CN100352934C - 用分支酶修饰淀粉及其衍生物的连续方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题是用分支酶类修饰淀粉或淀粉衍生物的方法，其特征在于，它包括在含有淀粉或淀粉衍生物的反应介质中连续引入所述各种分支酶。

Description

用分支酶修饰淀粉及其衍生物的连续方法
本发明涉及用分支酶修饰淀粉及其衍生物的方法。
更加具体的是，本发明涉及修饰淀粉和淀粉衍生物的方法，其中，在反应介质中连续引入了分支酶。
淀粉包括两种聚合体，直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉的结构中含有线性α-1，4连接的葡萄糖同聚体和少量α-1，6分支点。支链淀粉的分支部分所含的线性α-1，4葡萄糖链通过α-1，6分支点与其它线性α-1，4葡萄糖链相连。
包装在良好构建的淀粉颗粒中的这两种同聚体的结合，构成了植物的碳源储备。
各种植物制造的淀粉中所含直链淀粉和支链淀粉的比例是不同的，或者甚至于所述各种葡萄糖同聚体的特定分子量的分布也不同。这就解释了为什么通常根据各种淀粉及其衍生物的植物学起源将其分类。
此外，淀粉及其衍生物的功能特性直接取决于它们直链淀粉和支链淀粉的含量。
因此，当将淀粉悬浮液加热超过糊化温度时，淀粉颗粒就会膨胀，而直链淀粉则优先溶解。
然而，在冷却这种糊状物的过程中，特别是在特殊温度和干物质的环境中，葡萄糖同聚体就会回生，这对于直链淀粉比较快(几个小时)，而对支链淀粉就要慢得多(几天)。
回生现象的出现被认为代表了所述糊状物在冷却的过程中，直链淀粉和支链淀粉大分子之间通过形成氢键而相互重新结合的趋势。
实践中，这导致了在糊状物冷却过程中以及在冷的糊状物中三维凝胶结构的形成过程中出现乳浊化且粘度增加。
食品工业中，淀粉及其衍生物使用领域的专家一致认为，回生现象对食品的结构尤其有影响，可缩短其保存期。
另外，淀粉冷却后再加热时，直链淀粉的溶解会促使其与淀粉中残余的脂类复合。
实际上，直链淀粉是以螺旋状存在的，脂类容易嵌入其中，因此会产生直链淀粉-脂类的各种复合体。
这些直链淀粉-脂类复合体同样可导致各种不溶性物的形成，这类物质尤其可干扰由这些淀粉制得的糊状物的流变学性质，从而损害了它们的胶体状态。
造纸工业中，这将在滤器阻塞和纸品质量两方面造成许多技术性问题。
已知可用富含支链淀粉的淀粉物质制造这类产品，使之更可接受，例如由各种蜡样变体制造。
直链淀粉-脂类复合体的形成受到限制显然完全是由此造成的。
然而，凝胶的稳定性以及从所述富含支链淀粉的淀粉制品中获得的粘合物质并不能满足食品工业的需要，食品工业中有时需要有几个月的保存期。
用来稳定葡萄糖同聚体的第一种解决办法可以是使用化学物质。这种操作往往是通过酯化反应和醚化反应完成的。特别地，其中可以包括乙酰化反应和羟丙基化反应。此外，为获得所需的组织结构和粘度特征，这些反应通常与交联反应相结合。
这些修饰可使淀粉拥有显著的流变学特性，使它们更能抵抗剪切或酸介质之类的机械处理。乙酰化作用或羟丙基化作用还使其在烹饪，尤其是低温加热后的储存过程中有良好的稳定性。
然而，所得产品的缺点在于它经过了化学处理，而消费者通常是很难察觉这一点的。
对于目的在于化学修饰突变体、杂交体或遗传修饰的植物的原生淀粉的另一种方法，是在体外向淀粉中引入新的分支点。
然后包括重排支链淀粉或直链淀粉链，而不是采用上述稳定反应和/或交联反应。
一种技术包括在糖元和/或淀粉生物合成中使用的纯化的酶，如糖元分支酶或淀粉分支酶，它们分别负责合成糖元中的α-1，6分支点，或是支链淀粉中的α-1，6分支点和直链淀粉中的少数分支点。
JP 60-752,95中描述了一种制造水溶性淀粉物质以及制造含有该成分的食品或饮料的方法，包括收集分支酶在糊化的淀粉物质上发生反应而产生的产品的水溶性组分。
然后分批进行反应，即(不必过于小心)将要被修饰的淀粉物质与分支酶混合。
同样，在FR 2,499,588号专利中也提到了分支酶以及改进的食品的制造，首先将通过糊化和分散作用制得的淀粉物质的溶液与分支酶反应，然后不需再处理即可将其与食物产品混合，或者如果必要的话，在经浓缩和/或干燥之后与食物产品混合。
也可以在分支酶存在时加热淀粉物质，以便同时进行糊化作用和酶反应，然后将所得制品并入所需的食物产品中。
然而，在所述专利中使用的分支酶有相对较低的最佳反应温度(从大肠杆菌或马铃薯中提取的酶需要30℃，从巨大芽孢杆菌中提取的酶需要25℃)。
已知在多数情况下，淀粉物质的糊化温度低于100℃，但工业加工(要求干物质含量高和短的加工时间)通常要求温度高于100℃(在110-170℃之间)，这一温度显然与所用酶的最佳工作温度不一致。
专利JP 60-7520,95和FR 2,499,588中介绍的方法是在损害所用分支酶最佳活性的温度条件下使淀粉物质糊化的。
因此，这一制造方法不可能使被处理的淀粉物质的流变学性质与分支酶的作用模式相协调。
专利EP 690,170中关于纸张压层和平整的方法就是这种原理的一部分，因为淀粉的糊化被认为是必要的因素，有必要使淀粉完全糊化以使分支酶充分发挥作用。
其中是这样描述的：使淀粉分批或连续糊化，并在所述的糊化处理之前或之后以无差别的方式引入酶。
在专利申请EP 710,674中，为使酶反应的最佳条件与糊化处理条件相协调，提供了一种部分解决的办法。其中是使用马铃薯分支酶，或是使用分离自耐热生物的分支酶。
第一种情况建议使用分离自马铃薯的分支酶，因为大量生产这种酶没有什么困难。因此可向反应介质中提供过量的酶以补偿令人不满意的酶活性的大量损失。
但这种解决办法很难令人满意，因为它无法控制酶反应。
第二种情况建议使用的酶的最佳温度高于马铃薯分支酶。
然而，酶的耐热性的提高并不意味着就能生产质量更好的产品。
这些酶的使用解决了在向反应介质中引入酶的过程中产生的热冲击问题。
然而，申请公司已经发现，在用所述耐热性分支酶修饰淀粉后，在所得糊状物中出现了直链淀粉-脂类复合体型结构。
因此，由上文所述，为得到用分支酶修饰淀粉或淀粉衍生物的有效方法，这是不令人满意的。
这种方法特别要求建立起一套操作条件，一方面，它要能控制工业化加工淀粉及其衍生物所需的温度，另一方面，又可对分支酶最佳活性的温度进行调节。
这些操作条件还应能通过在反应介质中限制不可溶性物质的形成而使分支酶充分发挥作用，以后，后者可能存在于淀粉或其复合体(来自于它和脂类形成的结构化的结合体)回生而产生的特殊颗粒中，这些不溶性物质阻碍了酶与碳水化合物链的分支点的接触，并会对制得产品的质量造成损害。
不受任何理论的约束，申请公司将“结构化的直链淀粉-脂类结合体”理解为一种可能的直链淀粉和脂类的结晶型组织结构。
以大量的研究为代价，通过设计并制定一种用分支酶修饰淀粉或淀粉衍生物的方法，申请公司使得所有这些直至目前还被认为是难以调解的目的得以协调，这种方法包括将所述分支酶连续引入含有淀粉或淀粉衍生物的反应介质中。
根据本发明，用分支酶修饰淀粉或淀粉衍生物的方法包括，首先加热淀粉或淀粉衍生物以使其变为部分或完全糊化的形式。
根据本发明，该方法的第一阶段确保了淀粉或淀粉衍生物溶液化，使其能够用分支酶处理。
出于本发明的目的，“淀粉”一词应理解为是选自玉米、马铃薯、小麦、豌豆、木薯和稻谷淀粉类产品的淀粉。
“淀粉衍生物”一词应理解为淀粉的酸解或酶解产物，以及对任何类型的淀粉进行化学和物理修饰的产物。
根据本发明，方法的一个实施方案中，制备了干物质的含量在5-50％之间的淀粉乳液，然后用精通这一技术的技术人员已知的任何技术将其加热，直至温度与淀粉的糊化温度相当或更高，较好的是在至少100℃和最多200℃之间，更好是在110-170℃之间。
出于本发明的目的，“分支酶”一词应理解为是选自糖元分支酶、淀粉分支酶、环式麦芽糊精葡糖基转移酶、转糖苷酶以及这些酶类的混合物。
具体说来，这些分支酶提取自选自高等植物、酵母、细菌和单细胞藻类等的生物和/或微生物。
在使淀粉乳液或淀粉衍生物乳液全部或部分溶液化以后，根据本发明，在限制分子间复合物形成的条件下向反应介质中连续引入分支酶。
具体说来，在反应介质中引入分支酶的条件，是根据可限制不溶物形成的时间和温度而设置的，其中的不溶物是由于淀粉和结构化的直链淀粉-脂类结合体的回生而产生的。
根据本发明，然后将部分或完全糊化的淀粉乳液冷却，以使其适合所选分支酶的最佳温度。
申请公司发现，此时有必要连续的、快速的、并以控制的方式使部分或完全糊化的淀粉乳液冷却，直至达到分支酶的最佳反应温度。
例如，如果选择的糖元分支酶提取自大肠杆菌或是芽孢杆菌属(嗜热脂肪芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌)等微生物，或是经过遗传修饰的生物制造的，应将淀粉糊状物冷却至酶的最佳运作温度，即20-30℃之间，如果酶分离自像嗜热脂肪芽孢杆菌之类的耐热微生物，则应冷却至60-75℃。
最好是将淀粉溶液或部分或完全糊化的淀粉衍生物由最初100-200℃的温度迅速冷却，这样能够避免淀粉回生或形成结构化的直链淀粉-脂类结合体，例如在1-15分钟之间，举例如下。
然后调节溶液的pH以使其与所述酶的作用模式相一致。
本发明另一个基本特征是在该步骤中包括连续引入分支酶。
对此，申请公司发现，实际上，通过在反应介质中连续加入分支酶能够充分发挥其对被处理的淀粉或淀粉衍生物修饰的程度，且不必调节糊化处理的条件，这被建议用在这一技术领域中。
例如，对纯化的大肠杆菌糖元分支酶而言，最好是以90-600ml/h的速度向流速为0.5-50l/h、干物质含量为5-50％的淀粉或淀粉衍生物溶液中连续加入蛋白质浓度为0.5-15mg/ml的稀释的酶，并冷却30秒钟-15分钟，举例如下。
在反应结束时，加入将酶灭活。这种情况下，酶的最佳温度为30℃，将温度升高至70℃超过一定时间就可以使所述的酶完全失去活性。对最佳温度在70℃的分支酶而言，热灭活应该在100℃下进行。
与传统的修饰淀粉及其衍生物的方法相比，本发明所述的方法的功效是通过监控以下分析参数确定的。
如本申请公司所有的第WO 00/66633号专利申请中所述的那样，确定由于分支酶活动而生成的α-1，6键的水平、经修饰的产品的分子量以及还原糖的含量。
测量依照以下试验处理的淀粉或淀粉衍生物溶液的粘度。根据被分析的产品，对粘度的分析包括，称量干燥产品的质量(标准或经化学修饰的干燥的玉米淀粉为3克，干燥的蜡样玉米淀粉为4.5克)，将产品放在“快速粘度分析器”(RVA，纽波特)的碗中，加入6.75克纯度为98％的甘油，然后用去矿物质水调至28克。
也可在没有甘油的时候测量干燥产品的粘度，这时，用去矿物质水将7克标准玉米淀粉的干物质调至28克。
然后将所有的物体小心的均质。再用以下方法确定时间/温度和RVA速度的分布状况。在25℃下以100rpm将样品搅拌5秒钟，然后以500rpm搅拌15秒钟。
然后以160rpm保持搅拌。将最初25℃的温度保持10分钟，然后用8分钟以上的时间将温度升高至90℃。将这一温度保持3分钟，然后用8分钟以上的时间将温度降至30℃，并在30℃保持5分钟。
所选粘度是在这一过程结束时，在34分钟时于30℃下以厘泊测量的。然后将RVA碗在4℃下保存7天，再测量另一组粘度。进行这一组测量时，将样品在30℃下以160rpm搅拌20分钟。所选粘度是在15-20分钟之间测得的粘度均值。
在阅读以下这些非限制性的实施例时会发现本发明其它一些特征和优点。
实施例1
如下所述，对标准玉米淀粉用纯化的来自于大肠杆菌的糖元分支酶分批和连续进行了两次试验。
“分批”修饰方法中，制备了干物质含量为10％的淀粉乳液。在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、40ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。
在接近100℃的温度下回收1千克糊状物，然后搅拌冷却2小时以上，直至温度为30℃。
用0.1N的NaOH将pH值调至7.5。以每克淀粉中加入0.84mg纯化均一的酶的量将酶直接加进30℃的溶液中，并使反应进行20小时45分钟。在反应结束时，加热至70℃使酶灭活。
在连续方法中，在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、18ml/min流速的145℃的热流体加热，将同样的干物质含量为10％的淀粉乳液进行液化处理。
通过两个-5℃的冷却器以同样的速度冷却5分钟以上，使温度达到30℃。
用0.1N的NaOH将pH值调至7.5，以1.6ml/min的速度将稀释至1.2mg/ml的酶连续引入在线混合器。
在30℃的恒温反应器中使反应进行20小时45分钟，在反应结束时，加热至70℃使酶灭活。
表I给出了与对照(A)相比的分批(B)和连续(C)修饰的标准淀粉中分支水平、分子量、粘度以及还原糖含量等数值。
在对照(A)中，制备了含有10％DM的标准玉米淀粉乳液。在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、40ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。然后将溶液冷却到30℃。
表I
还原糖(％) α-1，6键的水平 分子量MW(道尔顿)   RVA粘度(厘泊)开始      7天
  A   0.15 3.4   5×106   16,100    凝胶
  B   0.16 3.5   4.6×105   54        47
  C   0.16 5.6   2.9×105   23        26
与对照相比，对产品B和C，可观察到溶液有同样的稳定性和同样的还原糖含量(这确实证实了在对处理过的淀粉未进行水解且未受淀粉酶活性污染时链的再分配)。
另一方面，由于连续加工，分支水平明显提高了，同时分子量降低了，且物质的分布很低。
关于分子量分布图的色谱分析清楚显示了产品B和C之间的区别。
对产品C，其分布非常窄并集中在2×105道尔顿以上，而产品B的分布就要广的多，它是“多分散性的”且集中在3×105道尔顿以上。
还观察到溶液中产品C的粘度要低于产品B的粘度。
根据本发明的连续加工方法确实有可能使酶反应得以最优化。
确实，这个实施例清楚显示，在连续加工中，分支酶的反应性比较好，特别是后者可有力地限制淀粉的回生作用。
实施例2
如实施例1所述，对标准玉米淀粉用来自于大肠杆菌的纯化的糖元分支酶分批和连续进行了两次试验。唯一的不同是酶反应是在60℃下进行的。
该反应温度要比分离自大肠杆菌的酶的最佳反应温度高出许多，但它的优点在于，在使用工业用酶时与常规的工业条件更加一致。
因此，在这样的操作条件下测试本发明所述的方法的功效是很重要的。
在“分批”修饰方法中，制备了干物质含量为10％的淀粉乳液。
在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、27ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。
在接近100℃的温度下回收0.5千克糊状物，然后搅拌冷却2小时30分钟以上，使温度为60℃。
用0.1N的NaOH将pH值调至7.5。以每克淀粉中加入2.2mg纯化均一的酶的量将酶直接加进60℃的溶液中，并使反应进行19小时。在反应结束时，加热至70℃使酶灭活。
在连续方法中，在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、35ml/min流速的145℃的热流体加热，将同样的干物质含量为10％的淀粉乳液进行液化处理。
以同样的速度冷却6分钟以上，使温度达到60℃。用0.1N的NaOH将pH值连续调至7.5，以2.5ml/min的速度将稀释至3.1mg/ml的酶连续引入在线混合器。
在60℃的恒温反应器中使反应进行22小时30分钟，在反应结束时，加热至70℃使酶灭活。
表II给出了与对照(D)相比，分批(E)和连续(F)修饰的标准淀粉中分支水平、分子量、粘度以及还原糖含量等数值。
在对照(D)中，制备了含有10％DM的标准玉米淀粉乳液。在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、28ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。然后将溶液冷却到60℃。
表II
还原糖(％) α-1，6键的水平 分子量MW(道尔顿)   RVA粘度(厘泊)开始      7天
  D 0.1 3.4   ＞5×106   17,003    凝胶
  E 0.1 3.2   ＞5×106   11,953    凝胶
  F 0.1 3.8   ＞5×106   3675      凝胶
甚至于在分支酶勉强年忍受的温度下，连续加入酶也可能提高所获淀粉的分支水平，同时赋予它新的物理化学性质，所得溶液的粘性实际上证明了这一点。
这一实施例还证明了连续加入酶的方法的优点。
确实，即便在限制标准玉米淀粉发生回生现象的温度下，与用分批方法制得的产品相比，连续加入分支酶可以获得特性得以改进的产品。
实施例3
用蜡样玉米淀粉进行了试验，尽管已知这种质量的淀粉发生回生的趋势比较小。
然而，它也可被接受，尤其是应用在造纸工业中，例如，在氧化处理后，由所述蜡样淀粉制得的制品较难保持稳定。
因此，人们试图在连续修饰之后获得较之分批修饰方法，加工程度更大的蜡样淀粉。
“分批”修饰方法中，制备了干物质含量为15％的蜡样淀粉乳液。
在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、25ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。
在接近100℃的温度下回收1千克糊状物，然后搅拌冷却4小时15分钟以上，使温度为30℃。
用0.1N的NaOH将pH值调至7.5。以每克淀粉中加入2.1mg纯化均一的酶的量将酶直接加到30℃的溶液中，并使反应进行20小时。在反应结束时，加热至70℃使酶灭活。
在连续方法中，在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、25ml/min流速的145℃的热流体加热，对同样的干物质含量为15％的蜡样淀粉乳液进行液化处理。
然后以同样的速度冷却5-10分钟以上，使温度达到30℃。用0.1N的NaOH将pH值连续调至7.5，以2.5ml/min的速度将稀释至3.1mg/ml的酶连续引入在线混合器。
在30℃的恒温反应器中使反应进行22小时30分钟，在反应结束时，加热至70℃使酶灭活。
表III给出了与对照(G)相比的分批(H)和连续(I)修饰的标准淀粉中分支水平、分子量、粘度以及还原糖含量等数值。
在对照(G)中，制备了含有10％DM的蜡样玉米淀粉乳液。在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、25ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。然后将溶液冷却到60℃。
表III
还原糖(％) α-1，6键的水平 分子量MW(道尔顿)    RVA粘度(厘泊)开始  7天
  G   0.03 4.3   ＞5×106    4120  8096
  H   0.04 6.5   2.8×105    50    60
  I   0.05 7.8   2.5×105    54    65
与分批处理方法相比，按本发明的连续处理的方法，用分支酶处理蜡样淀粉可以明显增加分支水平，并且制得了在长时间后仍有良好稳定性并有令人满意的流变学性质的产品。
实施例4
如实施例3，用蜡样玉米淀粉进行了试验，但是在60℃下进行分支酶的处理。
“分批”修饰方法中，制备了干物质含量为15％的蜡样淀粉乳液。
在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、22ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。
在接近100℃的温度下回收0.5千克糊状物，然后搅拌冷却1小时30分钟以上，使温度为60℃。
用0.1N的NaOH将pH值调至7.5。以每克淀粉中加入2.2mg纯化均一的酶的量将酶直接加进60℃的溶液中，并使反应进行19小时。在反应结束时，加热至70℃使酶灭活。
在连续方法中，在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、25ml/min流速的145℃的热流体加热，对同样的干物质含量为15％的蜡样淀粉乳液进行液化处理。
以同样的速度冷却8分钟以上，使温度达到60℃。用0.1N的NaOH将pH值连续调至7.5，以2.9ml/min的速度将稀释至3.1mg/ml的酶连续引入在线混合器。在60℃的恒温反应器中使反应进行22小时30分钟，在反应结束时，加热至70℃使酶灭活。
表IV给出了与对照(J)相比，分批(K)和连续(L)修饰的蜡样淀粉中分支水平、分子量、粘度以及还原糖含量等数值。
在对照(J)中，制备了含有15％DM的蜡样玉米淀粉乳液。在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、22ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。然后将溶液冷却到60℃。
表IV
还原糖(％) α-1，6键的水平 分子量MW(道尔顿)   RVA粘度(厘泊)开始    7天
  J   0.03 4.7   ＞5×106   2589    6511
  K   0.03 4.8   ＞5×106   2303    凝胶
  L   0.04 6.3   ＞5×106   2105    3382
与分批处理相比，按本发明用分支酶连续处理蜡样淀粉可以明显增加分支水平，并且制得了在长时间后仍有良好稳定性并有令人满意的流变学性质(这与分批修饰是完全相同的)的产品。
实施例5
如下所述，对标准玉米淀粉上用纯化的来自于嗜热脂肪芽孢杆菌的糖元分支酶分批和连续进行了两次试验。
“分批”修饰方法中，制备了干物质含量为10％的淀粉乳液。
在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、32ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。
在接近100℃的温度下回收1.8千克糊状物，然后搅拌冷却1小时30分钟以上，使温度为70℃。
用0.1N的NaOH将pH值调至6.5左右。以每克淀粉中加入0.026mg纯化均一的酶的量将酶直接加进70℃的溶液中，并使反应进行23小时。在反应结束时，加热至100℃使酶灭活。
在连续方法中，在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、32ml/min流速的145℃的热流体加热，对同样的干物质含量为10％的淀粉乳液进行液化处理。
以同样的速度冷却5-10分钟以上，使温度达到70℃。用0.1N的NaOH将pH值连续调至6.5，以3.3ml/min的速度将稀释至0.026mg/ml的酶连续引入在线混合器。
在70℃的恒温反应器中使反应进行23小时，在反应结束时，加热至100℃使酶灭活。
表V给出了与对照(M)相比的分批(N)和连续(O)修饰的标准淀粉中分支水平、分子量、粘度以及还原糖含量等数值。
在对照(M)中，制备了含有10％DM的标准玉米淀粉乳液。在一个管状蒸煮机内，用4-5巴压力、32ml/min流速的145℃的热流体加热进行液化处理。然后将溶液冷却到70℃。
表V
还原糖(％) α-1，6键的水平 分子量MW(道尔顿)   RVA粘度(厘泊)开始      7天
  M   0.1 3.4   ＞5×106   ＞24,000  凝胶
  N   0.13 6.8   1.6×105   153       150
  O   0.12 6.5   1.8×105   99        106
结果明显显示，在用来自于嗜热脂肪芽孢杆菌的耐热分支酶分批处理和连续处理标准玉米淀粉之间没有显著的不同。
然而，由此获得的糊状物(在100℃下使酶灭活后收集并离心)中沉淀物的量，在分批处理和连续处理之间是完全不同的。
这些沉淀物与(例如)使脂类与被处理淀粉的直链淀粉组分复合所形成的复合物的结构相一致。
在修饰淀粉的分批方法中，这些沉淀物占到了糊状物重量的12.9％，而连续方法能以近于4的因数限制这些沉淀物。
因而，根据本发明连续修饰淀粉的方法特别适合制造质量优良的糊状物。

Claims (5)

1.一种用分支酶修饰淀粉或淀粉衍生物的方法，所述分支酶提取自下列物质：
选自高等植物、酵母、细菌和单细胞藻类的生物体和/或微生物，
其特征在于，将以下步骤顺次地进行操作：
将淀粉或淀粉衍生物加热以形成部分或完全糊化的形式，从而形成反应介质；
反应介质在1-15分钟内冷却，直至获得分支酶的最佳操作温度；
在该最佳操作温度下，向反应介质中连续引入所述分支酶；
其中，向反应介质中连续引入分支酶是在限制淀粉或淀粉衍生物的回生、以及限制结构化的直链淀粉-脂类结合体的形成的条件下进行的；
所述的分支酶选自糖元分支酶、淀粉分支酶、环式麦芽糊精葡糖基转移酶、转糖苷酶以及这些酶类的混合物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向反应介质中连续引入各种分支酶的条件需根据时间和温度而设定。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向反应介质中引入分支酶时反应介质的温度如下所述：
对于这样的糖元分支酶：提取自大肠杆菌或是芽孢杆菌属微生物，或是经过遗传修饰的生物制成，为20-30℃；
对于分离自耐热微生物的酶，为60-75℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，淀粉选自玉米、马铃薯、小麦、豌豆、木薯和稻谷的淀粉。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，淀粉衍生物选自淀粉的酸解或酶解产物，以及对任何类型的淀粉进行化学和物理修饰的产物。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7812221B2 (en) 2003-06-30 2010-10-12 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Wheat with altered branching enzyme activity and starch and starch containing products derived therefrom
US7129049B2 (en) * 2003-12-22 2006-10-31 Regents Of The University Of Minnesota Method of detecting equine glycogen storage disease IV
EP1736061B1 (en) * 2004-04-05 2016-10-12 Ajinomoto Co., Inc. Method of improving properties of starch-containing food and use of a property-improving agent
PT2196507E (pt) 2008-12-12 2011-09-22 Evonik Carbon Black Gmbh Tinta para jato de tinta
EP2455436B1 (de) 2010-11-15 2018-09-12 Agrana Stärke GmbH Klebstoffzusammensetzung auf Stärkebasis
CN103965802A (zh) * 2014-05-14 2014-08-06 郑州市中食农产品加工研究院 一种生物化学法制备高粘度淀粉胶黏剂技术
CN104293865B (zh) * 2014-10-27 2017-06-16 江南大学 一种多分支淀粉的合成方法
CN104544473A (zh) * 2014-12-08 2015-04-29 江南大学 一种抑制淀粉回生的生物改性方法
KR101523517B1 (ko) * 2015-02-16 2015-05-29 충남대학교산학협력단 비브리오 불니피쿠스에서 유래된 브랜칭 엔자임을 이용한 변성 전분 제조방법 및 이의 용도
CN108047340A (zh) * 2017-12-11 2018-05-18 江南大学 一种改善淀粉慢消化性能的改性方法
CN110684751B (zh) * 2019-10-23 2021-06-25 江南大学 一种催化能力提高的淀粉分支酶突变体
CN115058466B (zh) * 2022-07-29 2023-08-25 江南大学 一种冻融稳定型生物改性淀粉及其制备方法
CN117229428B (zh) * 2023-11-10 2024-01-16 广东海天创新技术有限公司 辛烯基琥珀酸淀粉及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6075295A (ja) * 1983-09-29 1985-04-27 Takeda Chem Ind Ltd 水溶性澱粉質の製造法およびこれを含有せしめる飲食物の製造法
EP0710674A2 (en) * 1994-09-13 1996-05-08 Ezaki Glico Co., Ltd. Glucan having cyclic structure and method for producing the same
WO2000066633A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-09 Roquette Freres Polymeres solubles de glucose branches et leur procede d'obtention

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA947215A (en) * 1968-04-01 1974-05-14 Hayashibara Company Process for preparing maltoses from starches
US4016038A (en) * 1968-04-01 1977-04-05 Hayashibara Company Process for preparing maltoses from starches
US4454161A (en) 1981-02-07 1984-06-12 Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo Process for the production of branching enzyme, and a method for improving the qualities of food products therewith
US4957563A (en) * 1987-12-14 1990-09-18 Grain Processing Corporation Starch conversion
FR2668163B1 (fr) * 1990-10-18 1993-01-15 Orsan Procede de fabrication de beta-cyclodextrine.
NL9401090A (nl) * 1994-06-29 1996-02-01 Avebe Coop Verkoop Prod Werkwijze voor het oppervlaktelijmen of strijken van papier.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6075295A (ja) * 1983-09-29 1985-04-27 Takeda Chem Ind Ltd 水溶性澱粉質の製造法およびこれを含有せしめる飲食物の製造法
EP0710674A2 (en) * 1994-09-13 1996-05-08 Ezaki Glico Co., Ltd. Glucan having cyclic structure and method for producing the same
WO2000066633A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-09 Roquette Freres Polymeres solubles de glucose branches et leur procede d'obtention

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
植物支链淀粉合成的关键酶——淀粉分支酶 高振宇等.生物工程进展，第18卷第6期 1998 *
现代生物技术与玉米淀粉生物合成 秦剑等.郑州粮食学院学报，第20卷第3期 1999 *

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Publication number Publication date
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