CN106978408B - 一种食品级中温α-淀粉酶的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种食品级中温α‑淀粉酶的生产方法，包括如下步骤：1)中温α‑淀粉酶发酵液的制备；2)絮凝处理；3)过滤处理；4)一次浓缩处理；5)除菌处理；6)二次浓缩处理；7)真空低温干燥处理；8)整粒。该方法采用真空连续低温干燥的方法制得食品级中温α‑淀粉酶制剂，其酶活性高，流动性好，溶解速度快，无杂菌污染，生产过程无粉尘，而且操作简单，投资成本低，可连续化生产，具有良好的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明属于食品酶制剂生产技术领域，具体涉及一种食品级中温α-淀粉酶的生产方法。
背景技术
中温α-淀粉酶是一种可以水解淀粉的酶类，最适温度在40-70℃。中温α-淀粉酶主要作用于直链淀粉和支链淀粉的α-1，4-糖苷键，将淀粉分解为糊精和葡萄糖，因此被广泛应用在淀粉加工、啤酒、白酒、黄酒、酱油、醋、酒精、纺织退浆等行业和领域。
目前国内固体淀粉酶的主要生产方法有喷雾干燥和真空冷冻干燥两种。喷雾干燥具有投资少，干燥效率高的优点，但干燥过程中需要添加其它物质作为保护剂和分散剂，以防止淀粉酶在喷雾干燥的时候酶活损失及产品收集困难；另外，喷雾干燥的产品在生产和使用过程中会产生大量的粉尘，对环境和生产的工人有一定的危害性，干燥后的产品酶活性低，溶解性差。利用真空冷冻干燥可以有效解决淀粉酶在生产过程中粉尘多，酶活性低，产品溶解性差的问题，但是真空冷冻干燥的投资高，干燥效率低，不能连续化生产，使该技术很难在酶制剂行业推广。
而真空连续低温干燥能有效解决上述问题，真空连续低温干燥是在真空条件下，利用水的沸点低的原理对物料进行蒸发干燥的一种操作方法。其具体步骤包括：1)将浓缩后的膏状物料通过进料泵输送到真空系统内；2)膏状物料在真空连续干燥机内被加热干燥；3)干燥后的物料通过螺杆泵输送到整粒机上整粒；4)整粒后的物料直接包装形成产品。对比喷雾干燥和真空冷冻干燥，真空连续低温干燥有以下优点：1.干燥在真空条件下进行，可有效防止物料被空气中杂菌污染；2.生产过程中无粉尘污染，产品收率高，真空连续低温干燥用螺杆泵对物料进行收集整粒，可基本收集到所有产品；3.能耗低，产品活性无损失，真空连续低温干燥利用水的沸点在真空条件下低的特点，对物料进行加热干燥，无需对物料进行冷冻处理，且干燥温度低，可有效保存产品活性。
但是，目前还没有一种能利用真空连续干燥生产食品酶制剂的方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有食品级中温α-淀粉酶溶解性不好，酶活性低，且生产过程中粉尘多的问题。
为此，本发明提供了一种食品级中温α-淀粉酶的生产方法，包括如下步骤：
1)中温α-淀粉酶发酵液的制备；
2)絮凝处理：向步骤1)制得的中温α-淀粉酶发酵液中添加碱溶液，搅拌均匀，添加铝盐调节中温α-淀粉酶发酵液的pH至5～6，搅拌0.5～1h，进行絮凝反应；
3)过滤处理：向步骤2)处理后的中温α-淀粉酶发酵液中添加硅藻土，搅拌均匀，通过板框过滤，得到滤液和滤饼；
4)一次浓缩处理：将步骤3)得到的滤液通过超滤膜进行膜浓缩，至浓缩液固形物含量15～30％；
5)除菌处理：将步骤4)浓缩液用滤膜过滤，除菌；
6)二次浓缩处理：将除菌后的浓缩液经二次浓缩成浸膏状浓缩物；
7)真空低温干燥处理：将步骤6)处理后的浸膏状浓缩物利用真空连续干燥机进行干燥，干燥温度为60～80℃，物料温度为35～40℃；
8)整粒：将步骤7)干燥后的物料经螺杆输送到整粒机上整粒，即得产品。
进一步的，所述步骤2)中碱溶液为浓度1mol/LNaOH溶液或KOH溶液或Ca(OH)2溶液，其添加量为中温α-淀粉酶发酵液的1～5％，所述铝盐为Al2(SO4)3或AlCl3。
进一步的，所述步骤3)中硅藻土的添加量为中温α-淀粉酶发酵液的1～10％。
进一步的，所述步骤3)中在进行板框过滤之前在其滤布上预涂一层硅藻土作为床层。
进一步的，所述步骤4)中超滤膜的截留分子量为10～30KDa。
进一步的，所述步骤5)中滤膜的孔径为0.22～0.45μm。
进一步的，所述步骤6)中浸膏状浓缩物的固形物含量40％～80％。
进一步的，所述步骤6)中二次浓缩采用真空薄膜浓缩或者高效蒸发工艺，浓缩温度控制在35～40℃。
进一步的，所述步骤8)整粒后产品粒径小于80目，整粒后产品水分含量小于5％；其中产品粒径80～100目为颗粒状产品，粒径小于100目为粉状产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提供的这种食品级中温α-淀粉酶的生产方法采用真空连续低温干燥的方法制得食品级中温α-淀粉酶制剂，其酶活性高，流动性好，溶解速度快，无杂菌污染，且生产过程无粉尘。
(2)本发明提供的这种食品级中温α-淀粉酶的生产方法操作简单，投资成本低，可连续化生产，具有良好的市场应用前景。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明食品级中温α-淀粉酶的生产方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
取中温α-淀粉酶发酵液30kg，边搅拌边添加NaOH溶液(1mol/L)0.3kg，继续添加Al2(SO4)3调节pH至5.4，搅拌0.5h；添加300g硅藻土搅拌均匀，板框过滤，过滤后滤液22.5kg；利用超滤膜(截留量20KDa)膜浓缩，膜浓缩压力0.3Mpa，温度30℃，浓缩后浓缩液重2.5kg，含固约25％；将浓缩液用0.22μm的滤膜除菌，得到无菌滤液用真空薄膜蒸发器浓缩，控制蒸发温度40℃，得到浸膏状浓缩物1.2kg，含固约42％；将浸膏状浓缩物用真空连续干燥机干燥，干燥条件为干燥温度65℃，物料温度35℃，干燥后物料通过螺杆泵输送到整粒机上整粒，整粒机筛网粒径为80目，最后得到产品650g。产品80～100目颗粒占95％以上，无大于80目的颗粒。产品含水3.8％，流动性好，溶解速度快，溶解后澄清透亮。
实施例2：
取中温α-淀粉酶发酵液100kg，边搅拌边添加KOH溶液(1mol/L)1kg，继续添加Al2(SO4)3调节pH至5.0，搅拌1h；添加1kg硅藻土搅拌均匀，板框过滤，过滤后得滤液76kg；利用卷式中空超滤浓缩膜(截留量10KDa)膜浓缩，膜压力0.5Mpa，温度35℃，浓缩后浓缩液重10kg，含固约15％；将浓缩液用0.22μm的滤膜除菌，得到无菌滤液用真空薄膜蒸发器浓缩，控制蒸发温度40℃，得到浸膏状浓缩物2.5kg，含固约60％；将浸膏状浓缩物用真空连续干燥机干燥，干燥条件为干燥温度60℃，物料温度35℃，干燥后物料通过螺杆泵输送到整粒机上整粒，整粒机筛网粒径为80目，最后得到产品1.5kg。产品80～100目颗粒占96％以上，无大于80目的颗粒。产品含水＜3％，流动性好，溶解速度快，溶解后澄清透亮。
实施例3：
取中温α-淀粉酶发酵液10吨，边搅拌边添加Ca(OH)2溶液(1mol/L)100kg，继续添加AlCl3调节pH至5.0，搅拌1h；添加200kg硅藻土搅拌均匀，板框过滤，过滤后得滤液7吨；利用卷式中空超滤浓缩膜(截留量20KDa)膜浓缩，膜压力0.5Mpa，温度35℃，浓缩后浓缩液重1吨，含固约25％；将浓缩液用0.22μm的滤膜除菌，得到无菌滤液用真空薄膜蒸发器浓缩，控制蒸发温度40℃，得到浸膏状浓缩物420kg，含固约60％；将浸膏状浓缩物用真空连续干燥机干燥，干燥条件为干燥温度60℃，物料温度35℃，干燥后物料通过螺杆泵输送到整粒机上整粒，整粒机筛网粒径为80目，最后得到产品260kg。产品80～100目颗粒占96％以上，无大于80目的颗粒。产品含水约4％，流动性好，溶解速度快，溶解后澄清透亮。
实施例4：
取中温α-淀粉酶发酵液1吨，边搅拌边添加NaOH溶液(1mol/L)10kg，继续添加AlCl3调节pH至5.0，搅拌0.5h；添加10kg硅藻土搅拌均匀，板框过滤，过滤后得滤液800kg；利用卷式中空超滤浓缩膜(截留量30KDa)膜浓缩，膜压力0.5Mpa，温度35℃，浓缩后浓缩液重200kg，含固约15％；将浓缩液用0.22μm的滤膜除菌，得到无菌滤液用真空薄膜蒸发器浓缩，控制蒸发温度35℃，得到浸膏状浓缩物50kg，含固约60％；将浸膏状浓缩物用真空连续干燥机干燥，干燥条件为干燥温度60℃，物料温度35℃，干燥后物料通过螺杆泵输送到整粒机上整粒，整粒机筛网粒径为80目，最后得到产品31kg。产品80～100目颗粒占96％以上，无大于80目的颗粒。产品含水约4％，流动性好，溶解速度快，溶解后澄清透亮。
实施例5：
取中温α-淀粉酶发酵液1吨，边搅拌边添加NaOH溶液(1mol/L)50kg，继续添加Al2(SO4)3调节pH至6.0，搅拌0.1h；添加100kg硅藻土搅拌均匀，板框过滤，过滤后得滤液800kg；利用卷式中空超滤浓缩膜(截留量30KDa)膜浓缩，膜压力0.5Mpa，温度35℃，浓缩后浓缩液重100kg，含固约30％；将浓缩液用0.45μm的滤膜除菌，得到无菌滤液用真空薄膜蒸发器浓缩，控制蒸发温度40℃，得到浸膏状浓缩物38kg，含固约80％；将浸膏状浓缩物用真空连续干燥机干燥，干燥条件为干燥温度80℃，物料温度40℃，干燥后物料通过螺杆泵输送到整粒机上整粒，整粒机筛网粒径为80目，最后得到产品30kg。产品80～100目颗粒占96％以上，无大于80目的颗粒。产品含水约4％，流动性好，溶解速度快，溶解后澄清透亮。
上述实施例1～5中，中温α-淀粉酶发酵液的制备方法：将菌种接种于马铃薯琼脂斜面，37℃培养3天，然后转接到液体肉汤培养基上，37℃摇瓶培养3天，然后按照1％-10％的接种量转移到1级种子罐内(种子罐配方：麸皮：小米糠：木薯粉：烧碱＝70：20：10：0.5,加水使水量达60％，灭菌0.5-1h)，培养3-5天；将种子罐发酵液按1％-10％的接种量接种至发酵罐内(发酵罐配方同种子罐配方)，培养7-10天，至酶活最大后放罐即可。
对比例：
取上述实施例1～5制得的颗粒状中温α-淀粉酶和市场上在售的粉状中温α-淀粉酶1(对比例1)、粉状中温α-淀粉酶2(对比例2)各10g，分别加入至100ml去离子水中，多头磁力搅拌器上溶解，其实验现象及完全溶解时间如表1所示。
表1：
综上所述，本发明提供的这种食品级中温α-淀粉酶的生产方法采用真空连续低温干燥的方法制得食品级中温α-淀粉酶制剂，其酶活性高，流动性好，溶解速度快，溶解无沉淀，无杂菌污染，生产过程无粉尘，而且操作简单，投资成本低，可连续化生产。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种食品级中温α-淀粉酶的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)中温α-淀粉酶发酵液的制备；
2)絮凝处理：向步骤1)制得的中温α-淀粉酶发酵液中添加碱溶液，搅拌均匀，添加铝盐调节中温α-淀粉酶发酵液的pH至5～6，搅拌0.5～1h，进行絮凝反应；其中，所述碱溶液为浓度1mol/L的NaOH溶液或KOH溶液或Ca(OH)2溶液，其添加量为中温α-淀粉酶发酵液的1～5%，所述铝盐为Al2(SO4)3或AlCl3；
3)过滤处理：向步骤2)处理后的中温α-淀粉酶发酵液中添加硅藻土，搅拌均匀，通过板框过滤，得到滤液和滤饼；
4)一次浓缩处理：将步骤3)得到的滤液通过超滤膜进行膜浓缩，至浓缩液固形物含量15～30%；
5)除菌处理：将步骤4)浓缩液用滤膜过滤，除菌；
6)二次浓缩处理：将除菌后的浓缩液经二次浓缩成浸膏状浓缩物；
7)真空低温干燥处理：将步骤6)处理后的浸膏状浓缩物利用真空连续干燥机进行干燥，干燥温度为60～80℃，物料温度为35～40℃；
8)整粒：将步骤7)干燥后的物料经螺杆输送到整粒机上整粒，即得产品。
2.如权利要求1所述的食品级中温α-淀粉酶的生产方法，其特征在于：所述步骤3)中硅藻土的添加量为中温α-淀粉酶发酵液的1～10%。
3.如权利要求2所述的食品级中温α-淀粉酶的生产方法，其特征在于：所述步骤3)中在进行板框过滤之前在其滤布上预涂一层硅藻土作为床层。
4.如权利要求1所述的食品级中温α-淀粉酶的生产方法，其特征在于：所述步骤4)中超滤膜的截留分子量为10～30KDa。
5.如权利要求1所述的食品级中温α-淀粉酶的生产方法，其特征在于：所述步骤5)中滤膜的孔径为0.22～0.45μm。
6.如权利要求1所述的食品级中温α-淀粉酶的生产方法，其特征在于：所述步骤6)中浸膏状浓缩物的固形物含量40～80%。
7.如权利要求1所述的食品级中温α-淀粉酶的生产方法，其特征在于：所述步骤6)中二次浓缩采用真空薄膜浓缩或者高效蒸发工艺，浓缩温度控制在35～40℃。
8.如权利要求1所述的食品级中温α-淀粉酶的生产方法，其特征在于：所述步骤8)整粒后产品粒径小于80目，整粒后产品水分含量小于5%。
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| Starch Fermentation by Recombinant Saccharomyces Cerevisiae Strains Expressing the Alpha-Amylase and Glucoamylase Genes From Lipomyces Kononenkoae and Saccharomycopsis Fibuligera;J M Eksteen等;《Biotechnol Bioeng》;20031220;第84卷(第6期);参见全文 * |
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