CN107686853B - 一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于麦芽糖浆技术领域,具体涉及一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,将大米淀粉溶解在去离子水中,并加入酸化剂酸化,加入α‑淀粉酶进行超声反应和恒温恒压反应得到一级酶化液;将一级酶化液进行减压蒸馏后加入酸化剂得到酸化一级酶化液;然后普鲁兰酶、β‑淀粉酶和麦芽糖酶溶解在水中形成三酶混合液,微波加热至恒温后缓慢滴加酸化一级酶化液,进行微波搅拌反应,得到麦芽糖浆粗品,最后经无水乙醇超声洗涤和减压蒸馏反应后,活性炭过滤和微网过滤得到超高麦芽糖浆。本发明解决了目前工艺中麦芽糖含量仅能达到80%的问题,能够稳定得到含量达到95%的麦芽糖,且可控制葡萄糖在4.5%以下,具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于麦芽糖浆技术领域,具体涉及一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法。
背景技术
高麦芽糖浆是一种麦芽糖含量较高(≥50%)而葡萄糖含量较低(≤10%)的淀粉糖浆。因其具有无色透明、甜度低、熬糖温度高、吸湿性低、抗结晶性好等特点而成为糖果工业更新换代的产品,被广泛应用于糖果、蜜饯、果蔬汁饮料中。国内外近几年来发展十分迅速,是用途很广的新型食品原材料。目前高麦芽糖浆主要应用在以下几个方面:
1、高麦芽糖浆的甜度低而温和,可口性强、口感好,由于高麦芽糖浆中的麦芽糖在高温加热和酸性情况下比较稳定,通常温度下不会因麦芽糖的分解而引起食品变质或甜味发生变化,所以加热时不易发生美拉德反应,用于糖果生产中具有DE值低,熬温高等优点,特别对延长产品的货架期效果明显。
2、纯用高麦芽糖浆生产糖果产品,比用传统的砂糖生产糖果,生产出的产品韧性好、透明度高,不会出现“返砂”现象,并可降低糖果粘度,提高产品的风味,显著降低生产成本,给企业带来较高的经济效益。
3、由于高麦芽糖浆具有抗结晶、冰点低等优点,用于冷饮生产中,既可改善产品的口感,提高产品质量又可降低生产成本,目前已被冷饮行业作为增稠剂和增塑剂得到了广泛的应用。
4、用于糕点、面包、烘焙食品等生产过程,可起到防止淀粉老化,保湿性好,延长保质期等作用。
5、由于高麦芽糖浆渗透压较高,用于果脯、蜜饯、果酱、果汁罐头及奶油类食品中具有保质期长、产品口味不易改变等优点。
目前国内麦芽糖的生产中还存在着以下不足:(1)传统生产工艺生产麦芽糖,工艺简单,设备陈旧、糖浆品种单一,质量不高,麦芽糖含量低;(2)现代的双酶法生产工艺,也存在很多问题:淀粉液化后DE值偏高,糖浆中葡萄糖的存在影响了产品的品质,麦芽糖含量仅能达到80%左右;糖化过程中,酶催化水解不彻底等;(3)初制产品中的色素、非溶性物质、蛋白质、氨基酸等物质去除困难;脱色工艺落后,糖化后料液中糊精的含量高等,料液粘度大,后续工艺结晶困难等。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,解决了目前工艺中麦芽糖含量仅能达到80%的问题,能够稳定得到含量达到95%的麦芽糖,且可控制葡萄糖在4.5%以下,具有良好的应用前景。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述方法按照如下步骤:
步骤1,将大米淀粉加入去离子水中,超声调制形成浆料,并加入酸化剂,搅拌均匀得到酸化浆料;
步骤2,将α-淀粉酶加入至酸化浆料中,然后超声反应1-2h,恒温恒压反应1-2h,静置得到一级酶化液;
步骤3,将一级酶化液进行减压蒸馏2-4h,然后二次添加酸化剂,得到酸化一级酶化液;
步骤4,将普鲁兰酶和β-淀粉酶加入至去离子水中,微热搅拌均匀后加入麦芽糖酶,持续搅拌30-60min,得到三酶混合液;
步骤5,将三酶混合液微波加热至恒温,然后缓慢加入酸化一级酶化液,进行微波搅拌反应2-5h,自然冷却后得到麦芽糖浆粗品;
步骤6,将麦芽糖浆粗品放入无水乙醇中超声清洗,然后二次减压蒸馏后得到二级浓缩液;
步骤7,将二级浓缩液活性炭过滤和微网过滤后得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中大米淀粉的干物质浓度为30-50%,所述超声调制的超声频率为3-7kHz,所述酸化剂采用乙酸,所述酸化浆料的pH为5.0-6.0。
所述步骤2中的α-淀粉酶的加入量为10-15IU/g干大米淀粉,所述超声反应频率为2-5kHz,超声反应采用水浴超声,超声温度为40-50℃。
所述步骤2中的恒温恒压反应的温度50-70℃,压力为0.5-0.8MPa,所述静置的温度为30-50℃。
所述步骤3中的减压蒸馏的压力为大气压的50-70%,温度为70-80℃,所述酸化一级酶化液的pH为4.5-6.5。
所述步骤4中的微热搅拌的温度为50-60℃,搅拌速度为800-1200r/min,所述普鲁兰酶、β-淀粉酶和麦芽糖酶的质量比为3:2-4:5-8,所述普鲁兰酶的加入量是α-淀粉酶质量的80-150%,所述普鲁兰酶的浓度为30-40IU/mL。
所述步骤5中的微波加热反应的微波功率为100-200W,温度为50℃,所述酸化一级酶化液的加入速度为10-15mL/min。
所述步骤5中的微波搅拌反应采用温度往复式微波搅拌反应,所述温度往复范围为50-80℃,微波搅拌的功率为300-500W,所述搅拌速度为2000-2500r/min。
所述步骤6中的无水乙醇加入量与麦芽糖浆粗品的体积一致,所述超声清洗的超声频率为5-10kHz,超声清洗采用恒温超声,温度为30-50℃,所述二次减压蒸馏的温度为130-150℃,压力为大气压的20-30%,所述二级浓缩液的体积是麦芽糖浆体积的30-50%。
所述步骤7中的微网过滤的孔径为2-10μm。
步骤1将大米淀粉放入水中形成浆料,并且在超声条件下,得到良好的分散效果,能够形成机械作用下的分散体系,加入酸性剂能够为后续反应提供酸性反应条件,采用乙酸作为酸化剂出于以下两点考虑:1.乙酸呈弱酸性,能够保证控制pH值,同时稳定性相比强酸更佳;2.乙酸具有良好的挥发性,能够在加热条件下快速挥发,提升溶液pH值,直至达到中性,不会在浓缩过程中造成氢离子浓度过大的问题。
步骤2将α-淀粉酶加入至酸化浆料中,通过超声的方式将α-淀粉酶分散至酸化浆料内,形成良好的分散效果,同时超声产生的离合能能够具有一定的活化性能,能够将α-淀粉酶缓慢活化,在恒温恒压条件下,不仅提供了α-淀粉酶酶化所需要的pH环境,也提供了温度条件与压力条件,起到了良好的酶化反应,形成初步的酶化液,静置后得到一级酶化液;
步骤3采用减压蒸馏的方式将一级酶化液进行浓缩,在浓缩过程中,一级酶化液中的酸化剂挥发,pH上升至中性,同时去离子水去除,达到中性水溶液;二次加入酸化剂的条件下能够得到酸化一级酶化液。
步骤4将普鲁兰酶和β-淀粉酶通过微热搅拌的方式溶解在去离子水中,形成双酶溶液,然后加入麦芽糖酶,持续搅拌至完全混合得到三酶混合液。
步骤5将三酶混合液通过微波加热的方式上升至50℃,同时微波的内部全面加热能够活化普鲁兰酶、β-淀粉酶和麦芽糖酶,通过缓慢加入酸化一级酶化液的时候,进行温度往复式的微波反应;温度的往复能够控制酶的效率,通过调节麦芽糖酶与普鲁兰酶、β-淀粉酶和α-淀粉酶之间的酶化效率的变化来控制转化率,形成麦芽糖浆,温度从50-80℃条件下往复是基于普鲁兰酶、β-淀粉酶和α-淀粉酶在50-65℃之间的协同活性最强,能够将酶化效率提升,70-80℃条件下麦芽糖酶具有最佳的酶化效率,通过往复的温度设置能够将普鲁兰酶、β-淀粉酶和α-淀粉酶的活性酶化与麦芽糖酶的活性酶化形成循环,以最大效率转化为麦芽糖浆,防止局部浓度过高造成酶化效率的降低;微波反应能够起到精准控制温度的效果,同时也能起到促进活性的效果,解决了加入金属离子促进时难以协调各酶液之间的促进与抑制问题。
步骤6采用无水乙醇超声清洗粗品,能够将麦芽糊精固化,同时将夹杂的麦芽糖浆内的乙酸清洗出来与乙醇相溶,在二次减压蒸馏的反应下,乙酸、乙醇优先蒸馏去除,形成水溶液,麦芽糖浆水溶液在减压在减压蒸馏中形成浓缩液。
步骤7将浓缩液进行活性炭过滤和微网过滤能够得到超高麦芽糖浆。
本发明将大米淀粉溶解在去离子水中,并加入酸化剂酸化,加入α-淀粉酶进行超声反应和恒温恒压反应得到一级酶化液;将一级酶化液进行减压蒸馏后加入酸化剂得到酸化一级酶化液;然后普鲁兰酶、β-淀粉酶和麦芽糖酶溶解在水中形成三酶混合液,微波加热至恒温后缓慢滴加酸化一级酶化液,进行微波搅拌反应,得到麦芽糖浆粗品,最后经无水乙醇超声洗涤和减压蒸馏反应后,活性炭过滤和微网过滤得到超高麦芽糖浆。
从以上描述可以看出,本发明具备以下优点:
1.本发明解决了目前工艺中麦芽糖含量仅能达到80%的问题,能够稳定得到含量达到95%的麦芽糖,且可控制葡萄糖在4.5%以下,具有良好的应用前景。
2.本发明免去了常规的色谱分析树脂,大大缩短了制备效率,高效快捷。
3.本发明的制备方法控制性强,调节手段多元化,能够有效的保证产品的质量,同时降低了成本。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明,但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述方法按照如下步骤:
步骤1,将大米淀粉加入去离子水中,超声调制形成浆料,并加入酸化剂,搅拌均匀得到酸化浆料;
步骤2,将α-淀粉酶加入至酸化浆料中,然后超声反应1h,恒温恒压反应1h,静置得到一级酶化液;
步骤3,将一级酶化液进行减压蒸馏2h,然后二次添加酸化剂,得到酸化一级酶化液;
步骤4,将普鲁兰酶和β-淀粉酶加入至去离子水中,微热搅拌均匀后加入麦芽糖酶,持续搅拌30min,得到三酶混合液;
步骤5,将三酶混合液微波加热至恒温,然后缓慢加入酸化一级酶化液,进行微波搅拌反应2h,自然冷却后得到麦芽糖浆粗品;
步骤6,将麦芽糖浆粗品放入无水乙醇中超声清洗,然后二次减压蒸馏后得到二级浓缩液;
步骤7,将二级浓缩液活性炭过滤和微网过滤后得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中大米淀粉的干物质浓度为30%,所述超声调制的超声频率为3kHz,所述酸化剂采用乙酸,所述酸化浆料的pH为5.0。
所述步骤2中的α-淀粉酶的加入量为10IU/g干大米淀粉,所述超声反应频率为2kHz,超声反应采用水浴超声,超声温度为40℃。
所述步骤2中的恒温恒压反应的温度50℃,压力为0.5MPa,所述静置的温度为30℃。
所述步骤3中的减压蒸馏的压力为大气压的50%,温度为70℃,所述酸化一级酶化液的pH为4.5。
所述步骤4中的微热搅拌的温度为50℃,搅拌速度为800r/min,所述普鲁兰酶、β-淀粉酶和麦芽糖酶的质量比为3:2:5,所述普鲁兰酶的加入量是α-淀粉酶质量的80%,所述普鲁兰酶的浓度为30IU/mL。
所述步骤5中的微波加热反应的微波功率为100W,温度为50℃,所述酸化一级酶化液的加入速度为10mL/min。
所述步骤5中的微波搅拌反应采用温度往复式微波搅拌反应,所述温度往复范围为50-80℃,微波搅拌的功率为300W,所述搅拌速度为2000r/min。
所述步骤6中的无水乙醇加入量与麦芽糖浆粗品的体积一致,所述超声清洗的超声频率为5kHz,超声清洗采用恒温超声,温度为30℃,所述二次减压蒸馏的温度为130℃,压力为大气压的20%,所述二级浓缩液的体积是麦芽糖浆体积的30%。
所述步骤7中的微网过滤的孔径为2μm。
该实施例生产的糖浆麦芽糖含量为95.1%。
实施例2
一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述方法按照如下步骤:
步骤1,将大米淀粉加入去离子水中,超声调制形成浆料,并加入酸化剂,搅拌均匀得到酸化浆料;
步骤2,将α-淀粉酶加入至酸化浆料中,然后超声反应2h,恒温恒压反应2h,静置得到一级酶化液;
步骤3,将一级酶化液进行减压蒸馏4h,然后二次添加酸化剂,得到酸化一级酶化液;
步骤4,将普鲁兰酶和β-淀粉酶加入至去离子水中,微热搅拌均匀后加入麦芽糖酶,持续搅拌60min,得到三酶混合液;
步骤5,将三酶混合液微波加热至恒温,然后缓慢加入酸化一级酶化液,进行微波搅拌反应5h,自然冷却后得到麦芽糖浆粗品;
步骤6,将麦芽糖浆粗品放入无水乙醇中超声清洗,然后二次减压蒸馏后得到二级浓缩液;
步骤7,将二级浓缩液活性炭过滤和微网过滤后得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中大米淀粉的干物质浓度为50%,所述超声调制的超声频率为7kHz,所述酸化剂采用乙酸,所述酸化浆料的pH为6.0。
所述步骤2中的α-淀粉酶的加入量为15IU/g干大米淀粉,所述超声反应频率为5kHz,超声反应采用水浴超声,超声温度为50℃。
所述步骤2中的恒温恒压反应的温度70℃,压力为0.8MPa,所述静置的温度为50℃。
所述步骤3中的减压蒸馏的压力为大气压的70%,温度为80℃,所述酸化一级酶化液的pH为6.5。
所述步骤4中的微热搅拌的温度为60℃,搅拌速度为1200r/min,所述普鲁兰酶、β-淀粉酶和麦芽糖酶的质量比为3:4:8,所述普鲁兰酶的加入量是α-淀粉酶质量的150%,所述普鲁兰酶的浓度为40IU/mL。
所述步骤5中的微波加热反应的微波功率为200W,温度为50℃,所述酸化一级酶化液的加入速度为15mL/min。
所述步骤5中的微波搅拌反应采用温度往复式微波搅拌反应,所述温度往复范围为50-80℃,微波搅拌的功率为500W,所述搅拌速度为2500r/min。
所述步骤6中的无水乙醇加入量与麦芽糖浆粗品的体积一致,所述超声清洗的超声频率为10kHz,超声清洗采用恒温超声,温度为50℃,所述二次减压蒸馏的温度为150℃,压力为大气压的30%,所述二级浓缩液的体积是麦芽糖浆体积的50%。
所述步骤7中的微网过滤的孔径为10μm。
该实施例生产的糖浆麦芽糖含量为95.5%。
实施例3
一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述方法按照如下步骤:
步骤1,将大米淀粉加入去离子水中,超声调制形成浆料,并加入酸化剂,搅拌均匀得到酸化浆料;
步骤2,将α-淀粉酶加入至酸化浆料中,然后超声反应2h,恒温恒压反应2h,静置得到一级酶化液;
步骤3,将一级酶化液进行减压蒸馏3h,然后二次添加酸化剂,得到酸化一级酶化液;
步骤4,将普鲁兰酶和β-淀粉酶加入至去离子水中,微热搅拌均匀后加入麦芽糖酶,持续搅拌50min,得到三酶混合液;
步骤5,将三酶混合液微波加热至恒温,然后缓慢加入酸化一级酶化液,进行微波搅拌反应4h,自然冷却后得到麦芽糖浆粗品;
步骤6,将麦芽糖浆粗品放入无水乙醇中超声清洗,然后二次减压蒸馏后得到二级浓缩液;
步骤7,将二级浓缩液活性炭过滤和微网过滤后得到超高麦芽糖浆。
所述步骤1中大米淀粉的干物质浓度为40%,所述超声调制的超声频率为5kHz,所述酸化剂采用乙酸,所述酸化浆料的pH为5.5。、
所述步骤2中的α-淀粉酶的加入量为13IU/g干大米淀粉,所述超声反应频率为3kHz,超声反应采用水浴超声,超声温度为45℃。
所述步骤2中的恒温恒压反应的温度60℃,压力为0.6MPa,所述静置的温度为40℃。
所述步骤3中的减压蒸馏的压力为大气压的60%,温度为75℃,所述酸化一级酶化液的pH为5.5。
所述步骤4中的微热搅拌的温度为55℃,搅拌速度为1000r/min,所述普鲁兰酶、β-淀粉酶和麦芽糖酶的质量比为3:3:7,所述普鲁兰酶的加入量是α-淀粉酶质量的120%,所述普鲁兰酶的浓度为35IU/mL。
所述步骤5中的微波加热反应的微波功率为150W,温度为50℃,所述酸化一级酶化液的加入速度为13mL/min。
所述步骤5中的微波搅拌反应采用温度往复式微波搅拌反应,所述温度往复范围为50-80℃,微波搅拌的功率为400W,所述搅拌速度为2000-2500r/min。
所述步骤6中的无水乙醇加入量与麦芽糖浆粗品的体积一致,所述超声清洗的超声频率为8kHz,超声清洗采用恒温超声,温度为40℃,所述二次减压蒸馏的温度为140℃,压力为大气压的25%,所述二级浓缩液的体积是麦芽糖浆体积的40%。
所述步骤7中的微网过滤的孔径为6μm。
该实施例生产的糖浆麦芽糖含量为97.5%。
综上所述,本发明具有以下优点:
1.本发明解决了目前工艺中麦芽糖含量仅能达到80%的问题,能够稳定得到含量达到95%的麦芽糖,且可控制葡萄糖在4.5%以下,具有良好的应用前景。
2.本发明免去了常规的色谱分析树脂,大大缩短了制备效率,高效快捷。
3.本发明的制备方法控制性强,调节手段多元化,能够有效的保证产品的质量,同时降低了成本。
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 (5)
1.一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述方法按照如下步骤:
步骤1,将大米淀粉加入去离子水中,超声调制形成浆料,并加入酸化剂,搅拌均匀得到酸化浆料;所述大米淀粉的干物质浓度为30-50%,所述超声调制的超声频率为3-7kHz,所述酸化剂采用乙酸,所述酸化浆料的pH为5.0-6.0;
步骤2,将α-淀粉酶加入至酸化浆料中,然后超声反应1-2h,恒温恒压反应1-2h,静置得到一级酶化液;所述α-淀粉酶的加入量为10-15IU/g干大米淀粉,所述超声反应频率为2-5kHz,超声反应采用水浴超声,超声温度为40-50℃;
步骤3,将一级酶化液进行减压蒸馏2-4h,然后二次添加酸化剂,得到酸化一级酶化液;
步骤4,将普鲁兰酶和β-淀粉酶加入至去离子水中,微热搅拌均匀后加入麦芽糖酶,持续搅拌30-60min,得到三酶混合液;所述微热搅拌的温度为50-60℃,搅拌速度为800-1200r/min,所述普鲁兰酶、β-淀粉酶和麦芽糖酶的质量比为3:2-4:5-8,所述普鲁兰酶的加入量是α-淀粉酶质量的80-150%,所述普鲁兰酶的浓度为30-40IU/mL;
步骤5,将三酶混合液微波加热至恒温,然后缓慢加入酸化一级酶化液,进行微波搅拌反应2-5h,自然冷却后得到麦芽糖浆粗品;所述微波加热反应的微波功率为100-200W,温度为50℃,所述酸化一级酶化液的加入速度为10-15mL/min;所述微波搅拌反应采用温度往复式微波搅拌反应,所述温度往复范围为50-80℃,微波搅拌的功率为300-500W,所述搅拌速度为2000-2500r/min;
步骤6,将麦芽糖浆粗品放入无水乙醇中超声清洗,然后二次减压蒸馏后得到二级浓缩液;
步骤7,将二级浓缩液活性炭过滤和微网过滤后得到超高麦芽糖浆。
2.根据权利要求1所述的一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述步骤2中的恒温恒压反应的温度50-70℃,压力为0.5-0.8MPa,所述静置的温度为30-50℃。
3.根据权利要求1所述的一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述步骤3中的减压蒸馏的压力为大气压的50-70%,温度为70-80℃,所述酸化一级酶化液的pH为4.5-6.5。
4.根据权利要求1所述的一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述步骤6中的无水乙醇加入量与麦芽糖浆粗品的体积一致,所述超声清洗的超声频率为5-10kHz,超声清洗采用恒温超声,温度为30-50℃,所述二次减压蒸馏的温度为130-150℃,压力为大气压的20-30%,所述二级浓缩液的体积是麦芽糖浆体积的30-50%。
5.根据权利要求1所述的一种多酶法制备超高麦芽糖浆的方法,其特征在于:所述步骤7中的微网过滤的孔径为2-10μm。
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