一種制備淀粉糖的糖化工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種制備淀粉糖的糖化工藝，通過在淀粉乳經液化后得到的料液中添加微生物源天然防腐劑，以料液的體積為基準，微生物源天然防腐劑的添加量為0.1-10g/L。糖化過程中，取樣檢測料液的pH值，當料液的pH值低于糖化酶的最佳活性pH范圍時，則通過加堿調節料液的pH值至糖化酶的最佳活性pH范圍內，然后補充添加微生物源天然防腐劑，維持料液的pH值在糖化酶的最佳活性pH范圍內。微生物源天然防腐劑的添加抑制了料液中微生物的產生，保持料液的pH值的穩定；減少了糖化過程中堿的使用量，大大降低了后續離子交換的負荷和工人操作上的難度；縮短了糖化時間，改善了糖化的最終效果。
【專利說明】一種制備淀粉糖的糖化工藝
【技術領域】
[0001] 本發明屬于淀粉糖的制備領域，特別涉及淀粉糖制備工藝中的糖化工藝，尤其適 用于制備麥芽糖的糖化工藝。
【背景技術】
[0002] 利用含淀粉的糧食、薯類等為原料，經過酸法、酸酶法或雙酶法制取的糖統稱為淀 粉糖，包括麥芽糖、葡萄糖、果葡糖漿等。
[0003] 酸法是利用酸為催化劑，在高溫高壓下水解淀粉的方法。該方法工藝簡單、生產周 期短，但對于設備的耐腐蝕性、耐高溫性、耐高壓性要求較高，而且生產過程中生成的副產 物較多，水解程度不易控制，目前工業上已較少使用酸法制備淀粉糖。酸酶法指將淀粉用酸 水解成糊精或低聚糖，然后再利用糖化酶進行糖化。雙酶法指淀粉先經過液化酶液化成糊 精或低聚糖，再利用糖化酶進行糖化。酸酶法和雙酶法在水解質量及原料利用率有較大優 勢，為工業中常用的淀粉糖制備方法。
[0004] 酸酶法和雙酶法均利用糖化酶進行糖化，為淀粉糖的生產中的關鍵工藝。糖化酶 作用于淀粉分子時，不僅可以水解α -1，4葡萄糖糖苷鍵，還能水解α -1，6葡萄糖糖苷鍵和 α-1，3葡萄糖糖苷鍵。糖化工藝的時間一般較長，而且糖化溫度比較低，另外由于豐富碳源 的存在，很容易滋生微生物，微生物產生的二氧化碳、有機酸等會導致糖化液的pH值不斷 的降低。但糖化酶的活性對pH值有較高的要求，過低的pH值會大大降低糖化酶的活性，甚 至失去活性。生產中一般通過在糖化過程中不斷添加堿來穩定糖化液的pH值，以保證糖化 酶維持在較高的活性狀態。但是堿的添加，一方面增加了人工控制的難度，另一方面也增加 了后續離子交換的負荷，從而大大增加了生產成本。
[0005] 微生物源天然防腐劑是通過微生物體產生的抑菌物質，主要有乳酸鏈球菌素、納 他霉素、溶菌酶、ε-聚賴氨酸、曲酸、苯乳酸等。近年來，隨著人們對食品安全性要求的提 高，天然防腐劑的應用也隨之不斷擴大。作為天然防腐劑中研究與應用最為深入的微生物 源天然防腐劑，以其抗菌能力強、對人體無毒無害、易溶水性、熱穩定性強、pH值適用范圍 廣、不易被細菌利用、不影響食品本身風味口感等優點被廣泛關注。微生物源天然防腐劑已 廣泛應用于干酪、糕點、肉制品、水產品等食品中。
[0006] 乳酸鏈球菌素是以蛋白質為原料，通過乳酸鏈球菌發酵提取而成的一種多肽物 質。能夠抑制大部分革蘭氏陽性菌的生長和繁殖，還包括對產芽孢桿菌、耐熱腐敗菌、生孢 梭菌等的抑制作用。
[0007] 納他霉素是一種由鏈霉菌發酵產生的天然抗真菌化合物，屬于多烯大環內酯類。 既可以廣泛有效的抑制各種霉菌、酵母菌的生長，又能抑制真菌毒素的產生。
[0008] 溶菌酶是一種能水解致病菌中黏多糖的堿性酶，以蛋清為原料富含堿性氨基酸。 其對革蘭氏陽性菌、好氣性孢子形成菌等均有良好的抗菌能力，尤其對溶壁微球菌的溶菌 能力最強。溶菌酶本身是一種無毒、無害、安全性很高的蛋白質，且具有一定的保健作用。
[0009] ε -聚賴氨酸是一類由25-30個L-賴氨酸中ε -氨基和α -羰基通過酰胺鍵結合 而成的直鏈狀多聚氨基酸，在中性或微酸、微堿性環境中均有較強的抑菌性。ε -聚賴氨酸 具有較好的廣譜抑菌性，對酵母菌、革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌及霉菌均有一定程度的抑 菌作用。
[0010] 苯乳酸親水性較強，能夠在各種食品體系中均勻分散，對熱和酸的穩定性也較好。 苯乳酸具有較廣的抑菌譜，能抑制食源性致病菌、腐敗菌，特別是真菌的污染。
[0011] 曲酸為弱酸性有機物，一般由多種霉菌（米曲霉、黃曲霉、白色曲霉等）在生長過 程中經糖代謝產生。一定濃度的曲酸對大腸桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌等食品中常見 污染細菌都具有良好的抑制作用。
【發明內容】
[0012] 本發明提供一種制備淀粉糖的糖化工藝，減少了糖化過程中堿的使用量，使后處 理操作簡單，產品純度提高。
[0013] 本發明所采取的技術方案為：
[0014] -種制備淀粉糖的糖化工藝，在淀粉乳經液化后得到的料液中添加微生物源天然 防腐劑，以料液的體積為基準，所述微生物源天然防腐劑的添加量為〇. 1-10. 〇g/L。
[0015] 所述微生物源天然防腐劑為乳酸鏈球菌素、納他霉素、溶菌酶、ε -聚賴氨酸、曲酸 或苯乳酸中的至少一種。所述微生物源天然防腐劑應為食品級，滿足食品安全要求。可以 針對不同微生物源天然防腐劑的抑菌范圍，及實際需要，選擇不同種類的微生物源天然防 腐劑。另外，可將不同種類的微生物源天然防腐劑進行復配，利用不同防腐劑之間可能產生 的協同作用，加強各種防腐劑對食品中雜菌的抑菌針對性，最終達到良好的抑菌效果。
[0016] 所述制備淀粉糖的糖化工藝，包括如下步驟：
[0017] (1)將淀粉乳經液化后得到的料液調節至糖化溫度，然后將料液的pH值調節至糖 化酶的最佳活性pH范圍內；
[0018] (2)在步驟⑴得到的料液中添加微生物源天然防腐劑，后添加糖化酶進行糖化；
[0019] (3)到達糖化終點后，料液經過滅酶、過濾處理，結束糖化過程；
[0020] 以料液的體積為基準，所述步驟（2)中微生物源天然防腐劑的添加量為 0.1-10. 0g/L〇
[0021] 在糖化工藝之前一般先進行液化工藝，液化是使淀乳粉發生部分水解，暴露出更 多可被糖化酶作用的非還原性末端，同時粘度下降，流動性增強，為糖化酶的作用提供有利 條件。所述淀粉乳的液化方法依據水解動力的不同可分為酸法或酶法，依據生產工藝的不 同可分為間歇式、半連續式或連續式，依據液化設備的不同可分為管式、罐式或噴射式。實 際應用中各類方法存在交叉現象，如間歇升溫液化法、連續噴射液化法等。
[0022] 當采用酸進行液化時，在酸和熱的作用下會發生復合和分解反應，影響產率，另外 還會增加淀粉糖精制工藝的困難。淀粉乳濃度越高，后續液化得到的料液中的葡萄糖濃度 越大，葡萄糖的復分解反應就越強烈，生成的帶苦味的龍膽二糖和其他低聚糖越多；淀粉乳 濃度越低，料液中的葡萄糖濃度越低，設備利用率降低，蒸發濃縮耗能越大。作為優選，所述 淀粉乳的濃度為10-30° Β?。
[0023] 當采用液化酶進行液化時，液化達到終點后，通過升溫或調整料液的pH值滅活液 化酶。所述液化酶包括α-淀粉酶等。
[0024] 所述糖化酶包括α -淀粉酶、β -淀粉酶、脫支酶等，可根據淀粉糖目標產物的不 同選擇不同的糖化酶進行糖化。
[0025] 針對不同淀粉原料、不同液化程度，所述淀粉酶的用量不同。提高糖化酶用量，糖 化速率加快，糖化時間縮短，但超過一定限度，復合反應嚴重，導致淀粉糖產率下降。由于淀 粉酶的作用是首先要與底物分子生成絡合物，然后才發生水解作用，使葡萄糖單位逐個從 糖苷鍵中裂解出來，因此應一次性添加足夠的糖化酶，以利于糖化酶生成絡合物。
[0026] 所述糖化溫度為50_65°C。淀粉糖制備工藝中，液化溫度一般高于糖化溫度， 因此淀粉乳經液化后得到的料液在糖化之前需進行降溫處理，料液經換熱或閃蒸降溫到 50-65。。。
[0027] 由于糖化酶的活性對pH值有較高的要求，過低的pH值會大大降低糖化酶的活性， 甚至失去活性，因此在添加糖化酶進行糖化之前，應調節料液的pH值至糖化酶的最佳活性 pH范圍內。每一種糖化酶的最佳活性pH范圍均有所差異，當糖化酶為多種時，可選擇多種 糖化酶的最佳活性pH范圍的交集。例如生產麥芽糖時，待糖化的料液的pH范圍一般控制 為4. 5-5. 5 ;生產葡萄糖時，待糖化的料液的pH范圍一般控制為4. 0-4. 5。
[0028] 為保證糖化過程中料液的pH值的穩定，作為優選，糖化過程中，取樣檢測料液的 pH值，當料液的pH值低于糖化酶的最佳活性pH范圍時，則通過加堿調節料液的pH值至糖 化酶的最佳活性pH范圍內，然后補充添加微生物源天然防腐劑，維持料液的pH值在糖化酶 的最佳活性pH范圍內；以淀粉乳的干基為基準，所述堿的添加量為0.2-0. 5kg/t。現有技 術中采用只通過添加堿維持料液的pH值的穩定的方法，以淀粉乳的干基為基準，堿的用量 為1. 5-5. Okg/t，本發明大大減少了糖化過程中堿的使用量。
[0029] 當料液中的淀粉糖目標產物不再增加后，即達到糖化終點，通過升溫或調整料液 的pH值滅活液化酶，結束糖化過程。
[0030] 作為優選，所述微生物源天然防腐劑為乳酸鏈球菌素，以料液的體積為基準，步 驟（2)中乳酸鏈球菌素的添加量為0.2-2. Og/L，補充添加的乳酸鏈球菌素的添加量為 0. 1-2. 0g/L〇
[0031] 所述微生物源天然防腐劑為曲酸，以料液的體積為基準，步驟（2)中曲酸的添加 量為0. 2-2. Og/L，補充添加的曲酸的添加量為0. 1-2. Og/L。
[0032] 此時糖化過程中只需要添加少量的堿來調節料液的pH值至糖化酶的最佳活性pH 范圍內，然后補充添加微生物源天然防腐劑，維持料液的pH值在糖化酶的最佳活性pH范圍 內，大大減少了糖化過程中堿的使用量。
[0033] 為使糖化過程中料液的pH值始終穩定在在糖化酶的最佳活性pH范圍內，不需要 加堿來調節料液的pH值，進一步減少了糖化過程中堿的使用量。進一步地優選，所述微生 物源天然防腐劑為溶菌酶，以料液的體積為基準，步驟（2)中溶菌酶的添加量為0. 2-2. 0g/ L ;所述糖化酶為β -淀粉酶、普魯蘭酶和麥芽三糖酶，糖化后制備得到麥芽糖。
[0034] 所述微生物源天然防腐劑為納他霉素，以料液的體積為基準，步驟（2)中納他霉 素的添加量為〇. 5-5. 0g/L ;所述糖化酶為β -淀粉酶、普魯蘭酶和麥芽三糖酶，糖化后制備 得到麥芽糖。
[0035] 所述微生物源天然防腐劑為乳酸鏈球菌素和溶菌酶的復配劑，其中乳酸鏈球菌 素的重量百分比為30% -70% ;以料液的體積為基準，步驟（2)中所述復配劑的添加量為 0. 1-2. Og/L ;所述糖化酶為β -淀粉酶、普魯蘭酶和麥芽三糖酶，糖化后制備得到麥芽糖。
[0036] 本發明的有益效果：
[0037] 本發明通過在淀粉乳經液化后得到的料液中添加微生物源天然防腐劑，抑制了料 液中微生物的產生，保持料液的pH值的穩定；減少了糖化過程中堿的使用量，降低了后續 離子交換的負荷和工人操作上的難度；縮短了糖化時間，改善了糖化的最終效果。
【具體實施方式】
[0038] 實施例1
[0039] (1)配制波美度為14.5° Β?的淀粉乳，然后用純堿調節淀粉乳的pH值至5. 2， 108°C下進行一次液化噴射，135°C下進行二次液化噴射。
[0040] (2)步驟（1)得到的料液分別經過一次閃蒸罐和二次閃蒸罐，閃蒸至75°C，然后經 過列管換熱器，與步驟（1)中淀粉乳換熱至60°C。
[0041] (3)測定步驟（2)中的料液pH值為5. 2,以料液的體積為基準，添加0· 2g/L的乳 酸鏈球菌素，以淀粉乳的干基為基準，然后添加1. 4kg/t的β -淀粉酶、1. 4kg/t的普魯蘭 酶、1. 8kg/t的麥芽三糖酶進行糖化。
[0042] (4)糖化過程中，每間隔6h取樣檢測料液的pH值，糖化30h左右，測得料液的pH 值小于4. 5,以淀粉乳的干基為基準，添加0. 2kg/t的NaOH調節料液的pH值至5. 2,以料液 的體積為基準，添加〇. lg/L的乳酸鏈球菌素，繼續間隔6h取樣檢測料液的pH值，之后檢測 料液的pH值比較穩定，基本穩定在5. 0-5. 2之間。糖化42h后，麥芽糖的含量達到了 89% 以上，升溫至80°C，進行滅酶處理。
[0043] (5)步驟（4)所得的料液降溫后，進行真空轉鼓過濾，得到澄清的料液，測定料液 中淀粉糖產物的含量，25°C下測定料液的電導率。測定結果如下：
[0044] 料液中淀粉糖產物的含量分別為：麥芽糖89. 50%，麥芽三糖1.51%，葡萄糖 4. 91%。
[0045] 糖化后料液的電導率為376 μ s/cm。
[0046] 實施例2
[0047] 本實施例與實施例1的不同之處在于，步驟（3)中添加的微生物源天然防腐劑為 曲酸，以料液的體積為基準，添加量為〇. 35g/L ;糖化24h左右，測得料液的pH值小于4. 5， 以淀粉乳的干基為基準，添加〇. 2kg/t的NaOH調節料液的pH值至5. 2,以料液的體積為基 準，補充添加〇.2g/L的曲酸。其他過程同實施例1。測定結果如下：
[0048] 糖化時間為45h。
[0049] 料液中淀粉糖產物的含量分別為：麥芽糖90. 12%，麥芽三糖1.58%，葡萄糖 4. 53%。
[0050] 糖化后料液的電導率為378 μ s/cm。
[0051] 實施例3
[0052] 本實施例與實施例1的不同之處在于，步驟（3)中添加的微生物源天然防腐劑為 溶菌酶，以料液的體積為基準，添加量為〇. 2g/L ;糖化過程中測得料液的pH值比較穩定，基 本穩定在5. 0-5. 2之間，無需補加溶菌酶。其他過程同實施例1。測定結果如下：
[0053] 糖化時間為40h。
【權利要求】
1. 一種制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，在淀粉乳經液化后得到的料液中添 加微生物源天然防腐劑，以料液的體積為基準，所述微生物源天然防腐劑的添加量為 0.1-10. 0g/L〇
2. 如權利要求1所述的制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，所述微生物源天然防腐 劑為乳酸鏈球菌素、納他霉素、溶菌酶、ε -聚賴氨酸、曲酸或苯乳酸中的至少一種。
3. 如權利要求1或2所述的制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，包括如下步驟： (1) 將淀粉乳經液化后得到的料液調節至糖化溫度，然后將料液的pH值調節至糖化酶 的最佳活性pH范圍內； (2) 在步驟（1)得到的料液中添加微生物源天然防腐劑，后添加糖化酶進行糖化； (3) 到達糖化終點后，料液經過滅酶處理，結束糖化過程； 所述淀粉乳的濃度為10-30° Β? ; 以料液的體積為基準，所述步驟（2)中微生物源天然防腐劑的添加量為0. 1-10. Og/L。
4. 如權利要求3所述的制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，糖化過程中，取樣檢測料 液的pH值，當料液的pH值低于糖化酶的最佳活性pH范圍時，則通過加堿調節料液的pH值 至糖化酶的最佳活性pH范圍內，然后補充添加微生物源天然防腐劑，維持料液的pH值在糖 化酶的最佳活性pH范圍內； 以淀粉乳的干基為基準，所述堿的添加量為〇. 2-0. 5kg/t。
5. 如權利要求4所述的制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，所述微生物源天然防腐 劑為乳酸鏈球菌素，以料液的體積為基準，步驟（2)中乳酸鏈球菌素的添加量為0. 2-2. 0g/ L，補充添加的乳酸鏈球菌素的添加量為0. 1-2. Og/L。
6. 如權利要求4所述的制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，所述微生物源天然防腐 劑為曲酸，以料液的體積為基準，步驟（2)中曲酸的添加量為0. 2-2. 0g/L，補充添加的曲酸 的添加量為〇· 1-2. 0g/L。
7. 如權利要求3所述的制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，所述微生物源天然防腐 劑為溶菌酶，以料液的體積為基準，步驟（2)中溶菌酶的添加量為0. 2-2. 0g/L ;所述糖化酶 為β -淀粉酶、普魯蘭酶和麥芽三糖酶，糖化后制備得到麥芽糖。
8. 如權利要求3所述的制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，所述微生物源天然防腐 劑為納他霉素，以料液的體積為基準，步驟（2)中納他霉素的添加量為0. 5-5. 0g/L ;所述糖 化酶為β -淀粉酶、普魯蘭酶和麥芽三糖酶，糖化后制備得到麥芽糖。
9. 如權利要求3所述的制備淀粉糖的糖化工藝，其特征在于，所述微生物源天然防腐 劑為乳酸鏈球菌素和溶菌酶的復配劑，其中乳酸鏈球菌素的重量百分比為30%-70%;以料 液的體積為基準，步驟（2)中所述復配劑的添加量為0. 1-2. 0g/L ;所述糖化酶為β -淀粉 酶、普魯蘭酶和麥芽三糖酶，糖化后制備得到麥芽糖。
【文檔編號】C12P19/16GK104099387SQ201410342307
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】鄭毅, 陳德水, 廖承軍, 毛錦輝, 毛寶興 申請人:浙江華康藥業股份有限公司