CN107586807A - 一种超高麦芽糖浆的协同制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于麦芽糖浆技术领域，具体涉及一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，将淀粉溶解在水中，通过加入酸化剂、β淀粉酶和氯化钙进行恒温搅拌反应得到一级酶化液，加入碳酸铵形成沉淀，过滤后得到精制一级酶化液；依次加入普鲁兰酶和麦芽糖酶，并且依次进行超声反应，得到三级酶化液；最后将三级酶化液进行高温灭酶和减压蒸馏反应，过滤后得到超高麦芽糖浆。本发明从淀粉酶解糖化工艺入手，有效的提高了淀粉原料的利用率，提升了酶解糖化的效率，提高麦芽糖浆的纯度，解决了现有麦芽糖浆工艺困难，难以得到高浓度的问题。
Description
技术领域
本发明属于麦芽糖浆技术领域，具体涉及一种超高麦芽糖浆的协同制备方法。
背景技术
麦芽糖浆是以优质淀粉为原料，经过液化、糖化、脱色过滤、精致、浓缩而成的以麦芽糖为主要成分的淀粉糖产品，被广泛应用于糖果、冷饮制品、乳制品等食品和医药行业。麦芽糖浆具有温和适中的甜度和高营养性，适用于代替热能食品；具有良好的水溶、粘度、冰点等物化特性，可以代替部分蔗糖；具有较低的吸潮性和较高的保湿性，并且抗结晶性能良好，能抑制食品脱水和淀粉老化，延长食品的货架期。根据麦芽糖含量的高低，麦芽糖浆可分为普通麦芽糖浆、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆。一般麦芽糖含量在70％以下的麦芽糖浆为普通麦芽糖浆；麦芽糖含量在70-80％之间的麦芽糖浆为高麦芽糖浆；80％以上的麦芽糖浆为超高麦芽糖浆。
近几年，由于超高麦芽糖浆在制备麦芽糖粉、麦芽糖醇以及食品医药工业的良好应用，其生产制备在国内外越来越受重视。目前许多学者将下游分离工程如结晶法、吸附法、膜分离法等技术引入超高麦芽糖浆生产工艺中，用于提高麦芽糖浆纯度。但是由于高纯麦芽糖浆粘度较大，且各组分物化性质差异较小，从分离角度制备超高麦芽糖浆会受到较大限制。因此，有效的方法是从淀粉酶解糖化工艺入手，提高淀粉原料的利用率和酶解糖化效率，以此提高麦芽糖浆的纯度。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，从淀粉酶解糖化工艺入手，有效的提高了淀粉原料的利用率，提升了酶解糖化的效率，提高麦芽糖浆的纯度，解决了现有麦芽糖浆工艺困难，难以得到高浓度的问题。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述协同制备方法按照如下步骤：
步骤1，将淀粉加入去离子水中，配制成浆料，得到淀粉浆料；
步骤2，将淀粉浆料中加入酸化剂进行pH控制，然后加入β-淀粉酶和氯化钙，恒温搅拌反应1-2h，得到一级酶化液；
步骤3，将碳酸铵滴加至一级酶化液中，搅拌均匀，过滤得到精制一级酶化液；
步骤4，在精制一级酶化液中加入普鲁兰酶，超声反应1-3h，得到二级酶化液；
步骤5，将麦芽糖酶加入至二级酶化液中，继续超声反应2-5h，得到三级酶化液；
步骤6，将三级酶化液高温灭酶处理20-40min，减压蒸馏反应30-60min，经活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中的浆料的干物质浓度为40-50％。
所述步骤2中的酸化剂采用乙酸或者氯化铵，所述pH为5.3-6.5，所述β-淀粉酶的加入量为80-120IU/g干淀粉。
所述步骤2中的氯化钙加入量是β-淀粉酶质量的20-30％，所述恒温搅拌反应的温度为60-65℃，搅拌速度为1000-2000r/min。
所述步骤3中的碳酸铵的加入量是氯化钙加入量的150-200％，所述搅拌速度为2000-3000r/min。
所述步骤4中的普鲁兰酶的加入量是β-淀粉酶加入量的80-150％，所述超声反应的频率为20-40kHz，温度为50-60℃。
所述步骤5中的麦芽糖酶的加入量为β-淀粉酶加入量的2.5-5.5倍，所述超声频率为20-30kHz，温度为60-75℃。
作为改性，所述超声反应采用间歇式超声反应，反应时间为3-6min，间隔时间为10-15min，所述温度采用梯度式升温，升温方式如下：
| 温度 | 时间 |
| 60min | 10-30min |
| 65min | 30-50min |
| 70-75min | 剩余时间 |
所述步骤6中的高温灭酶处理的温度为130-150℃。
所述步骤6中的减压蒸馏反应的压力为大气压的40-60％，温度为90-110℃。
步骤1将淀粉溶解在去离子水中，然后配制成浆料。
步骤2在浆料中加入酸化剂进行酸化，达到控制pH的目的，加入氯化钙与β-淀粉酶加入浆料中，进行恒温搅拌反应，在最适宜的温度与pH条件下，β-淀粉酶具有良好的酶活性，同时加入的钙离子能够对淀粉酶起到良好的促进效果，提升酶化效果。
步骤3中将碳酸铵加入一级酶化液中，碳酸铵溶解在水中形成碳酸根，与钙离子能够形成沉淀碳酸钙，能够将钙离子去除，防止钙离子对普鲁兰酶和麦芽糖酶起到抑制作用。
步骤4将普鲁兰酶加入至精制一级酶化液中，在超声反应下进行酶化反应，同时β-淀粉酶与普鲁兰酶形成协同反应，达到促进酶化反应的效果；超声反应频率较低，能够产生一定的离合能，促进酶活性，有效的提高酶化效率。
步骤5将麦芽糖酶加入二级酶化液中，继续超声反应，形成三级酶化液；超声的离合能能够起到良好促进作用，能够提升酶活力；麦芽糖酶的加入能够形成三酶体系，形成更为稳定的三酶体系；温度由60℃上升至75℃，能够起到分段促进效果，在60℃条件下普鲁兰酶体现出良好的酶活力，同时麦芽糖酶活性较低，形成能够促进初步酶化，随着温度的升高，麦芽糖酶的活性不断上升，麦芽糖酶的酶活性逐步增强，效率提升，同时普鲁兰酶的活性降低，初步酶化基本完成，普鲁兰酶与β-淀粉酶形成的双酶体系对淀粉进行深度酶化，而麦芽糖酶将初步酶化完成的淀粉转化为麦芽糖；在70-75℃条件下，碳酸铵、氯化铵逐步发生分解，并通过气体排出，达到去除杂质的目的。
步骤6将三级酶化液进行高温灭酶，并且减压蒸馏反应达到浓缩的目的，再由活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
本发明将淀粉溶解在水中，通过加入酸化剂、β淀粉酶和氯化钙进行恒温搅拌反应得到一级酶化液，加入碳酸铵形成沉淀，过滤后得到精制一级酶化液；依次加入普鲁兰酶和麦芽糖酶，并且依次进行超声反应，得到三级酶化液；最后将三级酶化液进行高温灭酶和减压蒸馏反应，过滤后得到超高麦芽糖浆。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明从淀粉酶解糖化工艺入手，有效的提高了淀粉原料的利用率，提升了酶解糖化的效率，提高麦芽糖浆的纯度，解决了现有麦芽糖浆工艺困难，难以得到高浓度的问题。
2.本发明采用钙离子作为β-淀粉酶的促进剂，有效的提升了β-淀粉酶的酶解效率，同时利用化学沉淀法将钙离子去除，解决了其对普鲁兰酶和麦芽糖酶的抑制问题。
3.本发明采用单酶体系、双酶体系与三酶体系的梯度酶解反应，提升了初步酶解的效率，充分利用各酶解反应的特点，有效的提高各酶制剂的效率，达到效率最优化。
4.本发明通过三酶体系下的温度变化，来控制酶制剂的反应速率，达到酶解反应的过滤，提高了反应的连续性。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述协同制备方法按照如下步骤：
步骤1，将淀粉加入去离子水中，配制成浆料，得到淀粉浆料；
步骤2，将淀粉浆料中加入酸化剂进行pH控制，然后加入β-淀粉酶和氯化钙，恒温搅拌反应1h，得到一级酶化液；
步骤3，将碳酸铵滴加至一级酶化液中，搅拌均匀，过滤得到精制一级酶化液；
步骤4，在精制一级酶化液中加入普鲁兰酶，超声反应1h，得到二级酶化液；
步骤5，将麦芽糖酶加入至二级酶化液中，继续超声反应2h，得到三级酶化液；
步骤6，将三级酶化液高温灭酶处理20min，减压蒸馏反应30min，经活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中的浆料的干物质浓度为40％。
所述步骤2中的酸化剂采用乙酸或者氯化铵，所述pH为5.3，所述β-淀粉酶的加入量为80IU/g干淀粉。
所述步骤2中的氯化钙加入量是β-淀粉酶质量的20-30％，所述恒温搅拌反应的温度为60℃，搅拌速度为1000r/min。
所述步骤3中的碳酸铵的加入量是氯化钙加入量的150％，所述搅拌速度为2000r/min。
所述步骤4中的普鲁兰酶的加入量是β-淀粉酶加入量的80％，所述超声反应的频率为20kHz，温度为50℃。
所述步骤5中的麦芽糖酶的加入量为β-淀粉酶加入量的2.5倍，所述超声频率为20kHz，温度为60℃。
所述步骤6中的高温灭酶处理的温度为130℃。
所述步骤6中的减压蒸馏反应的压力为大气压的40％，温度为90℃。
实施例2
一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述协同制备方法按照如下步骤：
步骤1，将淀粉加入去离子水中，配制成浆料，得到淀粉浆料；
步骤2，将淀粉浆料中加入酸化剂进行pH控制，然后加入β-淀粉酶和氯化钙，恒温搅拌反应2h，得到一级酶化液；
步骤3，将碳酸铵滴加至一级酶化液中，搅拌均匀，过滤得到精制一级酶化液；
步骤4，在精制一级酶化液中加入普鲁兰酶，超声反应3h，得到二级酶化液；
步骤5，将麦芽糖酶加入至二级酶化液中，继续超声反应5h，得到三级酶化液；
步骤6，将三级酶化液高温灭酶处理40min，减压蒸馏反应60min，经活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中的浆料的干物质浓度为50％。
所述步骤2中的酸化剂采用乙酸或者氯化铵，所述pH为6.5，所述β-淀粉酶的加入量为120IU/g干淀粉。
所述步骤2中的氯化钙加入量是β-淀粉酶质量的30％，所述恒温搅拌反应的温度为65℃，搅拌速度为2000r/min。
所述步骤3中的碳酸铵的加入量是氯化钙加入量的200％，所述搅拌速度为3000r/min。
所述步骤4中的普鲁兰酶的加入量是β-淀粉酶加入量的150％，所述超声反应的频率为40kHz，温度为60℃。
所述步骤5中的麦芽糖酶的加入量为β-淀粉酶加入量的5.5倍，所述超声频率为30kHz，温度为75℃。
所述步骤6中的高温灭酶处理的温度为150℃。
所述步骤6中的减压蒸馏反应的压力为大气压的60％，温度为110℃。
实施例3
一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述协同制备方法按照如下步骤：
步骤1，将淀粉加入去离子水中，配制成浆料，得到淀粉浆料；
步骤2，将淀粉浆料中加入酸化剂进行pH控制，然后加入β-淀粉酶和氯化钙，恒温搅拌反应2h，得到一级酶化液；
步骤3，将碳酸铵滴加至一级酶化液中，搅拌均匀，过滤得到精制一级酶化液；
步骤4，在精制一级酶化液中加入普鲁兰酶，超声反应2h，得到二级酶化液；
步骤5，将麦芽糖酶加入至二级酶化液中，继续超声反应4h，得到三级酶化液；
步骤6，将三级酶化液高温灭酶处理30min，减压蒸馏反应40min，经活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中的浆料的干物质浓度为45％。
所述步骤2中的酸化剂采用乙酸或者氯化铵，所述pH为5.7，所述β-淀粉酶的加入量为100IU/g干淀粉。
所述步骤2中的氯化钙加入量是β-淀粉酶质量的25％，所述恒温搅拌反应的温度为63℃，搅拌速度为1500r/min。
所述步骤3中的碳酸铵的加入量是氯化钙加入量的180％，所述搅拌速度为2500r/min。
所述步骤4中的普鲁兰酶的加入量是β-淀粉酶加入量的120％，所述超声反应的频率为30kHz，温度为55℃。
所述步骤5中的麦芽糖酶的加入量为β-淀粉酶加入量的4.5倍，所述超声频率为25kHz，温度为65℃。
所述步骤6中的高温灭酶处理的温度为140℃。
所述步骤6中的减压蒸馏反应的压力为大气压的50％，温度为100℃。
实施例4
一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述协同制备方法按照如下步骤：
步骤1，将淀粉加入去离子水中，配制成浆料，得到淀粉浆料；
步骤2，将淀粉浆料中加入酸化剂进行pH控制，然后加入β-淀粉酶和氯化钙，恒温搅拌反应1h，得到一级酶化液；
步骤3，将碳酸铵滴加至一级酶化液中，搅拌均匀，过滤得到精制一级酶化液；
步骤4，在精制一级酶化液中加入普鲁兰酶，超声反应2h，得到二级酶化液；
步骤5，将麦芽糖酶加入至二级酶化液中，继续超声反应3h，得到三级酶化液；
步骤6，将三级酶化液高温灭酶处理30min，减压蒸馏反应40min，经活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中的浆料的干物质浓度为45％。
所述步骤2中的酸化剂采用乙酸或者氯化铵，所述pH为6.3，所述β-淀粉酶的加入量为110IU/g干淀粉。
所述步骤2中的氯化钙加入量是β-淀粉酶质量的25％，所述恒温搅拌反应的温度为63℃，搅拌速度为1300r/min。
所述步骤3中的碳酸铵的加入量是氯化钙加入量的180％，所述搅拌速度为2300r/min。
所述步骤4中的普鲁兰酶的加入量是β-淀粉酶加入量的120％，所述超声反应的频率为25kHz，温度为55℃。
所述步骤5中的麦芽糖酶的加入量为β-淀粉酶加入量的4.5倍，所述超声频率为25kHz，温度为60-75℃。
所述超声反应采用间歇式超声反应，反应时间为3min，间隔时间为10min，所述温度采用梯度式升温，升温方式如下：
| 温度 | 时间 |
| 60min | 10min |
| 65min | 30min |
| 70-75min | 剩余时间 |
所述步骤6中的高温灭酶处理的温度为135℃。
所述步骤6中的减压蒸馏反应的压力为大气压的45％，温度为95℃。
实施例5
一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述协同制备方法按照如下步骤：
步骤1，将淀粉加入去离子水中，配制成浆料，得到淀粉浆料；
步骤2，将淀粉浆料中加入酸化剂进行pH控制，然后加入β-淀粉酶和氯化钙，恒温搅拌反应2h，得到一级酶化液；
步骤3，将碳酸铵滴加至一级酶化液中，搅拌均匀，过滤得到精制一级酶化液；
步骤4，在精制一级酶化液中加入普鲁兰酶，超声反应1h，得到二级酶化液；
步骤5，将麦芽糖酶加入至二级酶化液中，继续超声反应3h，得到三级酶化液；
步骤6，将三级酶化液高温灭酶处理20min，减压蒸馏反应50min，经活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中的浆料的干物质浓度为50％。
所述步骤2中的酸化剂采用乙酸或者氯化铵，所述pH为5.5，所述β-淀粉酶的加入量为110IU/g干淀粉。
所述步骤2中的氯化钙加入量是β-淀粉酶质量的30％，所述恒温搅拌反应的温度为63℃，搅拌速度为2000r/min。
所述步骤3中的碳酸铵的加入量是氯化钙加入量的160％，所述搅拌速度为2800r/min。
所述步骤4中的普鲁兰酶的加入量是β-淀粉酶加入量的130％，所述超声反应的频率为35kHz，温度为55℃。
所述步骤5中的麦芽糖酶的加入量为β-淀粉酶加入量的4.5倍，所述超声频率为30kHz，温度为60-75℃。
所述超声反应采用间歇式超声反应，反应时间为6min，间隔时间为15min，所述温度采用梯度式升温，升温方式如下：
| 温度 | 时间 |
| 60min | 30min |
| 65min | 50min |
| 70-75min | 剩余时间 |
所述步骤6中的高温灭酶处理的温度为145℃。
所述步骤6中的减压蒸馏反应的压力为大气压的55％，温度为105℃。
实施例6
一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述协同制备方法按照如下步骤：
步骤1，将淀粉加入去离子水中，配制成浆料，得到淀粉浆料；
步骤2，将淀粉浆料中加入酸化剂进行pH控制，然后加入β-淀粉酶和氯化钙，恒温搅拌反应2h，得到一级酶化液；
步骤3，将碳酸铵滴加至一级酶化液中，搅拌均匀，过滤得到精制一级酶化液；
步骤4，在精制一级酶化液中加入普鲁兰酶，超声反应2h，得到二级酶化液；
步骤5，将麦芽糖酶加入至二级酶化液中，继续超声反应3h，得到三级酶化液；
步骤6，将三级酶化液高温灭酶处理30min，减压蒸馏反应45min，经活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中的浆料的干物质浓度为45％。
所述步骤2中的酸化剂采用乙酸或者氯化铵，所述pH为5.8，所述β-淀粉酶的加入量为100IU/g干淀粉。
所述步骤2中的氯化钙加入量是β-淀粉酶质量的25％，所述恒温搅拌反应的温度为63℃，搅拌速度为1500r/min。
所述步骤3中的碳酸铵的加入量是氯化钙加入量的180％，所述搅拌速度为2500r/min。
所述步骤4中的普鲁兰酶的加入量是β-淀粉酶加入量的130％，所述超声反应的频率为30kHz，温度为55℃。
所述步骤5中的麦芽糖酶的加入量为β-淀粉酶加入量的4.5倍，所述超声频率为25kHz，温度为60-75℃。
所述超声反应采用间歇式超声反应，反应时间为5min，间隔时间为12min，所述温度采用梯度式升温，升温方式如下：
| 温度 | 时间 |
| 60min | 20min |
| 65min | 40min |
| 70-75min | 剩余时间 |
所述步骤6中的高温灭酶处理的温度为140℃。
所述步骤6中的减压蒸馏反应的压力为大气压的50％，温度为110℃。
产品测试如下：
| 麦芽糖含量％ | 葡萄糖含量％ | |
| 实施例1 | 91.4 | 0.19 |
| 实施例2 | 92.1 | 0.19 |
| 实施例3 | 92.7 | 0.18 |
| 实施例4 | 93.5 | 0.15 |
| 实施例5 | 93.8 | 0.16 |
| 实施例6 | 93.8 | 0.15 |
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明从淀粉酶解糖化工艺入手，有效的提高了淀粉原料的利用率，提升了酶解糖化的效率，提高麦芽糖浆的纯度，解决了现有麦芽糖浆工艺困难，难以得到高浓度的问题。
2.本发明采用钙离子作为β-淀粉酶的促进剂，有效的提升了β-淀粉酶的酶解效率，同时利用化学沉淀法将钙离子去除，解决了其对普鲁兰酶和麦芽糖酶的抑制问题。
3.本发明采用单酶体系、双酶体系与三酶体系的梯度酶解反应，提升了初步酶解的效率，充分利用各酶解反应的特点，有效的提高各酶制剂的效率，达到效率最优化。
4.本发明通过三酶体系下的温度变化，来控制酶制剂的反应速率，达到酶解反应的过滤，提高了反应的连续性。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述协同制备方法按照如下步骤：
步骤1，将淀粉加入去离子水中，配制成浆料，得到淀粉浆料；
步骤2，将淀粉浆料中加入酸化剂进行pH控制，然后加入β-淀粉酶和氯化钙，恒温搅拌反应1-2h，得到一级酶化液；
步骤3，将碳酸铵滴加至一级酶化液中，搅拌均匀，过滤得到精制一级酶化液；
步骤4，在精制一级酶化液中加入普鲁兰酶，超声反应1-3h，得到二级酶化液；
步骤5，将麦芽糖酶加入至二级酶化液中，继续超声反应2-5h，得到三级酶化液；
步骤6，将三级酶化液高温灭酶处理20-40min，减压蒸馏反应30-60min，经活性炭过滤和框架板过滤得到超高麦芽糖浆。
2.根据权利要求1所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述步骤1中的浆料的干物质浓度为40-50％。
3.根据权利要求1所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述步骤2中的酸化剂采用乙酸或者氯化铵，所述pH为5.3-6.5，所述β-淀粉酶的加入量为80-120IU/g干淀粉。
4.根据权利要求1所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述步骤2中的氯化钙加入量是β-淀粉酶质量的20-30％，所述恒温搅拌反应的温度为60-65℃，搅拌速度为1000-2000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述步骤3中的碳酸铵的加入量是氯化钙加入量的150-200％，所述搅拌速度为2000-3000r/min。
6.根据权利要求1所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述步骤4中的普鲁兰酶的加入量是β-淀粉酶加入量的80-150％，所述超声反应的频率为20-40kHz，温度为50-60℃。
7.根据权利要求1所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述步骤5中的麦芽糖酶的加入量为β-淀粉酶加入量的2.5-5.5倍，所述超声频率为20-30kHz，温度为60-75℃。
8.根据权利要求6所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述超声反应采用间歇式超声反应，反应时间为3-6min，间隔时间为10-15min，所述温度采用梯度式升温，升温方式如下：
。
9.根据权利要求1所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述步骤6中的高温灭酶处理的温度为130-150℃。
10.根据权利要求1所述的一种超高麦芽糖浆的协同制备方法，其特征在于：所述步骤6中的减压蒸馏反应的压力为大气压的40-60％，温度为90-110℃。
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2017
- 2017-10-30 CN CN201711039678.0A patent/CN107586807A/zh active Pending
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