專利名稱：酶膜反應器連續糖化制備麥芽糖漿的方法
技術領域：
本發明涉及一種麥芽糖漿的制備方法，主要利用酶膜反應器，屬于淀粉糖技術領域。
背景技術：
麥芽糖漿是以淀粉為原料，經酶或酸酶結合的方法水解而制成的一種以麥芽糖為主的糖漿，甜度溫和、風味獨特，在抗褐變、防腐性、熱穩定性等方面都具有優良的特性，常被用作甜味劑、調濕劑、結晶抑制劑、穩定劑、填充劑在食品、發酵、香精香料等行業廣泛應用。由于麥芽糖具有較低滲透壓、緩慢釋放葡萄糖、代謝速度較葡萄糖慢、不參加胰島素糖代謝等特性，在醫學上常用高純度麥芽糖代替葡萄糖配制靜脈注射液用于糖尿病患者的治療過程。目前，國內外以淀粉為原料生產麥芽糖漿的方法根據糖化方式的不同大體可分為酸法、酶法、酸酶法、酶酸法等。因為酶制劑的反應條件比較溫和、專一性很強、催化效率較高，酶法成為目前最主要的生產麥芽糖漿的方法。為了生產高純度的麥芽糖漿，在20世紀90年代研究人員就開始利用雙酶或多酶協同多步法來生產麥芽糖漿，并取得了較大的進展。目前，我國關于麥芽糖漿的工業化生產技術基本成熟，通常采用多步酶法，但所生產的麥芽糖漿純度低，約為70 80%，而且存在糖化反應耗時較長、酶的利用率低、不能循環生產等問題。

發明內容
本發明提供一種酶膜反應器連續糖化制備麥芽糖漿的方法，通過在酶膜反應器中完成糖化過程，達到提高麥芽糖漿純度、提高酶的利用率、縮短生產周期等目的。本發明采取的技術方案是包括下列步驟
(1)在淀粉中加入水，含水量達到70 80%質量分數，在50 60°C條件下攪拌10 30min，使物料達到均勻狀態；
(2)液化過程中按照加酶量為l(Tl8U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進口液化噴射器進行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；
(3)采用二級酶膜反應器連續化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜或聚醚砜PES膜，糖化過程是將置于酶膜反應器中的液化液調整pH值為5. 4飛.2，按β -淀粉酶添加量為20(T300U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 5 0. 9PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量0. 9^1. 5MANU/g淀粉加酶，在55飛5°C溫度條件下攪拌糖化4 9h后開始循環，循環Hh后開始連續補料補水，使糖化液的干物質含量保持在2(Γ30%質量分數，糖化6 1 后補酶，β -淀粉酶補加6 10%，普魯蘭酶補加1(Γ15%，麥芽糖生成酶補加15 20%，補酶運作時間為2、h、采用連續流加補加方式，過濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達到干物質的88 擬％質量分數；(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入廣3%質量分數的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復一次，得到脫色后的糖化液；
脫色后的糖化液的離子交換，選用強酸性陽樹脂和大孔弱堿性陰樹脂，離子交換流程糖化液、陽柱、陰柱、陽柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹脂床高度600mm。本發明是以淀粉為原料，特別是玉米淀粉、大米淀粉或馬鈴薯淀粉。本發明以常見淀粉如玉米淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉等為原料，以耐高溫α -淀粉酶為液化酶，β -淀粉酶、普魯蘭酶和麥芽糖生成酶為糖化酶，采用酶膜反應器連續糖化工藝技術制備高純度麥芽糖漿。在此工藝條件下，可獲得純度超過90%的麥芽糖漿，在為超高純度麥芽糖漿的工業化生產及高結晶度麥芽糖及其糖醇的生產關鍵技術突破提供必要的技術支撐和依據的同時，提高糖化酶的利用率、縮短生產周期、降低能耗、提高生產能力。本發明與傳統的麥芽糖漿制備技術相比，具有以下的的優點糖化酶利用率高，酶解反應周期短，糖化工藝是經過優化的連續化生產工藝，大大縮短了產品的生產周期，縮短209Γ50%，降低能耗，提高生產效率等，本發明所述方法在酶膜反應器中制備麥芽糖漿，設備簡單，有利于工業化生產。
具體實施例方式實施例1
(1)在玉米淀粉中加入水，含水量達到70%質量分數，在50°C條件下攪拌30min，使物料達到均勻狀態；
(2)液化過程中按照加酶量為10U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進口液化噴射器進行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；
(3)采用二級酶膜反應器連續化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜，糖化過程是將置于酶膜反應器中的液化液調整pH值為5. 4，按β-淀粉酶添加量為200/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 5PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量0. 9MANU/g淀粉加酶，在55°C溫度條件下攪拌糖化4h后開始循環，循環Ih后開始連續補料補水，使糖化液的干物質含量保持在20%質量分數，糖化Mi后補酶，β -淀粉酶補加6%，普魯蘭酶補加10%，麥芽糖生成酶補加15%，補酶運作時間為池、采用連續流加補加方式，過濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達到干物質的88、洲質量分數；
(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入1%質量分數的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復一次，得到脫色后的糖化液；
脫色后的糖化液的離子交換，選用強酸性陽樹脂和大孔弱堿性陰樹脂，離子交換流程:糖化液、陽柱、陰柱、陽柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹脂床高度600mm。實施例2
(1)在玉米淀粉中加入水，含水量達到75%質量分數，在55°C條件下攪拌20min，使物料達到均勻狀態；(2)液化過程中按照加酶量為14U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進口液化噴射器進行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；
(3)采用二級酶膜反應器連續化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜，糖化過程是將置于酶膜反應器中的液化液調整pH值為5. 8，按β-淀粉酶添加量為250U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 7PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量1. 2MANU/g淀粉加酶，在60°C溫度條件下攪拌糖化6. 5h后開始循環，循環池后開始連續補料補水，使糖化液的干物質含量保持在25%質量分數，糖化9. 5h后補酶，β -淀粉酶補加8%，普魯蘭酶補加12. 5%，麥芽糖生成酶補加17. 5%，補酶運作時間為3. 5h、采用連續流加補加方式，過濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達到干物質的88、洲質量分數；
(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入洲質量分數的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復一次，得到脫色后的糖化液；
脫色后的糖化液的離子交換，選用強酸性陽樹脂和大孔弱堿性陰樹脂，離子交換流程糖化液、陽柱、陰柱、陽柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹脂床高度600mm。實施例3
(1)在玉米淀粉中加入水，含水量達到80%質量分數，在60°C條件下攪拌lOmin，使物料達到均勻狀態；
(2)液化過程中按照加酶量為18U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進口液化噴射器進行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；
(3)采用二級酶膜反應器連續化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜，糖化過程是將置于酶膜反應器中的液化液調整pH值為6. 2，按β -淀粉酶添加量為300U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 9PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量1. 5MANU/g淀粉加酶，在65°C溫度條件下攪拌糖化9h后開始循環，循環池后開始連續補料補水，使糖化液的干物質含量保持在30%質量分數，糖化1 后補酶，β -淀粉酶補加10%，普魯蘭酶補加15%，麥芽糖生成酶補加20%，補酶運作時間為證、采用連續流加補加方式，過濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達到干物質的88、洲質量分數；
(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入3%質量分數的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復一次，得到脫色后的糖化液；
脫色后的糖化液的離子交換，選用強酸性陽樹脂和大孔弱堿性陰樹脂，離子交換流程糖化液、陽柱、陰柱、陽柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹脂床高度600mm。實施例4
(1)在玉米淀粉中加入水，含水量達到70%質量分數，在55°C條件下攪拌20min，使物料達到均勻狀態；
(2)液化過程中按照加酶量為16U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進口液化噴射器進行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經150°C滅酶，得到液化液的DE值為3. 8 ；(3)采用二級酶膜反應器連續化糖化，選擇截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯(PVDF)膜作為酶膜反應器的濾膜，采用二級酶膜反應器進行糖化。糖化過程是將置于酶膜反應器中的液化液調整PH值為5. 8，按β -淀粉酶添加量為250U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 6PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量1. 2MANU/g淀粉加酶，在60°C溫度條件下攪拌糖化4h后開始循環，Ih后開始連續補料補水，使糖化液的干物質含量保持在2(Γ30%質量分數，糖化后補酶，β-淀粉酶補加8%，普魯蘭酶補加11%，麥芽糖生成酶補加17%，補酶運作時間為4h，采用連續流加補加方式，過濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達到干物質的88. 59%質量分數。(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入洲質量分數的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復一次，得到脫色后的糖化液，脫色率達到88. 5%;
脫色后的糖化液的離子交換，選用強酸性陽樹脂和大孔弱堿性陰樹脂，離子交換流程糖化液、陽柱、陰柱、陽柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80°C，糖漿流速30mL/min，樹脂床高度600mm，最終獲得麥芽糖含量達到90. 25%質量分數的高純度麥芽糖漿。上述各實施例中，玉米淀粉可換成大米淀粉或馬鈴薯淀粉，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜可用聚醚砜PES膜替換，其余參數不變。
權利要求
1.一種酶膜反應器連續糖化制備麥芽糖漿的方法，其特征在于包括下列步驟(1)在淀粉中加入水，含水量達到70 80%質量分數，在50 60°C條件下攪拌10 30min，使物料達到均勻狀態；(2)液化過程中按照加酶量為l(Tl8U/g淀粉添加耐高溫α-淀粉酶，采用進口液化噴射器進行噴射液化，噴射液化溫度為110°C，保溫IOmin后經150°C滅酶，得到液化液的DE值為3 5 ；(3)采用二級酶膜反應器連續化糖化，采用截留分子量為3000道爾頓的聚偏氟乙烯PVDF膜或聚醚砜PES膜，糖化過程是將置于酶膜反應器中的液化液調整pH值為5. 4飛.2，按β -淀粉酶添加量為20(T300U/g淀粉，普魯蘭酶添加量為0. 5 0. 9PUN/g淀粉，麥芽糖生成酶添加量0. 9^1. 5MANU/g淀粉加酶，在55飛5°C溫度條件下攪拌糖化4 9h后開始循環，循環Hh后開始連續補料補水，使糖化液的干物質含量保持在2(Γ30%質量分數，糖化6 1 后補酶，β -淀粉酶補加6 10%，普魯蘭酶補加1(Γ15%，麥芽糖生成酶補加15 20%，補酶運作時間為2、h、采用連續流加補加方式，過濾后得到的糖化液中麥芽糖的含量達到干物質的88 擬％質量分數；(4)糖化液的活性炭脫色兩次，是在糖化液中加入廣3%質量分數的活性炭，在80°C溫度條件下脫色30min，重復一次，得到脫色后的糖化液；脫色后的糖化液的離子交換，選用強酸性陽樹脂和大孔弱堿性陰樹脂，離子交換流程糖化液、陽柱、陰柱、陽柱、陰柱，離子交換條件為離子交換柱直徑為5cm，離子交換溫度為80 0C，糖漿流速30mL/min，樹脂床高度600mm。
2.根據權利要求書1所述的酶膜反應器連續糖化制備麥芽糖漿的方法，其特征在于淀粉為玉米淀粉或大米淀粉或馬鈴薯淀粉。
全文摘要
本發明涉及一種酶膜反應器連續糖化制備麥芽糖漿的方法，屬于麥芽糖漿的制備方法。將淀粉添加耐高溫α-淀粉酶進行噴射液化后，采用酶膜反應器連續化生產工藝，添加β-淀粉酶、普魯蘭酶、麥芽糖生成酶進行糖化，再經過活性炭脫色及離子交換精制得到純度超過90%的麥芽糖漿。優點糖化酶利用率高，酶解反應周期短，糖化工藝是經過優化的連續化生產工藝，大大縮短了產品的生產周期，縮短20%~50%，降低能耗，提高生產效率。
文檔編號C12P19/16GK102559812SQ20121001870
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者修琳, 劉回民, 劉惠麟, 劉景圣, 張大力, 王玉華, 蔡丹, 鄭明珠, 閔偉紅 申請人:吉林農業大學