CN106520839A - 复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用，属于玉米深加工领域。复合纤维素酶包合物是由如下质量比的酶制成的：半纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为3：3：1：2，分别于三个加酶点匀速投入使用，添加量为0.04~0.06kg/t,pH：4.0‑5.5，温度50‑65℃,每8~10个小时添加一次。复合纤维素酶包合物的使用能够使玉米各组分纤维、蛋白、淀粉之间更好的分离；降低耗水量；减少化学品使用量，不仅具有纤维素酶本身的功能特性同时还能够减少纤维素酶的使用，降低纤维素酶的使用要求，延长纤维素酶的有效作用时间。
Description
技术领域
本发明属于玉米深加工领域，尤其涉及一种复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用。
背景技术
2011年，全球淀粉总生产量约为三千五百万吨，其中玉米淀粉占其中的43%，过去几年，淀粉的产量在全球范围内没有多大变化，而中国的淀粉生产量还在增加，从2000年占全球市场的三分之一到2011年的近一半，虽然速度放缓，但淀粉价格下降，淀粉生产的原料玉米和木薯等价格上涨，因此对于淀粉生产提高生产的效率就显得非常重要。
酶技术目前已广泛应用在玉米深加工行业的许多产品（葡萄糖浆、麦芽糖浆、F55、功能性低聚糖、发酵制品、蛋白饲料等）和许多生产环节中（淀粉液化、淀粉糖化、酒精发酵、蛋白水解等）。近年来随着酶学技术的不断进步，其工业应用将进一步扩大到玉米浸泡、淀粉纤维分离、玉米蛋白生产过滤等生产环节和原淀粉一步制糖等新工艺中，以提高产品得率、帮组和简化生产强度和步骤、降低生产能耗以及对环境的污染。
玉米深加工的基础产品就是玉米淀粉，但是传统的玉米淀粉提取工艺对时间、资本和能源的要求很高，环境污染严重。目前，世界各国正致力于在保证生产效果的同时，降低原料和能耗的使用。酶法湿磨工艺正是为此开发研究的，酶法湿磨工艺优点在于比传统工艺减少能耗的同时提高了生产率，而且淀粉产量和质量优于或相当于传统工艺，使得大量的资金和能源因此缩短而被节约，这些都将有利于淀粉提取成本的降低。
淀粉生产中最理想效果是各组分纤维、蛋白、淀粉之间更好的分离，降低耗水量，减少化学品使用量，如二氧化硫，节能，易干燥等。纤维素酶在淀粉分离生产中的应用从根本上解决上述问题，并且提高产品收率。达到过滤过程中减少滤饼的水分，节省干燥所消耗热能；加快过滤速度；促进纤维和淀粉分离，通过酶的使用可减少纤维夹带的淀粉，使两者分离效果更好，提高淀粉收率，同时纤维素酶改变了纤维表面亲水基团，使纤维的吸水性减少，因此纤维的干燥更加容易。
环糊精作为淀粉糖的一个重要分支，因其具有良好的化学稳定性、热稳定性、耐酶解性、抗潮湿性、缓释性等性能，能与范围极其广泛的各类客体通过分子间相互作用形成主客体包合物，从而对客体具有屏蔽、控制释放、活性保护等功能，已经广泛应用到食品、医药、化妆品、农药、材料等行业领域，渗入到我们生活的各个角落。
纤维素酶的加入是在不改变原有工艺，不使用特殊设备的情况下，设定一个加酶点：纤维素洗涤槽、总储罐的工艺水或二道磨三个位置，匀速加入酶制剂于系统当中，其中酶制剂的加入量对物料无法确定是否能够全部发挥作用，可能添加酶制剂过多在作用完成此阶段物料后有剩余，且酶制剂的存活时间无法与物料完成整个加工过程。
发明内容
本发明提供一种复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用，以解决加入酶制剂于系统当中后，加入量对物料无法确定是否能够全部发挥作用，且酶制剂的存活时间无法与物料完成整个加工过程的问题。
本发明采取的技术方案是，
复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用。
所述复合纤维素酶包合物是由如下质量比的酶制成的：
半纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为3：3：1：2。
所述复合纤维素酶包合物的制备方法如下：将半纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶按质量比例3：3：1：2加入环糊精溶液中，在50～60℃下搅拌或振荡该溶液，以使酶与环糊精呈饱和溶液，然后将溶液冷却至室温，在室温下搅拌5～18h 后，放至冰箱，1～3℃存放一夜，环糊精包合物在冷却过程中从均相溶液中结晶析出，用沉降法或用烧结玻璃漏斗过滤, 收集包合物晶体，在空气中自然干燥或冷冻干燥或喷雾干燥至恒重。
所述复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用，将制得的纤维素酶包合物分别于三个加酶点匀速投入使用，添加量为0.04~0.06kg/t,pH：4.0-5.5，温度50-65℃,每8~10个小时添加一次。
所述三个加酶点分别为：纤维素洗涤槽、总储罐的工艺水或第二道磨。
本发明的优点是：所使用的复合纤维素酶中包含半纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶，通过环糊精的包合，各种酶在化学性质上没有改变, 但使得其具有缓释、稳定、增溶和选择性定向分子的特性，这样酶就有了更长的时间作用于整个工艺过程，从而在玉米淀粉湿法加工中，复合纤维素酶包合物的使用能够使玉米各组分纤维、蛋白、淀粉之间更好的分离；降低耗水量；减少化学品使用量，不仅具有纤维素酶本身的功能特性同时还能够减少纤维素酶的使用，降低纤维素酶的使用要求，延长纤维素酶的有效作用时间。
具体实施方式
复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用。
所述复合纤维素酶包合物是由如下质量比的酶制成的：
半纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为3：3：1：2。
实施例1
复合纤维素酶包合物的制备方法
将半纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶按质量比例3：3：1：2加入环糊精溶液中，在50℃下搅拌或振荡该溶液，以使酶与环糊精呈饱和溶液，然后将溶液冷却至室温，在室温下搅拌18h 后，放至冰箱，1℃存放一夜，环糊精包合物在冷却过程中从均相溶液中结晶析出，用沉降法或用烧结玻璃漏斗过滤, 收集包合物晶体，在空气中自然干燥或冷冻干燥或喷雾干燥至恒重；
将制得的纤维素酶包合物分别于三个加酶点匀速投入使用，添加量为0.04kg/t,pH：4.0，温度50℃,每8个小时添加一次；
所述三个加酶点分别为：纤维素洗涤槽、总储罐的工艺水或第二道磨。
实施例2
复合纤维素酶包合物的制备方法
将半纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶按质量比例3：3：1：2加入环糊精溶液中，在55℃下搅拌或振荡该溶液，以使酶与环糊精呈饱和溶液，然后将溶液冷却至室温，在室温下搅拌12h 后，放至冰箱，2℃存放一夜，环糊精包合物在冷却过程中从均相溶液中结晶析出，用沉降法或用烧结玻璃漏斗过滤, 收集包合物晶体，在空气中自然干燥或冷冻干燥或喷雾干燥至恒重；
将制得的纤维素酶包合物分别于三个加酶点匀速投入使用，添加量为0.05kg/t,pH：5.0，温度55℃,每9个小时添加一次；
所述三个加酶点分别为：纤维素洗涤槽、总储罐的工艺水或第二道磨。
实施例3
复合纤维素酶包合物的制备方法
将半纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶按质量比例3：3：1：2加入环糊精溶液中，在60℃下搅拌或振荡该溶液，以使酶与环糊精呈饱和溶液，然后将溶液冷却至室温，在室温下搅拌5h 后，放至冰箱， 3℃存放一夜，环糊精包合物在冷却过程中从均相溶液中结晶析出，用沉降法或用烧结玻璃漏斗过滤, 收集包合物晶体，在空气中自然干燥或冷冻干燥或喷雾干燥至恒重；
所述复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用，将制得的纤维素酶包合物分别于三个加酶点匀速投入使用，添加量为0.06kg/t,pH：5.5，温度65℃, 每10个小时添加一次；
所述三个加酶点分别为：纤维素洗涤槽、总储罐的工艺水或第二道磨。
下边通过对比实验进一步说明本发明效果。
（一）分别在以下三点匀速加入本发明复合纤维素酶包合物，系统内温度55℃，pH5.0，添加量为0.05kg/t，每9个小时添加一次。
添加复合纤维素酶包合物后效果如下：
（1）技术指标上主要表现在如下方面（加酶点总储罐的工艺水）：
玉米纤维中联接淀粉减少2.3%；
洗后胚芽中联接淀粉降低1.02%；
玉米纤维中水分含量降低4.5%；总淀粉收率有所提高0.58%；
能够节省吨玉米的玉米纤维烘干蒸汽的使用量0.50吨；
（2）技术指标上主要表现在如下方面（加酶点纤维素洗涤槽）：
玉米纤维中联接淀粉减少2.27%；
洗后胚芽中联接淀粉降低0.98%；
玉米纤维中水分含量降低4.62%；总淀粉收率有所提高0.61%；能够节省吨玉米的玉米纤维烘干蒸汽的使用量0.50吨；
（3）技术指标上主要表现在如下方面（加酶点第二道磨）：
玉米纤维中联接淀粉减少2.32%；
洗后胚芽中联接淀粉降低1.02%；
玉米纤维中水分含量降低4.01%；总淀粉收率有所提高0.62%；能够节省吨玉米的玉米纤维烘干蒸汽的使用量0.50吨。
（二）单纯添加纤维素酶后效果如下：
分别在以下三点匀速加入纤维素酶，系统内温度55℃，pH5.0，添加量为0.06kg/t，每8个小时添加一次。
（1）技术指标上主要表现在如下方面（加酶点工艺水）：
玉米纤维中联接淀粉减少0.97%；
洗后胚芽中联接淀粉降低0.78%；
玉米纤维中水分含量降低2.87%；总淀粉收率有所提高0.39%； 能够节省吨玉米的玉米纤维烘干蒸汽的使用量0.38吨；
（2）技术指标上主要表现在如下方面（加酶点纤维素洗涤槽）：
玉米纤维中联接淀粉减少1.62%；
洗后胚芽中联接淀粉降低0.79%；
玉米纤维中水分含量降低2.39%；总淀粉收率有所提高0.58%；能够节省吨玉米的玉米纤维烘干蒸汽的使用量0.45吨。
（3）技术指标上主要表现在如下方面（加酶点第二道磨）：
玉米纤维中联接淀粉减少2.0%；
洗后胚芽中联接淀粉降低0.74%；
玉米纤维中水分含量降低3.26%；总淀粉收率有所提高0.56%；
能够节省吨玉米的玉米纤维烘干蒸汽的使用量0.45吨。
从以上实验数据可以看出，单纯添加纤维素酶后不同加酶点的作用效果不同，且总体效果指标有所提升，但提升效果较本发明复合纤维素酶包合物的作用效果有一定差距，且本发明复合纤维素酶包合物在任一加酶点所体现的作用效果平均，也就是说系统中添加本发明复合纤维素酶包合物的使用量低于单纯加入纤维素酶，但本发明复合纤维素酶包合物的作用时间延长且作用效果更好，并能够达到三个加酶点加入的酶制剂作用效果相同。
Claims (5)
1.复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用。
2.根据权利要求1所述的复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用，其特征在于：所述复合纤维素酶包合物是由如下质量比的酶制成的：
半纤维素酶：木聚糖酶：果胶酶：甘露聚糖酶的比例为3：3：1：2。
3.根据权利要求2所述的复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用，其特征在于：所述复合纤维素酶包合物的制备方法如下：将半纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶按质量比例3：3：1：2加入环糊精溶液中，在50～60℃下搅拌或振荡该溶液，以使酶与环糊精呈饱和溶液，然后将溶液冷却至室温，在室温下搅拌5～18h 后，放至冰箱，1～3℃存放一夜，环糊精包合物在冷却过程中从均相溶液中结晶析出，用沉降法或用烧结玻璃漏斗过滤, 收集包合物晶体，在空气中自然干燥或冷冻干燥或喷雾干燥至恒重。
4.根据权利要求1、2或3所述复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用，其特征在于：将制得的纤维素酶包合物分别于三个加酶点匀速投入使用，添加量为0.04~0.06kg/t,pH：4.0-5.5，温度50-65℃,每8~10个小时添加一次。
5.根据权利要求4所述的复合纤维素酶包合物在玉米淀粉湿法加工中的应用，其特征在于：所述三个加酶点分别为：纤维素洗涤槽、总储罐的工艺水或第二道磨。
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