本發(fā)明涉及一種提高高濃度淀粉糖化生產(chǎn)麥芽糖漿中麥芽糖得率的方法，屬于淀粉制糖技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

淀粉糖是淀粉深加工中產(chǎn)量最大的產(chǎn)品，具有消費(fèi)領(lǐng)域大，數(shù)量廣的特點(diǎn)。工業(yè)上淀粉糖種類繁多，其中麥芽糖漿是其中一類重要組成部分。傳統(tǒng)酶法淀粉糖生產(chǎn)工藝采用25％-30％的玉米淀粉乳調(diào)漿，導(dǎo)致生產(chǎn)上需要大量的水。糖化結(jié)束時(shí)，糖液中產(chǎn)品濃度低，大部分水需要被蒸發(fā)，增加了生產(chǎn)成本。為降低蒸發(fā)濃縮的能耗與成本，提高淀粉乳的初始濃度可能是有效的解決手段之一。然而，隨著淀粉乳初始濃度的提高，會(huì)出現(xiàn)原料利用不充分、糖化得率下降等等現(xiàn)象，因此，有必要尋找一種手段來(lái)提高高濃度反應(yīng)體系中的糖化得率。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高濃度淀粉液化、糖化制備葡萄糖漿、果葡糖漿的工藝已有了一定研究，而有關(guān)提高高濃度淀粉糖化生產(chǎn)麥芽糖漿中麥芽糖得率的研究報(bào)道較少，且仍存在酶解得率低的問(wèn)題。此外，采用兩階段溫度控制提高高濃度淀粉糖化生產(chǎn)麥芽糖漿中麥芽糖得率的研究未見(jiàn)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種提高高濃度淀粉糖化生產(chǎn)麥芽糖漿中麥芽糖得率的方法，是以高濃度淀粉液化產(chǎn)物為底物，經(jīng)兩階段溫度控制以及復(fù)合酶處理，以提高產(chǎn)物中麥芽糖得率。

所述高濃度淀粉初始濃度40％-60％(w/w)，經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，淀粉液化產(chǎn)物的DE值為5-25，液化結(jié)束時(shí)調(diào)節(jié)pH至4.5-5.0。

所述復(fù)合酶處理，是將40-60U/g的β-淀粉酶加入到淀粉液化產(chǎn)物中，開(kāi)始糖化并計(jì)時(shí)；糖化進(jìn)行8h后加入2-6ASPU/g的普魯蘭酶，繼續(xù)糖化40h。

所述兩階段溫度控制，是在加入β-淀粉酶的淀粉液化產(chǎn)物糖化的前8h內(nèi)，溫度控制在45-55℃，然后在8h加入普魯蘭酶時(shí)，將溫度升至60-70℃，繼續(xù)糖化40h。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述底物為DE 15的淀粉液化產(chǎn)物。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，用鹽酸調(diào)pH至5.0。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述的加酶量為β-淀粉酶的加酶量為50U/g淀粉，普魯蘭酶的加酶量為4ASPU/g淀粉。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，糖化前8h內(nèi)控制溫度為50℃，糖化后40h內(nèi)控制溫度為60℃。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式，是采用初始濃度30％的DE 15的淀粉液化產(chǎn)物為底物，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至5.0，溫度為50℃，加入50U/g淀粉的β-淀粉酶開(kāi)始糖化并計(jì)時(shí)；糖化進(jìn)行8h后，加入4ASPU/g淀粉的普魯蘭酶，并將溫度調(diào)至60℃，繼續(xù)糖化40h，共48h。

本發(fā)明的有益效果：傳統(tǒng)復(fù)合酶體系，是以β-淀粉酶的水解為主要反應(yīng)，快速的縮短了支鏈的鏈段長(zhǎng)度，與此同時(shí)，當(dāng)普魯蘭酶作用分支點(diǎn)時(shí)會(huì)占用附近的空間，不利于β-淀粉酶的酶解；而β-淀粉酶酶解支鏈時(shí)，也會(huì)占用空間位置，不利于普魯蘭酶作用分支點(diǎn)；當(dāng)糖化進(jìn)行到后期時(shí)，可利用的底物越來(lái)越少，兩種酶對(duì)空間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系會(huì)更加明顯，不利于兩種酶的協(xié)同作用，導(dǎo)致最終的麥芽糖得率降低。本發(fā)明經(jīng)兩階段溫度控制后，體系中以普魯蘭酶的脫支反應(yīng)為主，在后期糖化中避免了兩種酶對(duì)空間位置的競(jìng)爭(zhēng)，加強(qiáng)了兩種酶的協(xié)同作用，最終的麥芽糖得率得到提高。本發(fā)明解決了底物濃度達(dá)到50％時(shí)麥芽糖得率下降的問(wèn)題，提高了底物濃度，減少了淀粉制糖后期蒸發(fā)能耗。

附圖說(shuō)明

圖1不同底物濃度經(jīng)復(fù)合酶糖化48h的麥芽糖得率。

圖2兩階段溫度控制對(duì)復(fù)合酶糖化30％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

圖3兩階段溫度控制對(duì)復(fù)合酶糖化50％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

圖4兩階段溫度控制中高溫溫度對(duì)復(fù)合酶糖化30％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

圖5兩階段溫度控制中低溫溫度對(duì)復(fù)合酶糖化30％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

圖6兩階段溫度控制中高溫溫度對(duì)復(fù)合酶糖化50％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

圖7兩階段溫度控制中低溫溫度對(duì)復(fù)合酶糖化30％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

具體實(shí)施方式

用高效液相色譜法(HPLC)檢測(cè)最終糖化產(chǎn)物。

實(shí)施例1不同復(fù)合酶組合方式糖化50％(w/w)的糖化液組成

初始濃度分別為50％(w/w)的淀粉乳經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，控制淀粉液化產(chǎn)物的DE值為15，調(diào)節(jié)pH為5.0，溫度為60℃。加入β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶或者β-淀粉酶和普魯蘭酶，反應(yīng)48h。以β-淀粉酶的單酶糖化為對(duì)照。定時(shí)取樣稀釋后用HPLC檢測(cè)其麥芽糖含量，計(jì)算得率。

結(jié)果如表1所示：相較于單酶糖化，添加復(fù)合酶均能提高麥芽糖得率，這是由于葡萄糖淀粉酶和普魯蘭酶都能切開(kāi)α-1,6糖苷鍵，充分利用原料，避免β-極限糊精的形成；但加入葡萄糖淀粉酶會(huì)使葡萄糖含量增加較多，不符合麥芽糖漿的要求。

表1

實(shí)施例2不同底物濃度經(jīng)復(fù)合酶糖化48h的麥芽糖得率

初始濃度分別為30％、50％(w/w)的淀粉乳經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，控制淀粉液化產(chǎn)物的DE值為15，調(diào)節(jié)pH為5.0，溫度為60℃。加入50U/g的β-淀粉酶和4ASPU/g淀粉的普魯蘭酶，反應(yīng)48h。定時(shí)取樣稀釋后用HPLC檢測(cè)其麥芽糖含量，計(jì)算得率。結(jié)果如圖1所示，當(dāng)?shù)孜餄舛葟?0％提高至50％時(shí)，糖化48h時(shí)的麥芽糖得率稍微有所降低。

實(shí)施例3兩階段溫度控制對(duì)復(fù)合酶糖化30％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

初始濃度分別為30％(w/w)的淀粉乳經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，控制淀粉液化產(chǎn)物的DE值為15，調(diào)節(jié)pH為5.0，溫度為50℃，加入50U/g淀粉的β-淀粉酶開(kāi)始糖化并計(jì)時(shí)；糖化進(jìn)行8h后，加入4ASPU/g淀粉的普魯蘭酶，并將溫度調(diào)至60℃，繼續(xù)糖化40h。定時(shí)取樣稀釋后用HPLC檢測(cè)其麥芽糖含量，計(jì)算得率。以溫度恒為60℃，同時(shí)添加兩種酶為對(duì)照。結(jié)果如圖2所示，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?0％時(shí)，相對(duì)于恒定溫度進(jìn)行糖化，兩階段溫度控制可以明顯在糖化中后期促進(jìn)β-淀粉酶酶解底物生成麥芽糖。

實(shí)施例4兩階段溫度控制對(duì)復(fù)合酶糖化50％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

初始濃度分別為50％(w/w)的淀粉乳經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，控制淀粉液化產(chǎn)物的DE值為15，調(diào)節(jié)pH為5.0，溫度為50℃，加入50U/g淀粉的β-淀粉酶開(kāi)始糖化并計(jì)時(shí)；糖化進(jìn)行8h后，加入4ASPU/g淀粉的普魯蘭酶，并將溫度調(diào)至60℃，繼續(xù)糖化40h。定時(shí)取樣稀釋后用HPLC檢測(cè)其麥芽糖含量，計(jì)算得率。以溫度恒為60℃，同時(shí)添加兩種酶為對(duì)照。結(jié)果如圖3所示，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?0％時(shí)，相對(duì)于恒定溫度進(jìn)行糖化，兩階段溫度控制可以明顯在糖化中后期促進(jìn)β-淀粉酶酶解底物生成麥芽糖。

實(shí)施例5兩階段溫度控制中高溫溫度對(duì)復(fù)合酶糖化30％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

初始濃度分別為30％(w/w)的淀粉乳經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，控制淀粉液化產(chǎn)物的DE值為15，調(diào)節(jié)pH為5.0，溫度為50℃，加入50U/g淀粉的β-淀粉酶開(kāi)始糖化并計(jì)時(shí)；糖化進(jìn)行8h后，加入4ASPU/g淀粉的普魯蘭酶，分別將溫度調(diào)至60、70、80℃，繼續(xù)糖化40h。定時(shí)取樣稀釋后用HPLC檢測(cè)其麥芽糖含量，計(jì)算得率。以溫度恒為60℃，同時(shí)添加兩種酶為對(duì)照。結(jié)果如圖4所示，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?0％時(shí)，高溫溫度為60℃時(shí)能明顯提高麥芽糖得率，這是由于60℃為β-淀粉酶的最適溫度。但隨著溫度的升高，酶蛋白出現(xiàn)變性現(xiàn)象，使活性喪失，反應(yīng)速率下降。因此高溫溫度達(dá)到70℃甚至80℃時(shí)，麥芽糖得率增加緩慢，最終得率降低。

實(shí)施例6兩階段溫度控制中低溫溫度對(duì)復(fù)合酶糖化30％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

初始濃度分別為30％(w/w)的淀粉乳經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，控制淀粉液化產(chǎn)物的DE值為15，調(diào)節(jié)pH為5.0，溫度為45、50、55℃，加入50U/g淀粉的β-淀粉酶開(kāi)始糖化并計(jì)時(shí)；糖化進(jìn)行8h后，加入4ASPU/g淀粉的普魯蘭酶，并將溫度調(diào)至60℃，繼續(xù)糖化40h。定時(shí)取樣稀釋后用HPLC檢測(cè)其麥芽糖含量，計(jì)算得率。以溫度恒為60℃，同時(shí)添加兩種酶為對(duì)照。結(jié)果如圖5所示，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?0％時(shí)，不同的低溫均能提高糖化48h時(shí)的麥芽糖得率，其中低溫溫度為45℃時(shí)得率最高。

實(shí)施例7兩階段溫度控制中高溫溫度對(duì)復(fù)合酶糖化50％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

初始濃度分別為50％(w/w)的淀粉乳經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，控制淀粉液化產(chǎn)物的DE值為15，調(diào)節(jié)pH為5.0，溫度為50℃，加入50U/g淀粉的β-淀粉酶開(kāi)始糖化并計(jì)時(shí)；糖化進(jìn)行8h后，加入4ASPU/g淀粉的普魯蘭酶，分別將溫度調(diào)至60、70、80℃，繼續(xù)糖化40h。定時(shí)取樣稀釋后用HPLC檢測(cè)其麥芽糖含量，計(jì)算得率。以溫度恒為60℃，同時(shí)添加兩種酶為對(duì)照。結(jié)果如圖6所示，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?0％時(shí)，高溫溫度為60℃時(shí)能明顯提高麥芽糖得率，這是由于60℃為β-淀粉酶的最適溫度。但隨著溫度的升高，酶蛋白出現(xiàn)變性現(xiàn)象，使活性喪失，反應(yīng)速率下降。因此高溫溫度達(dá)到70℃甚至80℃時(shí)，麥芽糖得率增加緩慢，最終得率降低。

實(shí)施例8兩階段溫度控制中低溫溫度對(duì)復(fù)合酶糖化30％(w/w)底物麥芽糖得率的影響。

初始濃度分別為50％(w/w)的淀粉乳經(jīng)耐高溫α-淀粉酶液化后，控制淀粉液化產(chǎn)物的DE值為15，調(diào)節(jié)pH為5.0，溫度為45、50、55℃，加入50U/g淀粉的β-淀粉酶開(kāi)始糖化并計(jì)時(shí)；糖化進(jìn)行8h后，加入4ASPU/g淀粉的普魯蘭酶，并將溫度調(diào)至60℃，繼續(xù)糖化40h。定時(shí)取樣稀釋后用HPLC檢測(cè)其麥芽糖含量，計(jì)算得率。以溫度恒為60℃，同時(shí)添加兩種酶為對(duì)照。結(jié)果如圖7所示，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?0％時(shí)，低溫均能提高糖化48h時(shí)的麥芽糖得率，其中低溫溫度為50℃時(shí)得率最高，相較于底物濃度為30％的45℃要高，這可能是50％的底物濃度較高，體系流動(dòng)性變差，因此需要稍高的能量。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。