CN1071309A - 连续生产部分水解淀粉的方法，用此方法生产的产品及其应用 - Google Patents

Abstract

由研碎的未加工含淀粉基质冷水解和同时发酵 连续生产部分水解淀粉的方法，其中以已知的方式用 可释放糖的酶制剂实施水解基质，酶制剂中加入了酵 母，该方法中

——滗清(取出)在水解20—60小时后所得到的 汁，其汁含有已溶解的产物和未溶解的产物，

——从这种汁里分离出使其再循环(返回)经水 解都未溶的那些渣(特别是纤维、酶和部分水解淀 粉)。

——在返回(再循环)之前，要全部或部分提取部 分水解淀粉，并使其稳定。

Description

本发明涉及一种将研碎的未加工含淀粉基质经同时进行冷水解和发酵而连续生产部分水解淀粉的方法，还涉及生产的产品和这种产品的应用。

法国专利86.18380叙述了一种利用研碎的含淀粉基质冷水解并同时发酵连续生产乙醇的方法。术语“冷”应理解为温度低于基质的胶凝点。

根据本方法，在一个装有酵素的容器里，连续加入一定量的淀粉、水、酶;容器里维持低温，发酵介质在该容器中停留时间达10-40小时之后;倾析所得到的汁，在一分离器中，人们从其汁中提取不溶解的部分，此不溶解的部分返回到该容器中，余下的澄清汁进行蒸馏，其残渣返回或不返回到该容器中。不溶解的部分含有未完全水解的含淀粉的物质和未转变的组分（酵母、糖……）。

由于这种不溶解部分连续返回，所以有必要除去其中的一部分以保持该容器中干物质的比率不变。在分离器之后，用容器中回流管道排流除去。同样，对于残渣，也应准备在蒸馏塔出口清除，人们还应保证进出量的平衡。

因为在澄清汁中醇浓度可以达到48-80克/升，所以该方法是满意的。

去除后的产品转化成渣。在农业食物范围里，这些渣一般都是除去酒之后的谷物残渣。在上述的方法中，由下述已知方式得到这些渣。劣酒是由水、沉淀蛋白质和非沉淀蛋白质以及无机盐所组成。用离心法从称为澄清劣酒的可溶部分中分离对其进行干燥的沉淀蛋白质（固体）。部分澄清劣酒返回其容器中，其余的经浓缩与已干燥的固体部分混合;该混合物一般称之“可溶渣”。

至于在分离器以后被排除的汁中不溶解部分，正如人们已看到的，含有未完全水解的含淀粉物料，这种物料既不是糖，也不再是天然淀粉，它被认为是不可利用的：这是一种来自于含淀粉物料未完全分解的渣，而且，它是不稳定的，因为即使在清除之后还能缓慢地转化。为了不使这种含淀粉物料全部都消失掉，可将这种含淀粉物料加入到来自劣酒的渣中，然后按常规方法干燥。

这种方法的缺点在于不能将全部含淀粉物料转化成醇，并损失未转化的部分。从经济观点来看，这种损失是相当大的，因为如果可溶解的渣本身是一种商品的话，它们的价格也比含淀粉产品低很多。本发明的目的在于克服这种缺陷。

本发明的目的在于一种利用磨碎的未加工含淀粉基质进行冷水解并同时发酵而连续生产部分水解淀粉的方法，这种方法是以已知的方式由释放糖的酶制剂水解含淀粉基质，酶制剂中添加了酵母，其特征在于：

-在经至少20-60小时水解与发酵之后，取出滗清所得到的汁，其汁主要含有已溶解的产物和未溶解的产物。

-从这种汁里分离出返回（使其再循环）水解后都不溶的那些渣（尤其是纤维、酵母、酶和已部分水解的淀粉）。

-在返回之前，要全部或部分提取含有部分水解淀粉的未溶解部分，并且利用一切已知的方法，尤其是干燥、冻凝（冻）、雾化（粉化）或青贮使其稳定。

水解的时间最好是35-60小时。

正如人们所知道的。本方法在于中止同时进行的水解与发酵转化过程，又在于提取未完成的水解产物，即中间产物，还在于中断水解。

事实上，人们发现，如此部分降解的淀粉外观与未加工即天然的淀粉外观很不一样：未加工的淀粉颗粒是光滑的，而部分水解的颗粒具有分解时产生的大量空洞和/或小孔，并且发现，这些已降解的颗粒所处的介质在生物学上是良好的，致病菌因酵母的存在而不可能大量繁殖，相应的酵母群体比例很大，其数量级为1-10⁶以上。

本发明的目的在于按照前面定义的方法，由中断特定酶的部分分解含淀粉产物而得到这种新产品，这种新产品在纯化后至少含有部分降解的淀粉和至少少量酵母。

未加工状态的产品，其特征在于部分降解淀粉含量约50-98%（在已纯化的含淀粉基质情况下），余下的组分由不溶的基质成分（纤维、蛋白质、脂类、灰分、无机物、离子），酵母、酶和几种细菌为代表，其pH值根据所使用的一种酶或多种酶可以是4-8。

本发明还包括该产品的应用，尤其是：

-作粘结剂、填充剂、胶凝剂的应用;

-作香味载体的应用;

-作挤压添加剂的应用;

-作比如慢转化糖营养剂以及作无麦醇溶蛋白幼儿食品的应用;

-用于生产动物饲料产品且用青贮法所稳定与贮存的产品。

为了更好地理解本发明，在唯一的附图上描绘出了使用本方法的设备示意图。

该产品（还称之“沉淀物”）是从同时进行水解与发酵的转化设备中提取的。

容易看出，该装备有一个容器1或发酵罐，连续地以不同途径向该容器进料：充分磨碎的未加工的含淀粉产品2（谷物磨成的粉）、酶3、水4、返回的沉淀物5。所说的进料产品是未加工的，在这个意义上讲它最好没有经过任何纯化或其它特殊处理。其发酵罐还有一个在图上未标出的与温度调节设备相连接的温度探测器和一个在图上同样未标出的与供碱相连接的pH值探测器。

该发酵罐有一个酒连续排放口6，酒又送入水平式离心沉清（滗析器）7。

这种沉清器是一种分离器，但与其他类型分离器（板式过滤机、回转或加压滚筒、水力旋流器沉清器、超过滤、盆式或喷管式离心分离器）相比，它具有从含醇的流出液中简单安全地分离不溶物的优点。

例如，在沉清出口得到的沉淀物与流出液分别为40%（质量）和60%（质量），沉淀物中干物质是42-48%（P/P）。

其沉淀物有一部分被取出，一部分返回到该容器，以避免排尽该容器中的生物学物质，尤其是发酵的酵母。

返回的比例主要取决于人们所要求得到的乙醇和/或沉淀物的相对量。其比例是沉清槽出口沉淀物总质量的90%（本发明的沉淀物只是10%）至50%。

甚至人们可以考虑全部取出，也就是说不返回。

作为实施例，进行了下述试验：容器的有效体积100升，连续运行并返回，在容器中停留时间是33小时，pH4，温度33℃：

-谷物粉流量：0.9公斤/小时

-酶：5.8×10^-3AMG溶液（升酶/升酒）

-水流量：2.1公斤/小时

-流向沉清器的输口流量：4.75公斤/小时

-流出液的流量（酒）：2.75公斤/小时

-已澄清的产品流量（渣、沉淀物及其他）：2公斤/小时

-提取：25%即0.50公斤/小时

-返回产品的流量（75%）：1.50公斤/小时

按照本方法以每天几十吨的较大规模，用相同的酶和按相同的比例实施小麦转化成乙醇，得到下述量：

Ⅰ.60吨/天  淀粉

20000升乙醇

6.6吨本发明的沉淀物

9吨麸皮（糠）

9.5吨渣

Ⅱ.100吨/天  谷物粉

20000升乙醇

9.5吨本发明沉淀物

15吨麸皮（糠）

15.8吨渣

正如人们所看到的，同样生产乙醇，可以改变根据发明的部分水解淀粉、即沉淀物的生产。相反地，对于恒定的淀粉流量来说，有可能按照乙醇量来调节沉淀提取物的量。

粉状沉淀物经冻干干燥之后，或絮凝状沉淀物经加热干燥之后根据本方法制得的产品;按前述实施例实施、在水解容器中停留时间约为40小时的产品其组成大约如下：

-淀粉：72%±2%

-纤维：4.8%±2%

-蛋白质：7%

-脂类：0.5%±0.3%

-灰分：0.9%±0.5%

-无机物（ppm）：Cu：7.3、Zn：47、Fe：124、Mn：12.5

-离子：NH⁺ ₄：0.25%，PO^3- ₄0.34%，Cl₂：372ppm，NO^- ₂＜0.01%，NO^- ₃＜0.01%

含淀粉的部分没有G2-G10之间的残余糊精。

产品的pH约3.8-4，其密度：真密度d＝0.96，表观密度d＝0.214。

当然，这种组成变化很大，并且主要取决于所使用基质的量，这里为小麦粉的量，但也取决于所选择的酶及其浓度、停留时间等。

本发明产品在食品中的许多应用与使用是很出色的：猪肉食品、烧熟的菜、调味汁、甜食和含乳甜点、饮料、饼干与面包、皮特（Peet）-食品等的制作。

此外，本发明的方法及其产品具有无麦醇溶蛋白的特殊优点，甚至当所应用的基质是小麦时也是如此，这就允许在幼儿食物中使用该产品。

人们都知道麦醇溶蛋白是一种幼儿食用不适宜的食品。然而，生产乙醇通常使用的小麦粉用在其它产品中也含有麦醇溶蛋白。本发明方法特别令人感兴趣的地方在于，沉淀物实际上没有麦醇溶蛋白：在发酵罐中已溶解的麦醇溶蛋白在澄清时从沉淀物中分离出来，并且再返回到流出液中。

测量表明流出液中除去了至少95%的麦醇溶蛋白。余下至多5%又在含沉淀物的那部分中。与沉淀物一起被提取的极少量麦醇溶蛋白可以毫无困难地除去，因为麦醇溶蛋白是溶于醇的。

这种产品的许多应用都是可能的，或者直接使用提取的产品，或者在提取结束二次处理后使用。

事实上，产品的展观与应用都根据中止水解的方式和/或状态而有所改变。

在稳定化之前，沉淀物可为了除去某些不希望的物质而进行预处理：在醇、盐或可改变pH的产品存在下，用水溶液稀释沉淀物，例如醇溶液可除去微量麦醇溶蛋白。

沉淀物由下述方法稳定：

-冷却干燥：冻干法，这可得到粉末，

-在带或圆柱上加热干燥：沉淀物膨胀，并得到转化成絮凝粒薄膜，

-雾化，在已知的雾化塔中将沉淀物喷射成颗粒，其颗粒在热空气流中干燥，

-引入已知的适当细菌青贮。

另外，利用已知类型的机械分离纯化其沉淀物，纯化可以进行到基本上只保留部分水解的淀粉颗粒。

第一种应用是利用它的营养作用，例如在营养学方面，该沉淀物在肠道上起作用。

第二种应用是利用它的技术作用，它进入烧熟菜的组分之中：

-作为粘结剂，因其同时具有乳化、增稠和胶凝的能力。尤其可以在婴儿食品中应用，以很小的剂量治疗可引起呕吐的胃痉挛。

-作为乳化剂，例如，它可加入当时正寻求使之稳定的乳化组合物中，又不因此而达到胶凝阶段（例如工业化生产的蛋黄酱）;

-作为增稠剂：例如保持已烧好准备食用和保存在实际冷却条件下的那些菜中调味汁的稠度。

-作为胶凝剂：例如，在制备应该保持在实际冷却条件下的烹调制品或幼儿食品中：在4℃冷水中不到16小时而在室温下几分钟内，沉淀物凝胶化，并在对其加热时沉淀物保持凝胶状态。

-作为挤压剂：例如，在饼干制作时，人们尤其可以看到挤压所消耗的能量增加达20%的效益，在作挤压剂的应用情况下，可使用未加工状态的产品，无需进行第二次纯化处理;

-作为填充剂：例如，由于该填充剂能提高保留香味、水和脂肪物质的作用，在制作饼干、糕点、糖果时使用它。在这类应用中，该产品经提取后最好经过一次或多次纯化处理，以除去不需要的一种或多种组分：纤维、酵母等;

-作为营养剂：例如，由于根据患糖尿病鼠所观察到的长效作用，用于治疗人体中与胰岛素相关的早期糖尿病;沉淀物事实上被作为“慢转化（lent）糖”。由于它可调节婴儿的消化，这种“慢转化糖”作用同样对幼儿食品是有利的。

第三类应用是用于植食动物的食料：由青贮法转化与贮存的产品非常有利于作为动物食料提供给产奶动物，尤其是奶牛。发现奶牛产奶量显著增加：人们观察到产奶量增加15-20%。

所制得的产品特别有利的是，在提取与稳定之后，它可以无需特殊处理便能保存，也无需预处理便能直接应用。尤其是由于酵母的存在，不会产生任何细菌的繁殖。

本方法能得到稳定的产品，也就是说对于确定的基质其组成不变，并且由于酶与能量消耗低而成本不高。

Claims (9)

1、由研碎的未加工含淀粉基质经冷水解，同时发酵连续生产部分水解淀粉的方法，其中以已知的方式用可释放糖的酶制剂实施含淀粉基质的水解，酶制剂中添加酵母，其特征在于：

-滗清(取出)经20-60小时水解后所得到的汁，其汁含有溶解的产物和未溶解的产物；

-从这种汁里分离出使其再循环(返回)经水解都不溶的那些渣；

-在返回之前，要全部或部分提取含有部分水解淀粉的未溶解部分并使其稳定。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于由干燥、冻凝、雾化（粉化）或青贮实施稳定。

3、由前述权利要求中任一权利要求所述方法得到的部分水解的含淀粉产品。

4、根据权利要求3所述的产品，其特征在于它至少含有部分降解的淀粉和少量酵母。

5、根据权利要求4所述的产品，其特征在于部分降解的淀粉含量是50-98%，余下的组分以基质不溶解成分（纤维、蛋白质、脂类、灰分、无机物、离子）、酵母、酶和某些细菌为代表，其pH值为4-8。

6、根据权利要求3、4、5中任何一个权利要求所述产品在食品工业中作香味载体的应用。

7、根据权利要求3、4、5中任一权利要求所述产品在食品工业中作挤压添加剂的应用。

8、根据权利要求3、4、5中任一权利要求所述产品在食品工业中作营养剂的应用。

9、根据权利要求1所述方法得到的部分水解含淀粉的、并且由青贮法稳定与保存的产品在动物食料产品生产中的应用。