CN102757990B

CN102757990B - 一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法

Info

Publication number: CN102757990B
Application number: CN201210221599.2A
Authority: CN
Inventors: 刘宗利; 王乃强; 栾庆民; 周焕霞; 张祥奎; 张莉
Original assignee: Baolingbao Biology Co Ltd
Current assignee: Baolingbao Biology Co Ltd
Priority date: 2012-06-30
Filing date: 2012-06-30
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2032-06-30
Also published as: CN102757990A

Abstract

本发明提供了一种以玉米粉为原料，采用模拟移动床色谱分离技术制备高纯度低聚异麦芽糖的方法，其中还包括玉米粉的制备方法，具体方法是：1、采用干法制备玉米粉。2、用玉米粉直接制备低聚异麦芽糖，得50型低聚异麦芽糖。3、再通过模拟移动床色谱分离系统，在60～70℃的操作温度下，以水作为洗脱剂使葡萄糖分离出，得高纯度的低聚异麦芽糖和葡萄糖浆。通过采用本发明方法，减少由玉米粒到低聚异麦芽糖的生产环节，降低生产成本和环境负担，同时减少成品中的发酵味，提高最终产品品质，本发明方法制备的低聚异麦芽糖中IMO可达到92%以上，可溶性蛋白质含量达到0.85%以上。

Description

一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，更具体地涉及生产低聚异麦芽糖的玉米粉的制备方法和以玉米粉为原料直接生产高纯度低聚异麦芽糖的方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高以及对自身健康的关注，益康食品及保健食品市场发展前景广阔。低聚异麦芽糖被称为益生元，因其对肠道内的有益菌具有增殖功能，具有改善人体消化系统的功效，已被广泛添加于食品、保健品中，市场需求巨大。

目前低聚异麦芽糖的生产原料主要是玉米淀粉或玉米浆，传统的湿法玉米淀粉加工工艺，存在能耗高、污染严重等缺点，玉米的综合利用率不高。干法玉米粉加工工艺，作为我国玉米资源综合利用的另一条途径，在我国的发展潜力巨大，它可以实现玉米的全组分利用。利用玉米粉直接生产低聚异麦芽糖可缩短低聚异麦芽糖的生产链，减少环境污染，降低生产成本。此外，低聚异麦芽糖的传统生产过程采用絮凝剂、活性炭絮凝脱色将大分子不溶性蛋白质除掉，造成成品中可溶性蛋白质含量低，降低低聚异麦芽糖的营养价值，在糖化结束后用中性蛋白酶酶解可以将部分大分子的不溶性蛋白质水解为小分子的可溶性蛋白质和小分子多肽，使得最终低聚异麦芽糖成品中可溶性蛋白质含量高，增加低聚异麦芽糖的营养价值。

通过酶法水解获得的低聚异麦芽糖有效糖分含量只有35%左右，其中含有大量的葡萄糖，限制了像糖尿病人等特殊人群的食用。目前多数厂家采用发酵法将低聚异麦芽糖内的葡萄糖去除，可将有效组分从35%提高到45%以上，其中葡萄糖含量控制在1%以内，这样的产品虽然可以满足各类人群的消费需求，但由于发酵法生产的低聚异麦芽糖酒精回收率低，收益不高，且因发酵副产物的产生降低了产品的品质，限制了其在风味食品中的应用。采用模拟移动床色谱技术既可以获得高纯度的低聚异麦芽糖，又可以将分离出的葡萄糖藕联生产高果糖浆，既降低了生产成本，又提高了产品品质。

目前以稻米、提取谷朊粉后的小麦淀粉为原料生产低聚异麦芽糖的工艺国内已有报道，但以干法生产的玉米粉为原料直接生产低聚异麦芽糖的工艺尚未见研究。

发明内容

本发明目的是提供一种以玉米粉为原料生产高含氮量的高纯度低聚异麦芽糖的方法，以减少现有生产工艺的生产环节和降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法方法，包括制粉、制糖、精制三大步骤；具体步骤如下：

制粉包括玉米粒剥皮、脱胚、磨粉等步骤。其特征在于在剥皮步骤中要进行加水润湿，加水量根据玉米的含水量进行，使总含水量控制在16～18％，温度30～40℃，时间5～10分钟，进行多次剥皮。脱胚步骤中再次着水调制使胚芽韧性提高，减少脂肪进入淀粉的可能，使总含水量控制在18～20％，时间控制在1～1.5小时，使胚芽完整分离，在磨粉步骤中玉米粉被粉碎到80～100目，脂肪含量≤0.2%。

制糖包括调浆、液化、糖化、转苷、蛋白酶酶解、脱色过滤、离交，浓缩等步骤。其特征在于在调浆、液化步骤中使用80～100目，脂肪含量≤0.2%的玉米粉，加相当于玉米粉重量3～5倍的水，加入α-淀粉酶，用量相当于玉米粉重量的0.03～0.05%，调整pH到5.5～6.0,85～95℃保温30～40min 。在糖化、转苷步骤中液化液降温至55～65℃，加入相当于玉米粉重量0.04～0.06%的真菌酶，保温30～40h，再加入0.3～0.5%的转苷酶，50～60℃维持15～25h，调整pH至7.0左右，加入中性蛋白酶38～42℃酶解2～4h。在过滤脱色步骤调整pH4.5～5.5，加入絮凝剂，75～85℃静止保温30～40min，加入1～3%的活性炭，搅拌30～40min,过滤料液。在离交步骤使用连续离子交换系统精制料液，使料液清澈透明，无异味，透光率≥95%。离交后的料液被浓缩至50～60%。

精制步骤其特征在于采用连续模拟移动床色谱分离技术制备高纯度低聚异麦芽糖，浓缩至50～60%的料液进入六柱色谱分离系统，水耗比1:1.5～1：2，系统运行压力0.2～0.3MP，系统分离温度60～70℃，每小时进料1.1～1.4m³,得三糖含量45%以上，总有效成分92%以上的低聚异麦芽糖和葡萄糖含量75%以上的葡萄糖浆，三糖收率达85%以上，总糖收率90%以上。

本发明具有的优点：1、本发明采用分层剥皮技术代替原来的湿法生产中玉米的浸泡工序，去除了含硫物质，减轻了下游工序的处理负担，大大减轻了污染，同时，减少了大量水资源的利用，使玉米深加工的清理工艺发生革命性变革。脱胚后的玉米粉脂肪含量小于0.2%，极大地提升了糖化原料的质量,保证了终产品的品质，实现了技术上的突破，解决了困扰干法淀粉技术在淀粉糖行业及发酵行业应用推广的技术瓶颈；

2、本发明在低聚异麦芽糖的生产过程中采用中性蛋白酶酶解可使糖液中的大分子蛋白质分解为小分子可溶性的蛋白质和多肽，在不影响低聚异麦芽糖的产品的质量下提高低聚异麦芽糖的营养价值，扩大低聚异麦芽糖的使用范围，使添加低聚异麦芽糖的终端产品更具市场竞争力；

3、本发明在低聚异麦芽糖的生产过程中采用连续模拟移动床色谱分离技术分离出低聚异麦芽糖中的葡萄糖，即提高了低聚异麦芽糖的产品纯度，同时又能回收葡萄糖，藕联生产高果糖浆。相比采用发酵法将低聚异麦芽糖内的葡萄糖去除，同时回收发酵产生的酒精的生产工艺，所得产品品质高，不会限制其在风味食品中的应用；

4、采用本发明的方法，将现有低聚异麦芽糖生产技术中的由玉米制备淀粉，再由淀粉制备低聚异麦芽糖，经酵母发酵制备高纯度低聚异麦芽糖的生产环节大大简化，既提高了生产效率，提高了原材料的利用率，又降低了能耗、生产成本和减轻了环境负担；

本发明每制的1吨低聚异麦芽糖可同时制的0.9吨77%的葡萄糖浆，该葡萄糖浆可用于生产果葡糖浆或用于发酵工业，同时制备低聚异麦芽糖的原料淀粉采用干法制备工艺吨产品可降低生产成本400元，总体本工艺可降低吨生产成600元，成本对比分析见表2。

附图说明

图1是传统高纯度低聚异麦芽糖生产工艺路流程图；

图2是玉米粉生产高纯度低聚异麦芽糖工艺路线工艺流程图。

具体实施方式

为了更好的阐述本发明所提出的高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

1.1、制粉

玉米粒经清杂、去石净化后，进行着水调制，使玉米粒总水分达到16％，水温40℃，时间5min，然后输送到剥皮设备内进行皮层的分离，采用“渐压旋剥”，使玉米皮层完整地从籽粒上脱离并被迅速吸出剥皮室外，未剥皮玉米继续重复剥皮。筛出的皮进行刷粉处理，回收皮带出的粉。

剥掉皮的玉米再次着水调制，使玉米总水分达到19%，时间1.5h，然后进行破胚处理，破胚后进行筛分，分离出的胚芽进行刷粉处理，回收胚芽带出的粉，破胚后的碎粒玉米经过筛选进入磨粉机粉碎成80～100目的玉米粉，玉米粉脂肪含0.19%，

1.2、制糖

将玉米粉投入配料罐，加相当于玉米粉重量的3倍的水，调整pH到5.5，加入相当于玉米粉重量的0.03%的α-淀粉酶，85℃保温40min后降温至65℃，加入相当于玉米粉重量的0.04%的真菌酶，保温40h再加入0.3%的转苷酶维持25h，调整pH至7.02，加入0.02%的中性蛋白酶38℃酶解4h，检测组分合格，90℃灭酶。调整pH到4.5加入絮凝，75℃保温40min，加入1%的活性炭搅拌40min,过滤料液，连续离子交换系统精制料液，料液透光率95%，浓缩，得到三糖35.03%、浓度50%的低聚异麦芽糖浆。

1.3、精制

将上步得到的低聚异麦芽糖浆进入色谱分离系统，水耗比1:1.5，系统运行压力0.2MP，系统温度60℃，每小时进料1.1m3，经色谱分离出的葡萄糖含量77.89%，得到的低聚异麦芽糖成品用高效液相进行检测异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖总含量为45.28%,IMO含量为92.23%，葡萄糖含量0.84%，经凯氏定氮法检测样品中蛋白质含量为0.86%，料液通光率为95.3%。

实施案例2：

2.1、制粉

玉米粒经清杂、去石净化后，进行着水调制，使玉米粒总水分达到18％，水温30℃，时间10min，然后输送到剥皮设备内进行皮层的分离，采用“渐压旋剥”，使玉米皮层完整地从籽粒上脱离并被迅速吸出剥皮室外，未剥皮玉米继续重复剥皮。筛出的皮进行刷粉处理，回收皮带出的粉。

剥掉皮的玉米再次着水调制，使玉米总水分达到20%，时间1h，然后进行破胚处理，破胚后进行筛分，分离出的胚芽进行刷粉处理，回收胚芽带出的粉。破胚后的碎粒玉米经过筛选进入磨粉机粉碎成80～100目的玉米粉，玉米粉脂肪含0.17%。

2.2、制糖

将玉米粉投入配料罐，加相当于玉米粉重量的5倍的水，调整pH到6.0，加入相当于玉米粉重量的0.05%的α-淀粉酶，95℃保温30min后降温至55℃，加入相当于玉米粉重量的0.06%的真菌酶，保温30h再加入0.5%的转苷酶维持15h，调整pH至7.05，加入0.04%的中性蛋白酶42℃酶解2h，检测组分合格，90℃灭酶。调整pH到5.5加入絮凝，85℃保温30min，加入3%的活性炭搅拌30min,过滤料液，连续离子交换系统精制料液，料液透光率96%，浓缩，得到三糖35.09%、浓度60%的低聚异麦芽糖浆。

2.3、精制

将上步得到的低聚异麦芽糖浆进入色谱分离系统，水耗比1:2.0，系统运行压力0.3MP，系统温度70℃，每小时进料1.4m3，经色谱分离出的葡萄糖含量77.67%，得到的低聚异麦芽糖用高效液相进行检测异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖总含量为45.19%, IMO含量为92.37%葡萄糖含量0.81%，经凯氏定氮法检测样品中蛋白质含量为0.85%。料液通光率为95.7%。

对照例

以玉米淀粉为原料，采用酵母发酵制备高纯度低聚异麦芽糖的步骤如下：

将玉米淀粉投入配料罐，加相当于玉米淀粉重量的5倍的水，调整pH到6.0，加入相当于玉米淀粉重量的0.05%的α-淀粉酶，95℃保温30min后降温至55℃，加入相当于玉米淀粉重量的0.06%的真菌酶，保温30h再加入0.5%的转苷酶维持15h，调节料液pH至5.7，加入安琪活性干酵母，加入量为干物质的0.5%，28～32 ℃发酵3～5天，经高效液相检测合格后灭酵母，温度为80～90℃，整pH到5.5加入絮凝，85℃保温30min，加入3%的活性炭搅拌30min,过滤料液，连续离子交换系统精制料液，再经浓缩，得到的低聚异麦芽糖用高效液相进行检测异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖总含量为45.12%, IMO含量为90.17%葡萄糖含量0.96%，经凯氏定氮法检测样品中蛋白质含量为0.27%。料液通光率为95.1%。

表1实施例与对照例各指标对比

项目	实施例1	实施例2	对照例
				葡萄糖含量（占干物质）/%	0.84	0.81	0.96
IG₂+P+IG₃含量（占干物质）/%	45.28	45.19	45.12
				IMO含量（占干物质）/%	92.23	92.37	90.17
蛋白质含量（占干物质）/%	0.86	0.85	0.27
				透射比/%	95.3	95.7	95.1

表2实施例与对照例成本对比（吨产品）

项目	实施例1	实施例2	对照例
				淀粉成本	5600元	5600元	6000元
酶制剂成本	2200元	2200元	2000元
				其他成本	4200	4200	4000
酒精回收效益	——	——	2800
				葡萄糖回收效益	3400元	3400元	——
总成本	8600元	8600元	9200元

Claims

1.一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，其特征为玉米粒通过剥皮、脱胚、磨粉、调浆、液化、糖化转苷、蛋白酶酶解、脱色过滤，离交、色谱分离，浓缩和干燥生产工序制得高纯度、高蛋白含量的低聚异麦芽糖,具体制备方法包括：

1）制粉

①剥皮：玉米粒经清理后，进行着水调制，调制后玉米水分控制在16～18％，然后输送到剥皮设备内进行皮层的分离；

②脱胚：剥皮后的玉米再次着水调制，使总水分达到20%，然后进行破胚处理，破胚后进行筛分，使胚乳和胚芽完全分离；

③磨粉：分离后的胚乳进入磨粉机粉碎成80～100目的玉米粉，玉米粉脂肪含量≤0.2%；

2）制糖

④调浆、液化：80～100目的玉米粉，加相当于玉米粉重量的3～5倍的水，加入α-淀粉酶，用量相当于玉米粉重量的0.03～0.05%，调整pH到5.5～6.0，85～95℃保温30～40min；

⑤糖化转苷：液化液降温至55～65℃，加入相当于玉米粉重量的0.04～0.06%的真菌酶，保温30～40h，再加入0.3～0.5%的转苷酶，50～60℃维持15～25h；

⑥蛋白酶酶解：糖化后的料液调整pH至7.0,加入相当于玉米粉重量的0.02～0.04%的中性蛋白酶，保温2～4h后灭酶；

⑦脱色过滤：灭酶后的料液调整pH4.5～5.5，加入絮凝剂，75～85℃静止保温30～40min，加入1～3%的活性炭，搅拌30～40min,过滤料液；

⑧离交：连续离子交换系统精制料液，使料液清澈透明，无异味，透光率≥95%；

3）精制

⑨色谱分离：离交后的料液浓缩到55～65%后进入色谱分离系统，色谱运行压力0.2～0.3MP，温度60～70℃，水耗比1:1.5～1:2，每小时进料1.1～1.4m³；

⑩浓缩、干燥：经色谱分离后的料液进入蒸发浓缩系统生产液体产品，或浓缩到50～60％进行干燥，得到固体产品。

2.如权利要求1所述的一种高纯度低聚异麦芽糖的制备方法，其特征在于：糖化后的料液加入中性蛋白酶酶解2～4h，使料液中可溶性蛋白质的含量≥0.85%。