反應(yīng)器連續(xù)化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜或聚醚砜PES膜，糖化過(guò)程是將置于酶膜反應(yīng)器中的液化液調(diào)整pH值為5. 4飛.2，按β -淀粉酶添加量為20(T300U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 5 0. 9PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量0. 9^1. 5MANU/g淀粉加酶，在55飛5°C溫度條件下攪拌糖化4 9h后開(kāi)始循環(huán)，循環(huán)Hh后開(kāi)始連續(xù)補(bǔ)料補(bǔ)水，使糖化液的干物質(zhì)含量保持在2(Γ30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，糖化6 1 后補(bǔ)酶，β -淀粉酶補(bǔ)加6 10%，普魯蘭酶補(bǔ)加1(Γ15%，麥芽糖生成酶補(bǔ)加15 20%，補(bǔ)酶運(yùn)作時(shí)間為2、h、采用連續(xù)流加補(bǔ)加方式，過(guò)濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達(dá)到干物質(zhì)的88 擬％質(zhì)量分?jǐn)?shù)；(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入廣3%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復(fù)一次，得到脫色后的糖化液；
脫色后的糖化液的離子交換，選用強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂和大孔弱堿性陰樹(shù)脂，離子交換流程糖化液、陽(yáng)柱、陰柱、陽(yáng)柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹(shù)脂床高度600mm。本發(fā)明是以淀粉為原料，特別是玉米淀粉、大米淀粉或馬鈴薯淀粉。本發(fā)明以常見(jiàn)淀粉如玉米淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉等為原料，以耐高溫α -淀粉酶為液化酶，β -淀粉酶、普魯蘭酶和麥芽糖生成酶為糖化酶，采用酶膜反應(yīng)器連續(xù)糖化工藝技術(shù)制備高純度麥芽糖漿。在此工藝條件下，可獲得純度超過(guò)90%的麥芽糖漿，在為超高純度麥芽糖漿的工業(yè)化生產(chǎn)及高結(jié)晶度麥芽糖及其糖醇的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)突破提供必要的技術(shù)支撐和依據(jù)的同時(shí)，提高糖化酶的利用率、縮短生產(chǎn)周期、降低能耗、提高生產(chǎn)能力。本發(fā)明與傳統(tǒng)的麥芽糖漿制備技術(shù)相比，具有以下的的優(yōu)點(diǎn)糖化酶利用率高，酶解反應(yīng)周期短，糖化工藝是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，大大縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，縮短209Γ50%，降低能耗，提高生產(chǎn)效率等，本發(fā)明所述方法在酶膜反應(yīng)器中制備麥芽糖漿，設(shè)備簡(jiǎn)單，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
(1)在玉米淀粉中加入水，含水量達(dá)到70%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在50°C條件下攪拌30min，使物料達(dá)到均勻狀態(tài)；
(2)液化過(guò)程中按照加酶量為10U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進(jìn)口液化噴射器進(jìn)行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經(jīng)150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；
(3)采用二級(jí)酶膜反應(yīng)器連續(xù)化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜，糖化過(guò)程是將置于酶膜反應(yīng)器中的液化液調(diào)整pH值為5. 4，按β-淀粉酶添加量為200/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 5PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量0. 9MANU/g淀粉加酶，在55°C溫度條件下攪拌糖化4h后開(kāi)始循環(huán)，循環(huán)Ih后開(kāi)始連續(xù)補(bǔ)料補(bǔ)水，使糖化液的干物質(zhì)含量保持在20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，糖化Mi后補(bǔ)酶，β -淀粉酶補(bǔ)加6%，普魯蘭酶補(bǔ)加10%，麥芽糖生成酶補(bǔ)加15%，補(bǔ)酶運(yùn)作時(shí)間為池、采用連續(xù)流加補(bǔ)加方式，過(guò)濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達(dá)到干物質(zhì)的88、洲質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復(fù)一次，得到脫色后的糖化液；
脫色后的糖化液的離子交換，選用強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂和大孔弱堿性陰樹(shù)脂，離子交換流程:糖化液、陽(yáng)柱、陰柱、陽(yáng)柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹(shù)脂床高度600mm。實(shí)施例2
(1)在玉米淀粉中加入水，含水量達(dá)到75%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在55°C條件下攪拌20min，使物料達(dá)到均勻狀態(tài)；(2)液化過(guò)程中按照加酶量為14U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進(jìn)口液化噴射器進(jìn)行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經(jīng)150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；
(3)采用二級(jí)酶膜反應(yīng)器連續(xù)化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜，糖化過(guò)程是將置于酶膜反應(yīng)器中的液化液調(diào)整pH值為5. 8，按β-淀粉酶添加量為250U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 7PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量1. 2MANU/g淀粉加酶，在60°C溫度條件下攪拌糖化6. 5h后開(kāi)始循環(huán)，循環(huán)池后開(kāi)始連續(xù)補(bǔ)料補(bǔ)水，使糖化液的干物質(zhì)含量保持在25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，糖化9. 5h后補(bǔ)酶，β -淀粉酶補(bǔ)加8%，普魯蘭酶補(bǔ)加12. 5%，麥芽糖生成酶補(bǔ)加17. 5%，補(bǔ)酶運(yùn)作時(shí)間為3. 5h、采用連續(xù)流加補(bǔ)加方式，過(guò)濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達(dá)到干物質(zhì)的88、洲質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入洲質(zhì)量分?jǐn)?shù)的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復(fù)一次，得到脫色后的糖化液；
脫色后的糖化液的離子交換，選用強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂和大孔弱堿性陰樹(shù)脂，離子交換流程糖化液、陽(yáng)柱、陰柱、陽(yáng)柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹(shù)脂床高度600mm。實(shí)施例3
(1)在玉米淀粉中加入水，含水量達(dá)到80%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在60°C條件下攪拌lOmin，使物料達(dá)到均勻狀態(tài)；
(2)液化過(guò)程中按照加酶量為18U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進(jìn)口液化噴射器進(jìn)行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經(jīng)150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；
(3)采用二級(jí)酶膜反應(yīng)器連續(xù)化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜，糖化過(guò)程是將置于酶膜反應(yīng)器中的液化液調(diào)整pH值為6. 2，按β -淀粉酶添加量為300U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 9PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量1. 5MANU/g淀粉加酶，在65°C溫度條件下攪拌糖化9h后開(kāi)始循環(huán)，循環(huán)池后開(kāi)始連續(xù)補(bǔ)料補(bǔ)水，使糖化液的干物質(zhì)含量保持在30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，糖化1 后補(bǔ)酶，β -淀粉酶補(bǔ)加10%，普魯蘭酶補(bǔ)加15%，麥芽糖生成酶補(bǔ)加20%，補(bǔ)酶運(yùn)作時(shí)間為證、采用連續(xù)流加補(bǔ)加方式，過(guò)濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達(dá)到干物質(zhì)的88、洲質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入3%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復(fù)一次，得到脫色后的糖化液；
脫色后的糖化液的離子交換，選用強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂和大孔弱堿性陰樹(shù)脂，離子交換流程糖化液、陽(yáng)柱、陰柱、陽(yáng)柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹(shù)脂床高度600mm。實(shí)施例4
(1)在玉米淀粉中加入水，含水量達(dá)到70%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在55°C條件下攪拌20min，使物料達(dá)到均勻狀態(tài)；
(2)液化過(guò)程中按照加酶量為16U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進(jìn)口液化噴射器進(jìn)行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經(jīng)150°C滅酶，得到液化液的DE值為3. 8 ；(3)采用二級(jí)酶膜反應(yīng)器連續(xù)化糖化，選擇截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯(PVDF)膜作為酶膜反應(yīng)器的濾膜，采用二級(jí)酶膜反應(yīng)器進(jìn)行糖化。糖化過(guò)程是將置于酶膜反應(yīng)器中的液化液調(diào)整PH值為5. 8，按β -淀粉酶添加量為250U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 6PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量1. 2MANU/g淀粉加酶，在60°C溫度條件下攪拌糖化4h后開(kāi)始循環(huán)，Ih后開(kāi)始連續(xù)補(bǔ)料補(bǔ)水，使糖化液的干物質(zhì)含量保持在2(Γ30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，糖化后補(bǔ)酶，β-淀粉酶補(bǔ)加8%，普魯蘭酶補(bǔ)加11%，麥芽糖生成酶補(bǔ)加17%，補(bǔ)酶運(yùn)作時(shí)間為4h，采用連續(xù)流加補(bǔ)加方式，過(guò)濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達(dá)到干物質(zhì)的88. 59%質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入洲質(zhì)量分?jǐn)?shù)的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復(fù)一次，得到脫色后的糖化液，脫色率達(dá)到88. 5%;
脫色后的糖化液的離子交換，選用強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂和大孔弱堿性陰樹(shù)脂，離子交換流程糖化液、陽(yáng)柱、陰柱、陽(yáng)柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80°C，糖漿流速30mL/min，樹(shù)脂床高度600mm，最終獲得麥芽糖含量達(dá)到90. 25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高純度麥芽糖漿。上述各實(shí)施例中，玉米淀粉可換成大米淀粉或馬鈴薯淀粉，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜可用聚醚砜PES膜替換，其余參數(shù)不變。
權(quán)利要求
1.一種酶膜反應(yīng)器連續(xù)糖化制備麥芽糖漿的方法，其特征在于包括下列步驟(1)在淀粉中加入水，含水量達(dá)到70 80%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在50 60°C條件下攪拌10 30min，使物料達(dá)到均勻狀態(tài)；(2)液化過(guò)程中按照加酶量為l(Tl8U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進(jìn)口液化噴射器進(jìn)行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經(jīng)150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；(3)采用二級(jí)酶膜反應(yīng)器連續(xù)化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜或聚醚砜PES膜，糖化過(guò)程是將置于酶膜反應(yīng)器中的液化液調(diào)整pH值為5. 4飛.2，按β -淀粉酶添加量為20(T300U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 5 0. 9PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量0. 9^1. 5MANU/g淀粉加酶，在55飛5°C溫度條件下攪拌糖化4 9h后開(kāi)始循環(huán)，循環(huán)Hh后開(kāi)始連續(xù)補(bǔ)料補(bǔ)水，使糖化液的干物質(zhì)含量保持在2(Γ30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，糖化6 1 后補(bǔ)酶，β -淀粉酶補(bǔ)加6 10%，普魯蘭酶補(bǔ)加1(Γ15%，麥芽糖生成酶補(bǔ)加15 20%，補(bǔ)酶運(yùn)作時(shí)間為2、h、采用連續(xù)流加補(bǔ)加方式，過(guò)濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達(dá)到干物質(zhì)的88 擬％質(zhì)量分?jǐn)?shù)；(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入廣3%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復(fù)一次，得到脫色后的糖化液；脫色后的糖化液的離子交換，選用強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂和大孔弱堿性陰樹(shù)脂，離子交換流程糖化液、陽(yáng)柱、陰柱、陽(yáng)柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹(shù)脂床高度600mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的酶膜反應(yīng)器連續(xù)糖化制備麥芽糖漿的方法，其特征在于淀粉為玉米淀粉或大米淀粉或馬鈴薯淀粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種酶膜反應(yīng)器連續(xù)糖化制備麥芽糖漿的方法，屬于麥芽糖漿的制備方法。將淀粉添加耐高溫α-淀粉酶進(jìn)行噴射液化后，采用酶膜反應(yīng)器連續(xù)化生產(chǎn)工藝，添加β-淀粉酶、普魯蘭酶、麥芽糖生成酶進(jìn)行糖化，再經(jīng)過(guò)活性炭脫色及離子交換精制得到純度超過(guò)90%的麥芽糖漿。優(yōu)點(diǎn)糖化酶利用率高，酶解反應(yīng)周期短，糖化工藝是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，大大縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，縮短20%~50%，降低能耗，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C12P19/16GK102559812SQ20121001870
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者修琳, 劉回民, 劉惠麟, 劉景圣, 張大力, 王玉華, 蔡丹, 鄭明珠, 閔偉紅 申請(qǐng)人:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)