富含麥芽糖的產物的制作方法

富含麥芽糖的產物的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于生產富含麥芽糖的糖漿的方法。所述方法包括如下連續步驟：將淀粉乳液化；將液化的淀粉乳在存在α-淀粉酶、β-淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫支酶的情況下進行糖化，所述脫支酶優選地為支鏈淀粉酶；并進一步添加麥芽糖α-淀粉酶和/或異淀粉酶，以獲得含有麥芽糖的糖漿，所述糖漿包含基于干物質計至少85％的麥芽糖和基于干物質計少于1.5％的葡萄糖，優選地基于干物質計少于1％的葡萄糖。
【專利說明】富含麥芽糖的產物

【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于生產富含麥芽糖的糖漿的方法以及可通過該方法獲得的產物。

【背景技術】
[0002] 使富含麥芽糖的糖漿的生產成為可能的方法已經眾所周知。
[0003] US 5, 141，859通過將淀粉液化、用通用酶將液化的物質糖化，隨后用水解三糖或 更高寡糖等寡糖的酶進一步糖化等步驟，使高純度麥芽糖的生產成為可能。通過使用選自 β -淀粉酶、異淀粉酶和支鏈淀粉酶的至少兩種酶將液化產物糖化。在下一步驟中，應用麥 芽糖α-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶。糖化過程可以在設定的標準時段內執行，直到麥芽糖的 純度達到平衡，通常需要24至72小時。
[0004] US 6, 284, 498涉及一種生產富含麥芽糖的糖漿的方法，包括如下連續步驟：進行 淀粉乳的液化，在存在麥芽糖α-淀粉酶的情況下進行液化淀粉乳的糖化，在存在β-淀粉 酶和至少一種選自支鏈淀粉酶和異淀粉酶的脫支酶的情況下繼續將液化淀粉乳糖化，目的 是獲得富含麥芽糖的糖漿。該方法使獲得麥芽糖豐度為86%并含有6. 6%葡萄糖和7. 4% DP3+的糖漿成為可能。
[0005] US 6, 346, 400涉及一種生產富含麥芽糖的糖漿的方法，包括：液化，在存在β -淀 粉酶和至少一種選自支鏈淀粉酶和異淀粉酶的脫支酶的情況下進行糖化，對液化淀粉乳實 施分子篩分以便收集富含麥芽糖的餾分，隨后使所述富含麥芽糖的餾分與麥芽糖α -淀粉 酶發生接觸，目的是獲得富含麥芽糖的糖漿。
[0006] 仍進一步需要提供富含麥芽糖而DPI含量較低且優選地DP3含量也較低的糖漿的 方法。


【發明內容】

[0007] 本發明涉及用于制備含有麥芽糖的糖漿的方法，包括如下連續步驟：
[0008] a)進行淀粉乳的液化；
[0009] b)在存在α -淀粉酶、β -淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫 支酶的情況下，進行液化淀粉乳的糖化；
[0010] c)進一步添加麥芽糖α -淀粉酶和/或異淀粉酶，以獲得含有麥芽糖的糖楽，該糖 漿含有基于干物質計至少85%的麥芽糖和基于干物質計少于1. 5%的葡萄糖；并且 [0011] 其中在步驟b)中，糖化在存在步驟a)的液化中所施用的α-淀粉酶的殘余量的 情況下，優選地在存在占液化中所施用的α -淀粉酶總量的1 %至4%的殘余活性的情況下 發生。
[0012] 本發明還涉及含有麥芽糖的糖漿，該糖漿含有基于干物質計至少85%的麥芽糖和 基于干物質計少于1. 5%的葡萄糖，其干物質含量為25%至75%，并且所述含有麥芽糖的 糖漿通過本發明的方法獲得。

【具體實施方式】
[0013] 本發明涉及用于制備含有麥芽糖的糖漿的方法，包括如下連續步驟：
[0014] a)進行淀粉乳的液化；
[0015] b)在存在α -淀粉酶、β -淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫 支酶的情況下，進行液化淀粉乳的糖化；
[0016] c)進一步添加麥芽糖α -淀粉酶和/或異淀粉酶，以獲得含有麥芽糖的糖楽，該糖 漿含有基于干物質計至少85%的麥芽糖和基于干物質計少于1. 5%的葡萄糖；并且
[0017] 其中在步驟b)中，糖化在存在步驟a)的液化中所施用的α-淀粉酶的殘余量的 情況下，優選地在存在占液化中所施用的α -淀粉酶總量的1 %至4%的殘余活性的情況下 發生。
[0018] 液化在存在α -淀粉酶的情況下進行。
[0019] 淀粉的液化和糖化可以各種方式進行，但本發明證明將液化與特定的糖化步驟 相結合使獲得一種麥芽糖漿成為可能，該糖漿含有基于干物質計至少85%的麥芽糖（= DP2)，至少87%、至少90%的麥芽糖，以及基于干物質計少于1.5%的葡萄糖（=DPI)，優 選地基于干物質計少于1 %的葡萄糖，并優選地包含少于10 %的DP3,更優選地包含少于 10%的聚合度為3或更高的寡糖（=0?3+)。
[0020] 對任何植物源的淀粉進行液化。例如，所述淀粉可源自小麥、玉米或馬鈴薯。
[0021] 所述液化被認為是淀粉乳的受控水解，其優選地在存在諸如α -淀粉酶等酶的情 況下進行，以獲得轉化度低的液化淀粉乳。因此，溫度、pH值、酶（種類和濃度）被選擇成 使得它們可以使獲得不超過6、優選地為4至5的DE(=葡萄糖當量）成為可能。
[0022] 優選地，以三個步驟執行液化：第一步包括在105°C至108°C范圍內的溫度下并在 存在熱穩定α -淀粉酶的情況下將淀粉乳加熱幾分鐘，通常為8至15分鐘，不超過20分鐘。 第二步包括將淀粉乳加熱幾分鐘，從而在140°C至160°C范圍內、優選地在145°C至155°C 范圍內的溫度下進行處理，加熱時間為5至8分鐘，但不超過20分鐘。在冷卻至約95°C至 l〇〇°C之后，添加第二小劑量的α -淀粉酶并使液化繼續另外30至50分鐘，因此使液化得 到調整以便獲得D. Ε為4至6、優選地為4至5的淀粉漿。
[0023] 根據本發明的液化使制備4至6、優選地4至5的D. Ε成為可能，其中對寡糖（DPn) 的組成作了預微調，以供后續的糖化使用。
[0024] -旦液化步驟結束，就進行受控的抑制，使得僅對α -淀粉酶實施部分抑制。優選 地，所述部分抑制在pH值為3. 5至4且溫度不高于100°C的條件下進行。所述部分抑制在1 至10分鐘的時間段中進行。殘余的（仍保持活性）α -淀粉酶進一步用于后續的糖化步驟。 優選地，殘余的α -淀粉酶對應于在液化的第二次定量給料中所添加總量的5%至15%。最 后，殘余的α-淀粉酶對應于在液化的第二次定量給料中所添加總量的7%至12%。與液 化期間添加的α-淀粉酶的實際總量（=劑量1+第二劑量）相比，殘余活性對應于α-淀 粉酶總量的1 %至4%，優選地1.4%至3%。
[0025] 優選地，液化淀粉乳的糖化在存在α -淀粉酶、β -淀粉酶以及作為脫支酶的支鏈 淀粉酶的情況下進行，其中所述糖化在存在步驟a)的液化中所施用的α-淀粉酶的殘余量 的情況下，在存在占液化中所施用的α -淀粉酶總量1 %至4%、或1. 4%至3%的殘余活性 的情況下發生。
[0026] 然后，通過添加 β -淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫支酶， 使糖化繼續進行。優選地添加支鏈淀粉酶。添加脫支酶使得能夠將1，6_鍵水解，從而減 少高度支化的寡糖的量。優選地，淀粉酶與脫支酶的比率為1 : 1至1 : 4。優選地， β-淀粉酶與支鏈淀粉酶的比率為1 : 1至1 : 4。從1 : 1至1 : 5或甚至最多至1 : 10 的比率是本發明的一部分。優選地，在施用支鏈淀粉酶作為脫支酶時，β-淀粉酶與支鏈淀 粉酶的比率為1 : 2至1 : 4,并優選地施用從1 : 3至1 : 4的較高上端。
[0027] 向至此已處理的淀粉乳中添加麥芽糖α -淀粉酶和/或異淀粉酶，添加時刻在總 糖化時間已過去約20至50 %時，優選地在總糖化時間已過去約25至35 %時，優選地在總 糖化時間已過去約25至30%時。麥芽糖α-淀粉酶是一種外切α-淀粉酶，其負責1， 4_ α-糖苷鍵的外切水解。異淀粉酶為脫支酶，其將1，6-鍵水解并減少逆產物的量。
[0028] 在典型過程中，總糖化時間為約16至30小時，優選20至24小時，并且在總糖化 時間已過去7至8小時之后再添加麥芽糖α-淀粉酶和/或異淀粉酶。
[0029] 糖化因此繼續進行，直至獲得富含麥芽糖的糖漿，該糖漿包含基于干物質計至少 85 %、或至少87 %、至少90 %的麥芽糖，以及基于干物質計少于1. 5 %、優選地基于干物質 計少于1 %的葡萄糖。
[0030] 更優選地，進行糖化以獲得富含麥芽糖的糖漿，使得該糖漿包含基于干物質計至 少85 %的麥芽糖和基于干物質計少于1. 5%的葡萄糖，優選地基于干物質計少于1 %的葡 萄糖，以及基于干物質計少于10 %的DP3或少于10 %的聚合度為3或更高的聚合物（= DP3+)，優選地少于5 %的DP3+。甚至更優選地，聚合度高于3的聚合物可忽略不計，并且 聚合度為3的聚合物的量基于糖漿的干物質計低于5%，更優選地低于5%，最優選地低于 1%。
[0031] 最后，在更臨近糖化步驟結束時，添加補充的α -淀粉酶。該特定的低量可進一步 改善后續的下游處理。α -淀粉酶在總糖化時間已過去約70至85%時添加，優選地在總糖 化時間已過去約80至83%時添加。這可對應于在糖化處理結束之前約4小時。
[0032] 本發明的方法使獲得麥芽糖含量非常高（=至少85%，或至少87%、至少90% ) 成為可能，而葡萄糖的含量低于1. 5%、DP3的量較低并且其中長鏈寡糖存量減少的產物。 DPn的組成與通常在液化和糖化之后所獲得的組成不同。特別地，在后續的糖化步驟中使用 殘余的α-淀粉酶并在糖化臨結束時進一步添加 α-淀粉酶有助于改變DPn (寡糖）餾分 的組成。更高的寡糖（=鏈更長）的量減少。
[0033] 由此獲得的糖化糖漿可根據眾所周知的去礦化過程（例如通過施用離子交換樹 脂）進行純化。作為另一種選擇，糖化糖漿可在預涂過濾器上濾過或通過膜微量過濾，然后 進行去礦化過程。
[0034] 本發明還涉及含有麥芽糖的糖漿，該糖漿包含基于干物質計至少85%的麥芽糖和 基于干物質計少于1. 5%的葡萄糖，優選地基于干物質計少于1 %的葡萄糖，其干物質含量 為25至75 %，優選地30至65 %，更優選地35至60 %，并且所述含有麥芽糖的糖漿通過本 發明的方法獲得。出人意料地，據發現，通過施用本發明的方法無需另外的純化步驟便直接 獲得了具有以干物質計的當前組成的麥芽糖漿。
[0035] 優選地，該糖漿含有基于干物質計至少87%的麥芽糖、更優選地至少89%、至少 90%的麥芽糖以及少于1%的葡萄糖。最后，該糖漿含有基于糖漿的干物質計少于10%的 DP3,或優選地少于10%的聚合度高于3的聚合物，更優選地少于8%的DP3+(=聚合度為3 以及更高的寡糖）、甚至少于5%的DP3+。該糖漿具有的干物質含量為25至75%，優選地 30至65 %，更優選地35至60 %。
[0036] 到目前為止已獲得了葡萄糖量較低而麥芽糖量較高（最高至80%)，以及麥芽糖 含量非常高（最高至90% )且具有相當量的殘余葡萄糖（5至7% )的糖漿。本發明已證 實，通過根據本方法施用液化并如本發明的權利要求所述將所述液化與糖化步驟相結合， 能夠出人意料地獲得麥芽糖含量非常高（至少85% )且葡萄糖量較低（少于1. 5% )的麥 芽糖漿。并且最終DP3的含量也低，少于10%，優選地少于5%。此外，從DP4開始的DPn 餾分具有顯著不同的組成，使得長鏈寡糖的量減少。該改變的組成使本發明的最終產物更 加穩定，并且其是通過氫化作用制備麥芽糖醇的更好的前體。
[0037] 通過本發明的方法可獲得的這種富含麥芽糖的糖漿可用于食品應用或工業應用， 或者可用作麥芽糖醇的前體或結晶麥芽糖的前體或作為分子篩分法的進料。
[0038] 作為麥芽糖醇的前體，去礦化的糖化糖漿可直接氫化以獲得富含麥芽糖醇的糖 漿。
[0039] 此外，富含麥芽糖的糖漿可作為分子篩分法的進料底物施加，或者其可以直接結 晶以獲得結晶麥芽糖。
[0040] 下文將用以下實例的形式對本發明進行舉例說明。
[0041] 實Μ
[0042] 實例 1
[0043] 液化
[0044] 在pH值調為5. 8 (± 1)并定量給料0· 08-0. 1 %的α -淀粉酶（Spezyme，杰能科公 司（Genencor))之后，使用噴射式蒸煮鍋在108°C下對干物質含量介于27-35% ds(干物 質）之間的淀粉漿進行液化。在8-15分鐘之后，通過常壓閃蒸使糊化溫度降至KKTC，然后 將漿液發送至152°C的第二個噴射式蒸煮鍋。在糊化5-8分鐘后，使漿液冷卻至100°C，并 添加第二劑量（〇. 025% )的相同α -淀粉酶，對該量進行調節以便達到4-6的DE(目標值 4. 5)。
[0045] 在攪拌塔上于100°C下反應30-50分鐘之后，在100°C下將液化產物的pH調節為 3_4(目標值3. 5-4)，保持最多10分鐘，以抑制部分α-淀粉酶。在該處理后，作為第二劑 量添加的α -淀粉酶的7至10%得以維持。
[0046] 實例 2
[0047] 糖化-配方1
[0048] 使用實例1的產物。在存在殘余α -淀粉酶和〇· 1 %的β -淀粉酶（Optimalt 131^，杰能科公司（6611611(3〇1'))以及0.4%的支鏈淀粉酶（?1'〇1]1〇271116 02，諾維信公司 (Novozyme))的情況下，于pH 4. 8-5.0開始糖化。在反應7-8小時之后，添加0.02%的麥 芽糖ct-淀粉酶（Maltogenase，諾維信公司（Novozyme))。
[0049] 在卸空糖化裝置之前至少4小時，添加0. 1-0. 2%的α -淀粉酶（Liquozyme X，諾 維信公司（Novozyme))。在24-30小時的總糖化時間之后，獲得了下列組成：葡萄糖< 1%， 麥芽糖（=DP2)85-87%，DP3(=聚合度為3的寡糖）7-10%，DP4+(聚合度為4或更高的 寡糖）< 5%。
【權利要求】
1. 一種用于制備含有麥芽糖的糖漿的方法，包括如下連續步驟： a) 進行淀粉乳的液化； b) 在存在α -淀粉酶、β -淀粉酶以及選自支鏈淀粉酶、異淀粉酶及其混合物的脫支酶 的情況下，進行所述液化淀粉乳的糖化； c) 進一步添加麥芽糖α -淀粉酶和/或異淀粉酶，以獲得含有麥芽糖的糖漿，所述糖漿 含有基于干物質計至少85%的麥芽糖和基于干物質計少于1. 5%的葡萄糖；并且 其中在步驟b)中，所述糖化在存在步驟a)的所述液化中所施用的α-淀粉酶的殘余 量的情況下，優選地在存在占所述液化中所施用的α -淀粉酶總量的1 %至4%的殘余活性 的情況下發生。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中在步驟b)中β-淀粉酶與脫支酶的比率為1 : 1 至 1 : 4。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中在步驟b)中所述脫支酶為支鏈淀粉酶。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中在步驟a)中發生所述液化，直到D.E 不大于6為止。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中在步驟c)中麥芽糖α-淀粉酶和/ 或異淀粉酶的所述添加發生在所述總糖化時間已過去約20至50%時。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中在步驟c)之后添加補充的α -淀粉 酶。
7. 根據權利要求5所述的方法，其中所述α -淀粉酶在總糖化時間已過去約70至85% 時添加。
8. 根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中在步驟c)中所述含有麥芽糖的糖漿 包含基于干物質計至少85 %的麥芽糖和基于干物質計少于1. 5 %的葡萄糖以及基于干物 質計少于10%的DP3。
9. 一種含有麥芽糖的糖漿，其包含基于干物質計至少85%的麥芽糖和基于干物質計 少于1. 5%的葡萄糖，其干物質含量為25至75%，并且所述含有麥芽糖的糖漿通過根據權 利要求1至8中任一項所述的方法獲得。
10. 根據權利要求9所述的含有麥芽糖的糖漿，其中所述糖漿含有基于干物質計少于 10_DP3。
11. 根據權利要求9或10所述的含有麥芽糖的糖漿，其中所述糖漿含有基于干物質計 至少89 %的麥芽糖。
12. 根據權利要求9至11中任一項所述的含有麥芽糖的糖漿，其中所述糖漿含有基于 干物質計少于1%的葡萄糖。
13. 根據權利要求9至12中任一項所述的含有麥芽糖的糖漿，其中所述糖漿含有基于 干物質計少于5%的DP3。
【文檔編號】C12P19/12GK104093849SQ201380007139
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年1月24日 優先權日:2012年1月31日
【發明者】T.富爾蘭, L.納塔羅尼, P.托羅梅利 申請人:卡吉爾公司