CN1054072A - β-环状糊精生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种β-CD的生产工艺，本发明的特征是，从第
一次液化以前至第二次液化以前的过程中，无需用
酸、碱调整pH，第一次液化的温度为70-80℃，液化
时间为5-15分钟，并将搅拌反应改为静置反应，从
而大大地节约了酸、碱、电、水、汽、人工等，使得生产
成本下降，简化了生产工序，降低了劳动强度，生产周
期由原来的17-20小时，缩短到10-13小时。
Description
本发明属于环状糊精葡萄糖基转移酶（简称CGT）作用于淀粉产生β-环状糊精（简称β-CD）的生产工艺改进。
环状糊精（CD）是由（无）芽孢杆菌产生的CGT酶水解淀粉形成6、7或8个葡萄糖单位的环状寡聚糖，被分别称为α-CD、β-CD和γ-CD。其中β-CD容易结晶纯化，1975年在日本首次投入工业化生产，1985年后在我国开始小批量试产。由于CD分子具有特殊的空腔，可以对许多有机或无机化合物分子进行包接，从而除去或蔽盖那些不需要的物质，或者增加这些化合物对光、热、氧的稳定性，因而CD在医药、食品、化工、化妆品、污水处理以及农业生产上有非常广泛的应用价值。
现有的β-CD生产工艺流程是：在调好乳的淀粉浆液中①加入CGT酶，并加碱调PH至8.5，②升温至85℃-120℃液化20-30分钟，③降温至55℃，加CGT酶，并加碱调PH至8.5，④在温度55±1℃、维持PH8.5条件下，进行搅拌反应（一般反应需12-18小时，是以CD生成量变化控制，因反应中PH不断下降，则需加碱维持PH在8.5左右），⑤加入α-淀粉酶，用酸调PH至6.5，⑥二次液化、脱色提取。
由上述可以看出，由于采用较高PH值（8-9）和高温（85-120℃）进行较长时间的液化反应，至使生产过程中升降温的变化幅度大，浪费能源;在反应过程中维持较高的PH（因反应中PH不断下降），反应结束后又用酸中和，需耗费大量的烧碱和酸;同时搅拌反应长达12-18小时，使得设备损耗和能源消耗严重。本发明的目的，正是为了克服现有工艺的以上不足，从而达到降低成本，减少能耗、缩短生产周期之效果。
本发明是根据马铃薯淀粉67℃可以完全糊化，玉米淀粉73℃可以完全糊化的特点，以及嗜碱性（无）芽孢杆菌所产生的CGT酶在PH6.0-9.0相对稳定、β-CD生产量也稳定的特性，进行了大量的试验，并进行了21吨大罐反应试验，确定了新的β-CD生产工艺，本发明所设计的β-CD生产工艺流程为：在调好乳的淀粉浆液中①加入CGT酶（此时浆液中PH约8.0），②升温至70-80℃，液化5-10分钟，③降温至55℃，加CGT酶（此时PH约7.5），④在温度52-56℃、PH不低于6.0条件下，进行静置反应（反应需6-12小时，仍是以CD生成量变化控制，虽然反应中PH不断下降，一般至反应终结PH降不到6.0以下，但偶然有低于6.0的情况，则需用碱调至6.0以上），⑤加入α-淀粉酶（此时反应液中PH6.0-6.5），⑥二次液化、脱色提取。
本申请中所述的β-CD生产工艺流程，是实际生产中全流程的中间片断，淀粉调乳以前和二次液化、脱色提取以后都是现有技术，这里不再详述，流程中所编序号是这中间片断的流程顺序。
与现有技术相比，本发明的改进在于：在①中不需加碱调整PH;在②中液化时间缩短，升温幅度小;所以在③中的降温幅度也小，补加CGT酶时，也不用调整PH;在④中，生成反应由搅拌反应改为静置反应，其反应温度宽且低，由于反应初始的PH（约7.5）较高于反应中要求的PH低限值（6.0），所以在反应过程中一般不加碱调整PH;在⑤中，一般不需加酸调整PH（有时偶尔生成反应结束时，PH还未降到6.5以下，则需用酸调整）。以21吨反应罐进行试验得知，改进后的工艺流程较原工艺流程具有以下优点：淀粉转化率由原来的36%提高到40%左右;每罐反应平均节约烧碱55-60Kg，节约酸15-20Kg，电400-500度，以及大量的水、汽、人工等等，可使每吨生产成本下降2000元;生产周期由原来的17-20小时，缩短到10-13小时;简化了生产工序，降低了劳动强度。
实施例1：
取纯度为74.60%的原料淀粉1594Kg（即纯淀粉1190Kg），按7%浓度调成淀粉浆，再按500单位/克淀粉的比例加入CGT酶发酵液268升（每毫升含CGT酶2222单位），在搅拌的同时加温至70℃，液化反应15分钟，迅速降温至55℃，再按每克淀粉800单位的比例加入CGT酶424升（每毫升含CGT酶2222单位），此时反应液PH为7.5。搅拌30分钟后静置反应，6小时时CD生成量达到高峰，此时淀粉转化率为41.8%，PH值为6.5，温度为52.5℃，开动搅拌，按每克淀粉8单位的比例加入克含量为2000单位的α-淀粉酶4.75Kg，升温至85℃后，液化20分钟（即为二次液化）。按粗淀粉4%的重量比加入活性炭64Kg，降低PH为4.5，升温至95℃，进行脱色35分钟，经压滤和减压浓缩，即得到β-CD粗结晶。
实施例2：
取纯度为77.44%的淀粉1317Kg（即纯淀粉1020Kg），按6%浓度调成淀粉浆，再按500单位/克淀粉的比例加入CGT酶发酵液165升（每毫升含CGT酶3100单位），搅拌的同时升温至70℃，液化反应10分钟，迅速降温至55℃，再按每克淀粉700单位的比例加入CGT酶230升（每毫升含CGT酶3100单位），此时反应液PH为7.5，搅拌30分钟后静置反应，6小时时CD生成量达到高峰，此时淀粉转化率为45.1%，PH为6.8，温度为53℃，开动搅拌，按每克淀粉6单位的比例加入克含量为1000单位的α-淀粉酶6.0Kg，升温至85℃后，液化25分钟（即二次液化）。按粗淀粉5.3%的比例加入活性炭70Kg，降PH为4.5，升温至95℃进行脱色30分钟，再经压滤，减压浓缩，即得到β-CD粗结晶。
实施例3：
取纯度81%的原淀粉1469Kg（即纯淀粉1190Kg），按7%浓度调成淀粉浆，再按500单位/克淀粉的比例加入CGT酶发酵液300升（每毫升含CGT酶2000单位），在搅拌的同时加温至70℃，液化反应5分钟，迅速降温至55℃，再按每克淀粉600单位的比例加入CGT酶357升（每毫升含CGT酶2000单位），此时反应液PH为8.0，搅拌30分钟后静置反应，6小时时CD生成量达到高峰，此时淀粉转化率为40.6%，PH为7.0，温度为54℃。开动搅拌，按每克淀粉8单位的比例加入克含量为2000单位的α-淀粉酶4.5Kg，调PH至6.5，升温至85℃后，液化30分钟（即二次液化）。按粗淀粉5%的重量比加入活性炭70Kg，降低PH为4.5，升温至95℃进行脱色40分钟，经压滤和减压浓缩，即得到β-CD粗结晶。
Claims (3)
1、由环状糊精葡萄糖基转移酶(CGT酶)作用于淀粉产生β-环状糊精(β-CD)的生产工艺流程，包括有：在调好乳的淀粉浆液中，①加入CGT酶，并用碱调PH至8.5，②升温至85℃-120℃，液化20-30分钟，③降温至55℃，加CGT酶，并用碱调PH至8.5，④在温度55±1℃、维持PH8.5条件下，进行搅拌反应，⑤加入α-淀粉酶，用酸调PH至6.5，⑥二次液化、脱色提取，等序列过程，本发明的特征在于：
a.从①加入CGT酶开始，至⑥二次液化以前的过程中，不需要用碱和(或)酸调整PH，即完全在自然PH条件下进行；
b.在②的液化过程中，液化时间为5-15分钟，液化前升温至70℃-80℃；
c.把④的生成反应改为，在温度52℃-56℃、静置条件下进行CD的生成反应，即静置反应。
2、根据权利要求1所述的β-CD生产工艺，其特征在于：在CD生成反应过程中，维持PH不低于6.0，在⑤中加入α-淀粉酶后，调PH至6.0-6.5。
3、由CGT酶作用于淀粉产生β-CD的生产工艺，其特征在于它是根据权利要求1中所述的a，b，c中任何一段工艺所生产的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 90110111 CN1031591C (zh) | 1990-12-22 | 1990-12-22 | β-环状糊精生产工艺 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 90110111 CN1031591C (zh) | 1990-12-22 | 1990-12-22 | β-环状糊精生产工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1054072A true CN1054072A (zh) | 1991-08-28 |
| CN1031591C CN1031591C (zh) | 1996-04-17 |
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ID=4881774
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN 90110111 Expired - Fee Related CN1031591C (zh) | 1990-12-22 | 1990-12-22 | β-环状糊精生产工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1031591C (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1094153C (zh) * | 1998-10-30 | 2002-11-13 | 盐水港精糖株式会社 | 半乳糖基蔗糖的制造方法 |
| CN100595213C (zh) * | 2007-06-26 | 2010-03-24 | 孟州市华兴有限责任公司 | 一种β-环糊精的生产工艺 |
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1990
- 1990-12-22 CN CN 90110111 patent/CN1031591C/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN1094153C (zh) * | 1998-10-30 | 2002-11-13 | 盐水港精糖株式会社 | 半乳糖基蔗糖的制造方法 |
| CN100595213C (zh) * | 2007-06-26 | 2010-03-24 | 孟州市华兴有限责任公司 | 一种β-环糊精的生产工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1031591C (zh) | 1996-04-17 |
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