稻米酶法制取超高纯度麦芽糖浆工艺研究..docVIP

稻米酶法制取超高纯度麦芽糖浆工艺研究 摘 要：以稻米为原料，以耐高温α- 淀粉酶为液化酶，以真菌淀粉酶和普鲁兰酶两种糖化酶协同糖化，研究稻米高纯度麦芽糖浆制取技术。结果表明：控制液化值为 14 左右，糖化时真菌淀粉酶和普鲁兰酶用量分别为0.6FAU/g干米淀粉和0.3PUN/g干米淀粉，糖化时间控制在18h左右、糖化温度59℃、糖化pH5.5，可以制得麦芽糖含量85%以上的超高麦芽糖浆。 目前我国稻谷的年产量已经达到了1.95 亿吨左右，占全国粮食总产量的40%、世界稻谷总产量的37%，居世界首位。每年稻谷初加工(碾米)中有近2000 万吨碎米等稻米副产品未得到很好的开发利用[1]。另外，我国稻谷生产阶段性与结构性过剩现象时有发生，如食用品质较差的早籼稻压库严重，给国家财政造成沉重负担，稻谷的价格下滑，严重影响农民收入的提高和农村经济的进一步发展。因此，如何通过稻米深加工途径来达到高效增值的效果，一直是科研人员和企业共同努力的方向[2]。 麦芽糖因其优越的加工性能和理化特性，应用范围非常广泛，已引起国内外食品、医药、化工等领域的高度重视。依麦芽糖含量的高低，麦芽糖浆可分为普通麦芽糖浆、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆。干物质中麦芽糖含量小于60%的为普通麦芽糖浆，大于60%而小于80% 的为高麦芽糖浆，大于80% 的麦芽糖浆为超高麦芽糖浆[3-4]。 目前生产麦芽糖浆的主要原料是玉米淀粉，以玉米淀粉生产麦芽糖浆技术比较成熟而且在生产上已大规模化投产应用，但是目前生产上投产的技术产品中麦芽糖含量(以干物质计)少有超过80% 的，因为超高麦芽糖浆不仅生产成本较高，而且技术很不稳定，以稻米特别是低值稻米(节碎米等)为原料生产超高纯度麦芽糖浆更是少有报道。 本实验以我国早籼米等食用品质较差的低值稻米为原料，研究耐高温α- 淀粉酶和真菌淀粉酶等几种酶配合使用，生产高纯度麦芽糖的工艺技术，旨在为稻米高纯度麦芽糖生产提供一定的理论指导和实际参考。 1 材料与方法 1.1 材料与试剂 普通食用早籼米-----市购。 耐高温α-淀粉酶(Termamyl Supra，酶活力20000U/mL) -----诺维信公司。 真菌淀粉酶(Fungamyl 800L，酶活力800FAU/g) -----诺维信公司。 普鲁兰酶(Promozyme 500L，酶活力500PUN/g)-----诺维信公司。 1.2 仪器与设备 SHZ 可调温水浴振荡器----上海医疗器械厂； W501可调温温油浴锅----上海申胜生物技术有限公司； 80-2高速离心机----上海手术器械厂； LC-20AT 高效液相色谱(HPLC)系统---日本岛津公司。 1.3 方法 1.3.1 超高麦芽糖浆工艺流程与操作要点 1.3.1.1 工艺流程 1.3.1.2 操作要点 稻米预处理：破碎成60目以上，加适当水浸泡2～6h 。 调浆喷射液化：浸泡后的米浆加一定量耐高温α-淀粉酶，调成质量分数30%～33%的米浆液，调pH值，经105～110℃喷射液化，在95℃保温液化一定时间，控制液化 DE 值，灭酶。 脱渣：采用离心或过滤方法脱除米蛋白等成分。 糖化：调整滤液pH 值，并加一定量的真菌淀粉酶和普鲁兰酶等糖化酶，在设定温度下糖化一定时间，灭酶。 精制、浓缩：加活性炭脱色，离子交换脱除离子，通过降膜浓缩法浓缩至所需浓度即可。 1.3.2 检测方法 DE 值：采用碘量法[5]； 麦芽糖含量：采用高效液相色谱法(HPLC)[6]。 1.3.3 色谱条件 LC-20AT 高效液相色谱系统： 色谱柱：碳水化合物分析柱(4.6mm×250mm)； 流动相：乙腈- 水(80:20，V/V)，流速 1.0mL/min；柱温：30℃。示差折光检测 器RID-10A。 2. 结果与分析 2.1 液化参数的选择与麦芽糖粉含量的关系 2.1.1 液化DE 值对麦芽糖含量的的影响 本研究对适宜的液化程度进行了对比研究，发现液化度太高或太低都不利于麦芽糖的生成(液化度越高则DE值越高，液化度越低则DE值越低)[7]。从图1可以看出，液化后，真菌淀粉酶(用量为0.6FAU/g 干米淀粉)和普鲁兰酶(用量为0.3PUN/g 干米淀粉)两种糖化酶协同糖化，当DE 值为14 时，麦芽糖含量达到85%(干质量)以上；液化度太高，即DE值大于14后，麦芽糖含量有降低趋势。其主要原因可能是过度液化后，糖化过程中导致了葡萄糖等单糖的大量形成[7-8]。 2.1.2 液化酶的用量和液化时间对DE 值的影响 影响液化DE 值的因素很多，从经济的角度看，液化酶的使用量越低越好，在保证液化DE值为14的前提下，选用了不同用量的液化酶，从图2可以看出，当耐高温α- 淀粉酶用量为9U/g干米淀粉时，DE值就可以达到14，用量增加不仅增