專利名稱：酶法淀粉降解物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及淀粉領(lǐng)域，更詳細(xì)地是一種酶法淀粉降解物及其制備方法，該方法可直接用于原淀粉和變性淀粉生產(chǎn)企業(yè)，由此而生產(chǎn)的淀粉降解物可應(yīng)用于造紙、紡織、食品、化工、制藥等行業(yè)和領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
淀粉是一種顆粒狀天然高分子，由植物通過光合作用合成，其基本組成是碳水化合物。淀粉的酶法降解物產(chǎn)品主要是糊精、低聚麥芽糖、異麥芽糖、葡萄糖等，其制備過程為將淀粉乳調(diào)節(jié)好pH值，加入需要量的耐高溫α-淀粉酶，用泵打經(jīng)噴淋頭引入液化桶約90℃以上的熱水中，淀粉受熱糊化、液化，之后再加入糖化酶糖化，精制得產(chǎn)品。
上述酶法制糖雖然已廣泛應(yīng)用于淀粉糖品的生產(chǎn)，但目前的生產(chǎn)工藝仍存在一定的不足和缺陷，一、將淀粉乳用95-105℃高溫噴射器進(jìn)行高溫加熱，需消耗大量的能量，且需要購置相應(yīng)的機(jī)器設(shè)備，使生產(chǎn)成本大大增加；二、普通的α-淀粉酶在高溫下失活，因而需使用特定的耐高溫α-淀粉酶；三、一般酶法制糖制備中等或較高DE值的葡萄糖，對于較低DE值的葡萄糖不易制備。以上不足和缺陷主要是由于使用的淀粉原料為原淀粉造成的。原淀粉為多晶顆粒態(tài)產(chǎn)品，具有多晶性和顆粒性，在常溫下α-淀粉酶作用，淀粉顆粒本身不發(fā)生變化，因此必須將淀粉顆粒在高溫下糊化破壞其結(jié)晶結(jié)構(gòu)，才能被酶液化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對以上不足和缺陷，提供一種酶法淀粉降解物的制備方法，該法可在常溫下進(jìn)行酶解，儀器設(shè)備簡單，條件溫和，容易操作和控制，節(jié)省能量，降低成本，使用不同的酶制劑可生產(chǎn)出各種不同的淀粉降解物，可廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、食品、化工、制藥等行業(yè)和領(lǐng)域。
本發(fā)明的酶法淀粉降解物的制備方法包括(1)將大于0.1％淀粉重量的交聯(lián)劑加入淀粉原料中，加熱到糊化溫度；然后對其進(jìn)行加熱或加入強堿的非晶化處理；(2)在微生物、中溫α-淀粉酶、高溫α-淀粉酶作用下將非晶顆粒態(tài)淀粉進(jìn)行酶降解，得到降解物。
所述淀粉原料是玉米、木薯、馬鈴薯、小麥、紅薯、綠豆、芭蕉芋其中一種或一種以上或其化學(xué)改性淀粉。
所述交聯(lián)劑是三氯氧磷、三偏磷酸鈉、環(huán)氧氯丙烷其中一種或一種以上，交聯(lián)劑的用量是1-50％淀粉重量。
所述的非晶化處理是指將經(jīng)過交聯(lián)處理的具有非糊化性的淀粉在水分散系中加熱升溫到淀粉糊化溫度60-100℃。
所述的非晶化處理也可以是把經(jīng)過交聯(lián)處理的具有非糊化性的淀粉分散在強堿分散系中，或在水分散系中加入強堿，使pH值達(dá)到11.5-14。
非晶化處理后，淀粉顆粒將完全失去其原有的結(jié)晶性，由多晶體系轉(zhuǎn)變成非晶體系，同時，還保持了完好的顆粒結(jié)構(gòu)，即實現(xiàn)了從多晶顆粒態(tài)到非晶顆粒態(tài)的轉(zhuǎn)變。
步驟(1)更具體的方法是在溫度為5-60℃，pH值為9-12條件下，把淀粉原料用水調(diào)成1-50％濃度乳液，加入0.05-15％重量的交聯(lián)劑，反應(yīng)0.1-5小時后中和到pH值為6.3～6.5，將體系加熱到80-100℃，保溫1-50分鐘非晶化處理后，過濾并用水洗滌，粉碎濾餅，干燥。
步驟(1)中所指的非晶顆粒態(tài)淀粉，在經(jīng)過非糊化和非晶化處理后的產(chǎn)品，該產(chǎn)品還可以進(jìn)一步通過分離、洗滌、純化、脫水、干燥、粉碎、篩分和包裝等后序工序的處理得到最終的非晶顆粒態(tài)產(chǎn)品。
步驟(2)中所指的微生物是指白酒生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)白酒使用的酒曲。
所述中溫α-淀粉酶是指淀粉液化所使用的液化酶。
所述高溫α-淀粉酶是指淀粉高溫液化所使用的液化酶。
步驟(2)所述的酶降解不僅可以在低于淀粉糊化溫度的常溫條件下被微生物和淀粉酶降解，而且也可以在高于淀粉糊化溫度的范圍內(nèi)被微生物和淀粉酶降解。
步驟(2)中所指的微生物、中溫α-淀粉酶、高溫α-淀粉酶的用量均為對絕干淀粉重量的十萬分之一至十分之一。
得到的降解產(chǎn)物可以通過進(jìn)一步的糖化酶糖化、活性炭脫色、離子交換、蒸發(fā)濃縮等精制處理，制成葡萄糖、麥芽糖、果糖、低聚糖等淀粉糖類產(chǎn)品。
得到的降解產(chǎn)物還可以直接通過活性炭脫色、離子交換、蒸發(fā)濃縮以及噴霧干燥等處理，制成粉末狀的糊精類產(chǎn)品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本發(fā)明提供的酶法淀粉降解物的制備方法之所以不同于傳統(tǒng)的酶法淀粉制糖方法，其主要特征在于使用的淀粉原料不同，使用的淀粉為非晶顆粒態(tài)淀粉，它具有顆粒性的同時具有非晶性，使得它在常溫下能夠被各種淀粉酶生物降解。而傳統(tǒng)的酶法淀粉使用的淀粉原料為原淀粉，其結(jié)構(gòu)為具有多晶性的同時具有顆粒性，其結(jié)晶結(jié)構(gòu)阻礙了酶的侵入，因此在常溫下酶作用淀粉顆粒不會發(fā)生明顯的變化，必須將其加熱至高溫糊化以破壞淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，才能實現(xiàn)淀粉的降解。
酶法淀粉降解物的制備方法可以使淀粉常溫下生物降解，可克服傳統(tǒng)淀粉制糖的高溫糊化淀粉，必須使用α-淀粉耐熱酶的制糖方法，儀器設(shè)備簡單，條件溫和，容易操作和控制，可以節(jié)省能量，降低生產(chǎn)成本，還可以使用不同的酶制劑生產(chǎn)出各種不同的淀粉降解物，特別是傳統(tǒng)淀粉液化方法無法生產(chǎn)的DE值小于5的產(chǎn)品。本發(fā)明的實施將給變性淀粉和淀粉糖生產(chǎn)廠帶來直接的技術(shù)革新和經(jīng)濟(jì)效益，同時，給變性淀粉及淀粉糖的應(yīng)用領(lǐng)域如造紙、紡織、食品、化工、制藥等眾多行業(yè)和領(lǐng)域帶來間接的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實施例方式
實施例1在恒溫于50℃的超級恒溫水浴反應(yīng)池中，將原料淀粉，用水調(diào)成30％均勻的淀粉乳，調(diào)乳前在底水中溶解對淀粉絕干重量2％的無水碳酸鈉及5％的三偏磷酸鈉，用濃度3％氫氧化鈉溶液調(diào)淀粉乳pH為11.20，保持淀粉乳的溫度為50℃，同時加入適量的3％氫氧化鈉以保持體系的pH不變，連續(xù)反應(yīng)24小時，用1mol H2SO4中和到pH為6.3-6.5，加入一定量的水，將體系加熱升溫到80-100℃，保溫10分鐘非晶化處理，冷卻至室溫，加入0.1％的經(jīng)過24小時培養(yǎng)的酒曲或0.1％中溫α-淀粉酶或0.1％高溫α-淀粉酶進(jìn)行生物降解，將水解液進(jìn)行過濾、脫色、蒸發(fā)得淀粉降解物。
實施例2在恒溫于25℃的超級恒溫水浴反應(yīng)池中，將原料淀粉，用水調(diào)成30％均勻的淀粉乳，調(diào)乳前在底水中溶解對淀粉絕干重量2％的無水硫酸鈉及5％的三氯氧磷，用濃度3％氫氧化鈉溶液調(diào)淀粉乳pH為11.20，保持淀粉乳的溫度為25℃，同時加入適量的3％氫氧化鈉以保持體系的pH不變，連續(xù)反應(yīng)2小時，加入一定量的水，用20％的氫氧化鈉將pH值提高到12.5，進(jìn)行非晶化處理10分鐘，然后用1mol H2SO4中和到pH為6.3-6.5，加入0.5％的經(jīng)過24小時培養(yǎng)的酒曲或0.5％的中溫α-淀粉酶或0.5％高溫α-淀粉酶進(jìn)行生物降解，將水解液進(jìn)行脫色、蒸發(fā)和噴霧干燥得粉狀淀粉降解物產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于包括(1)將大于0.1％淀粉重量的交聯(lián)劑加入淀粉原料中，加熱到糊化溫度；然后對其進(jìn)行加熱或加入強堿的非晶化處理；(2)在微生物、中溫α-淀粉酶、高溫α-淀粉酶作用下將非晶顆粒態(tài)淀粉進(jìn)行酶降解，得到降解物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于所述淀粉原料是玉米、木薯、馬鈴薯、小麥、紅薯、綠豆、芭蕉芋其中一種或一種以上或其化學(xué)改性淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于所述交聯(lián)劑是三氯氧磷、三偏磷酸鈉、環(huán)氧氯丙烷其中一種或一種以上，交聯(lián)劑的用量是1-50％淀粉重量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于所述的非晶化處理是指將經(jīng)過交聯(lián)處理的具有非糊化性的淀粉在水分散系中加熱升溫到淀粉糊化溫度60-100℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于所述的非晶化處理也可以是把經(jīng)過交聯(lián)處理的具有非糊化性的淀粉分散在強堿分散系中，或在水分散系中加入強堿，使pH值達(dá)到11.5-14。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于步驟(2)中所指的微生物是指白酒生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)白酒使用的酒曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于所述中溫α-淀粉酶是指淀粉液化所使用的液化酶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于所述高溫α-淀粉酶是指淀粉高溫液化所使用的液化酶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶法淀粉降解物的制備方法，其特征在于步驟(2)中所指的微生物、中溫α-淀粉酶、高溫α-淀粉酶的用量均為對絕干淀粉重量的十萬分之一至十分之一。
10.權(quán)利要求1所述的方法制備的酶法淀粉降解物。
全文摘要
一種酶法淀粉降解物的制備方法包括(1)將大于0.1％淀粉重量的交聯(lián)劑加入淀粉原料中，加熱到糊化溫度；然后對其進(jìn)行加熱或加入強堿的非晶化處理；(2)在微生物、中溫α－淀粉酶、高溫α－淀粉酶作用下將非晶顆粒態(tài)淀粉進(jìn)行酶降解，得到降解物。該法可在常溫下進(jìn)行酶解，儀器設(shè)備簡單，條件溫和，容易操作和控制，節(jié)省能量，降低成本，使用不同的酶制劑可生產(chǎn)出各種不同的淀粉降解物，可廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、食品、化工、制藥等行業(yè)和領(lǐng)域。
文檔編號C08B30/12GK1390855SQ0213433
公開日2003年1月15日 申請日期2002年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月11日
發(fā)明者張本山, 梁勇, 楊連生, 于淑娟, 曾新安, 扶雄 申請人:華南理工大學(xué)