一種淀粉質原料的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種淀粉質原料的處理方法。
【背景技術】
[0002]目前國內企業對淀粉質原料(以玉米為例)進行預處理的方法為:將玉米粉加入水中調漿得到漿液，然后，添加氫氧化鈣調節漿液的pH值為6.0-6.5，并加入淀粉酶，一次噴射至80-95°C，維持碘試合格后進行壓濾，制得液化清液。
[0003]上述方法存在以下缺陷:(1)淀粉酶很難與玉米粉混合均勻，液化效果不穩定。(2)淀粉利用率低。(3)液化不徹底，制糖糧耗高，雖然加入了比較多的淀粉酶，但是淀粉質原料仍然很難液化，即使最后勉強使液化液碘試合格，但是液化液壓濾困難，濾渣粘性大，含水量高，不但會把部分糖液帶入濾渣中，同時還造成淀粉酶的浪費。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提供一種能夠降低酶解殘渣中的殘淀粉含量、降低酶解清液的DE值和提高酶解清液的透光率的淀粉質原料處理方法。
[0005]本發明的發明人在研究中發現，淀粉質原料在100-160°C才能真正溶解，但是現有技術中由于顧慮到高溫會造成淀粉酶的完全或部分失活則不會采用如此高的糊化溫度，而是先在較低溫度噴射一次，并維持較長時間，再在較高溫度再噴射一次。本發明的發明人經過研究，改變了現有的兩次噴射的工藝，采用一次噴射和兩次加酶的工藝，通過控制糊化溫度和時間至一定范圍，既可以使糊化徹底，又不會導致淀粉酶失活，同時還會降低糊化黏液的粘度；通過分批加入淀粉酶和控制液化維持溫度至淀粉酶的最適溫度，并通過控制第二次加酶的方式為沿噴射后的物料管道加入的方式，從而使淀粉酶充分發揮作用，得到良好的酶解效果，繼而完成了本發明。
[0006]本發明提供了一種淀粉質原料的處理方法，該方法包括以下步驟:
[0007](1)將由淀粉質原料得到的淀粉漿液與部分淀粉酶混合，得到混合物，將該混合物與蒸汽在噴射器中進行接觸，接觸的條件使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為105_115°C，并在該溫度下保持5-8分鐘；
[0008](2)將步驟(1)的與蒸汽接觸后的混合物與剩余部分的淀粉酶混合，閃蒸，降溫至95-98 °C，進行酶解，
[0009]其中，步驟(1)中的部分淀粉酶的用量與步驟(2)中的剩余部分的淀粉酶的用量的重量比為1:0.3-0.7，所述剩余部分的淀粉酶沿噴射后的物料管道加入。
[0010]通過以上技術方案，本發明方法能夠降低酶解殘渣中的殘淀粉含量和酶解清液的DE值，從而提高了淀粉利用率，液化徹底，而且，本發明方法提高了酶解清液的透光率，酶解效果顯著提高。
[0011]在本發明的優選實施方式中，通過調整液化工藝，能夠實現干物質含量較高(32-40重量％ )的淀粉漿液的高效液化，在保證較佳的液化和糖化效果的前提下節省了制備淀粉漿液(調漿)過程中的用水量(對于年消耗13萬噸淀粉質原料的生產線，每年至少節約4.5萬噸)。
[0012]本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0013]以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0014]在本發明中，在未作相反說明的情況下，術語“DE值”是指還原糖(以葡萄糖計)占料液干物質的百分比。
[0015]本發明提供的淀粉質原料的處理方法包括以下步驟:
[0016](1)將由淀粉質原料得到的淀粉漿液與部分淀粉酶混合，得到混合物，將該混合物與蒸汽在噴射器中進行接觸，接觸的條件使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為105-125°C (優選為110-120°C )，并在該溫度下保持5-8分鐘(優選為6-7分鐘);
[0017](2)將步驟(1)的與蒸汽接觸后的混合物與剩余部分的淀粉酶混合，閃蒸，降溫至95-98 °C，進行酶解，
[0018]其中，步驟(1)中的部分淀粉酶的用量與步驟(2)中的剩余部分的淀粉酶的用量的重量比為1:0.3-0.7(優選為1:0.4-0.6)，所述剩余部分的淀粉酶沿噴射后的物料管道加入。“噴射后的物料管道”是指與蒸汽在噴射器中進行接觸后的物料從噴射器進入閃蒸(閃蒸系統)步驟流經的物料輸送管道，可以理解為噴射器的物料輸出管道。
[0019]本發明中，步驟(1)的與蒸汽接觸后的混合物與步驟(2)中的剩余部分的淀粉酶的混合在物料降溫至95-98°C之前進行，即，在進行閃蒸前，使沿噴射后的物料管道加入剩余部分的淀粉酶與步驟(1)的與蒸汽接觸后的混合物混合，然后再進行閃蒸和酶解。其中，為了獲得更佳的處理效果，優選地，所述剩余部分的淀粉酶在噴射后的物料管道中與步驟
(1)的與蒸汽接觸后的混合物混合。
[0020]根據本發明，只要將剩余部分的淀粉酶沿噴射后物料管道加入即可實現本發明的目的，優選情況下，控制所述剩余部分的淀粉酶進入噴射后的物料管道中的速率為l_2m/s，更優選為1.3-1.8m/s。
[0021]根據本發明，所述淀粉酶的用量適量為好，綜合酶解效果和成本考慮，相對于每噸以干重計的淀粉質原料，所述淀粉酶的總用量為400-450g，優選為420-450g。
[0022]淀粉酶是指能夠分解淀粉糖苷鍵的一類酶的總稱，所述淀粉酶一般包括a -淀粉酶、β -淀粉酶、糖化酶和異淀粉酶。
[0023]a -淀粉酶又稱淀粉1，4-糊精酶，它能夠任意地、不規則地切開淀粉鏈內部的a -1，4-糖苷鍵，將淀粉水解為麥芽糖、含有6個葡萄糖單位的寡糖和帶有支鏈的寡糖。生產此酶的微生物主要有枯草桿菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。
[0024]β -淀粉酶又稱淀粉1，4-麥芽糖苷酶，能夠從淀粉分子非還原性末端切開1，4-糖苷鍵，生成麥芽糖。此酶作用于淀粉的產物是麥芽糖與極限糊精。此酶主要由曲霉、根霉和內孢霉產生。
[0025]糖化酶又稱淀粉a-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非還原性末端，以葡萄糖為單位，依次作用于淀粉分子中的a-1，4-糖苷鍵，生成葡萄糖。糖化酶作用于支鏈淀粉后的產物有葡萄糖和帶有α-1，6-糖苷鍵的寡糖；作用于直鏈淀粉后的產物幾乎全部是葡萄糖。此酶產生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、擬內抱霉、紅曲霉。
[0026]異淀粉酶又稱淀粉a -1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于支鏈淀粉分子分枝點處的ct-1,6-糖苷鍵，將支鏈淀粉的整個側鏈切下變成直鏈淀粉。此酶產生菌主要是嫌氣桿菌、芽孢桿菌及某些假單孢桿菌等細菌。
[0027]根據本發明，優選使用a-淀粉酶和/或異淀粉酶。在a-淀粉酶中，目前多用耐高溫a-淀粉酶，耐高溫a-淀粉酶具有極好的耐熱性，其是采用地衣芽孢桿菌經深層培養，提取等工序精制而成，能隨機水解淀粉、糖原及其降解物內部的ct -1，4葡萄糖苷鍵使得膠狀淀粉溶液的粘度迅速下降，產生可溶性糊精和寡聚糖，過度的水解可產生少量葡萄糖和麥芽糖。因此，本發明中最優選使用耐高溫α-淀粉酶。
[0028]按照本發明，由淀粉質原料得到淀粉漿液的方法可以采用本領域技術人員公知的各種常規的方法，例如，將淀粉質原料粉碎，將粉碎后的產物與水混合得到淀粉漿液。將淀粉質原料粉碎的條件和方式沒有特別的限制，只要能夠使淀粉質原料充分破碎即可，優選情況下，得到的粉碎后的產物的平均粒徑為10-50微米。將粉碎后的產物與水混合得到淀粉漿液的過程中，水的用量沒有特別限定，以淀粉質原料的干重計，控制所述淀粉漿液的濃度優選為32-40重量％，更優選為35-40重量％。本發明的發明人發現，通過以上優選的液化條件能夠更好地實