CN107810272A - 具有增加的产量的麦芽糖醇生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有增加的产量的麦芽糖醇生产方法，其中使用β‑淀粉酶的稳定化水溶液进行淀粉糖化阶段，该β‑淀粉酶水溶液还包含山梨酸钾、甘油和碳酸钠。

Description

具有增加的产量的麦芽糖醇生产方法
发明领域
本发明涉及用于生产麦芽糖醇的方法，该麦芽糖醇通过借助于特定的稳定化β-淀粉酶水溶液对淀粉进行酶促水解而产生的麦芽糖浆获得。该方法具有增加的麦芽糖醇产量。
现有技术
麦芽糖醇由于如下事实是一种高度有益的多元醇：麦芽糖醇比蔗糖热量低，同时有利地具有非常接近蔗糖的感官特性；而且，与蔗糖相比，麦芽糖醇更具化学稳定性。此外，麦芽糖醇还具有非生龋的具体特征，这使其能用于多种工业应用，特别是食品和制药工业中。
麦芽糖醇在工业上通过麦芽糖氢化步骤获得。通常，麦芽糖醇糖浆获得自麦芽糖浆，经受过该氢化步骤的麦芽糖浆中的丰度决定了所获得的经氢化的糖浆的麦芽糖醇丰度。麦芽糖醇糖浆可以按照原样使用；然而，使用分馏技术，特别是通过连续色谱；或通过使经氢化的糖浆结晶(后者已经任选地预先富含麦芽糖醇)，麦芽糖醇糖浆通常富含麦芽糖醇。
关于生产麦芽糖浆的第一步骤，该步骤可以包括至少一个水解颗粒淀粉的步骤，所述方法通常包括使用产麦芽糖酶进行酶促水解的步骤。这种酶可以是β-淀粉酶。
β-淀粉酶是从α-1→4-连接的葡萄糖聚合物或低聚物的非还原β端释放麦芽糖单元的外水解酶，该反应在遇到的第一个α-1→6分支点处停止。在发芽(谷类种子的人工萌发)期间，“糖化力”(对应于α-淀粉酶、β-淀粉酶、α-葡糖苷酶和脱支酶的组合活性)的主要组分，从这种酶合剂(cocktail)中分离的β-淀粉酶活性对于生产产生自淀粉的麦芽糖而言是必需的。
因此，β-淀粉酶单独的糖化活性在工业上用于生产麦芽糖。
因此，从上文可以理解，当期望生产麦芽糖醇时，获得具有高麦芽糖含量的糖浆是特别有利的。事实上，如果期望提高该工艺的麦芽糖醇产量，一种可能性是增加通过淀粉的酶促反应所产生的糖浆中的麦芽糖丰度。
因此，许多文献中已经描述了用于生产麦芽糖醇的方法，这些方法设法获得具有高麦芽糖丰度的糖浆。
举例来说，可以提及的是申请WO 2013/148152，该申请描述了用于从颗粒淀粉生产富含麦芽糖的糖浆的方法，该方法包括使用外源α-淀粉酶溶解颗粒淀粉以形成糊精混合物的第一步骤和根据特定的α-淀粉酶/产麦芽糖酶比率，借助于产麦芽糖酶(可能是β-淀粉酶)将该糊精混合物水解的第二步骤。
存在许多用于生产β-淀粉酶的方法。因此，已知的是未萌发的大麦、黑麦或小麦种子都是用于大规模商业制备β-淀粉酶的生物材料的选择。此外，本领域的技术人员已知，可以从未萌发的种子中提取的一半的β-淀粉酶可以很容易地通过用水和盐溶液提取以游离酶的形式获得。另一半部分处于“结合”形式，对于它的提取需要添加还原剂或蛋白酶。也已经描述了不可以直接提取的另一种β-淀粉酶部分(称为“潜在的”部分)：为了从谷类种子中提取该另一种β-淀粉酶部分，洗涤剂是必需的。此外，根据预期应用对描述于现有技术中的β-淀粉酶提取方法进行了调整。
在工业工艺中，在其提取之后，在使用前将该β-淀粉酶系统地储存。该存储可以持续至少一天、或甚至至少一周、或至少一个月。
然而，事实证明，β-淀粉酶的酶活性将随时间的推移而降低。可回想的是，酶的活性是通过定义每单位时间并且在该酶的最佳操作条件(温度、pH等)下转化的底物(或形成的产物)的量。因此这个值量化了该酶的有效性。常规地，酶活性是通过确定另一参数，糖化活性来测量的。后者表示为糖化力的度数(°DP)，定义为当在20℃下将所述样品置于100ml的底物中持续1h时，足以还原5ml的费林液(Fehling’s solution)的包含在0.1ml的5wt％酶制剂的样品溶液中的酶的量。
目前已知有多个文献描述了用于获得β-淀粉酶的方法，以从其酶活性的角度，改进其稳定性。
文献CN102965358披露了用于通过沉淀、然后排水、澄清和超滤从大豆获得β-淀粉酶的方法。所述方法在该沉淀步骤中使用氯化钙和任选地硫酸盐。
文献CN102399763描述了从麸生产β-淀粉酶，其中添加氯化钙和磷酸氢钠，然后在山梨糖醇和山梨酸钾存在下浓缩并且稳定化，之后进行灭菌。
文献CN101544967披露了用于通过沉淀、分离和离心生产β-淀粉酶的方法，并且随后建议添加氯化钙、正磷酸、硅藻土和甘油。
文献CN1225943描述了用于制备β-淀粉酶的方法，该方法包括超滤、浓缩和沉淀大豆粉提取物的步骤，沉淀之前是添加硫酸钠并且调节pH在3.6和5之间。
文献US 2,496,261描述了用于从甘薯获得β-淀粉酶的方法，该方法包括在硫酸铵存在下沉淀的步骤，然后用盐酸酸化。
文献US 4,024,000描述了用于制备β-淀粉酶的方法，该方法采用选自氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钡或氢氧化铝及其盐的二价或三价离子，并且调节pH至4.5与8之间的范围内。
然而，应该注意的是，这些解决方案都不能获得呈水溶液形式的β-淀粉酶制剂，该呈水溶液形式的β-淀粉酶制剂随时间推移足够稳定以令人满意地维持其酶活性。
在继续进行研究的同时，本申请人已经能够证明添加剂的最特定选择使得可能实现这样的目的。因此，用这些添加剂进行稳定的β-淀粉酶水溶液在持续相等的存储时间内具有比已知的β-淀粉酶水溶液更佳的酶活性。
因此，当β-淀粉酶在用于工业工艺之前被系统地储存时，本申请人已经实现了用于生产麦芽糖醇的方法，该方法使得可能提高产量，该方法的一个步骤包括使用稳定化的β-淀粉酶水溶液对淀粉进行酶促水解。
发明内容
因此，本发明的主题是一种用于生产麦芽糖醇的方法，该方法包括：
a)通过水解颗粒淀粉来生产麦芽糖浆，称为“麦芽糖浆A”的步骤，该步骤包括：通过水解来液化所述颗粒淀粉以形成液化淀粉的第一阶段，后跟随糖化该液化淀粉以形成该麦芽糖浆A的阶段；
b)任选地使该麦芽糖浆A经受如下步骤：浓缩、稀释、富集麦芽糖、和/或与另一种淀粉水解产物糖浆混合，以形成另一种麦芽糖浆，称为“麦芽糖浆B”；
c)氢化该麦芽糖浆A或该麦芽糖浆B的步骤，以形成麦芽糖醇水性组合物，称为“麦芽糖醇组合物C”；
d)任选地使该麦芽糖醇组合物C经受如下步骤：浓缩、稀释、富集麦芽糖醇、和/或与另外的多元醇糖浆混合，以形成水性麦芽糖醇组合物，称为“麦芽糖醇组合物D”；
e)任选地，从该麦芽糖醇组合物C或该麦芽糖醇组合物D形成麦芽糖醇粉末的步骤；
f)回收该麦芽糖醇组合物C、该麦芽糖醇组合物D或该麦芽糖醇粉末的步骤；
其中该液化淀粉的糖化阶段包括向该液化淀粉中引入β-淀粉酶的水溶液，该β-淀粉酶的水溶液还包含：
-山梨酸钾；
-甘油；
-碳酸钠。
事实上，与使用已知的β-淀粉酶溶液的类似方法相比，该方法使得可能获得具有更大麦芽糖醇丰度的组合物。根据本发明的方法还使得可能减少或甚至消除富集麦芽糖醇和/或麦芽糖的步骤成。该方法也使得可能减少步骤a)的持续时间。根据本发明的方法使得可能获得这些优点中的至少一个，所述优点有助于提高该方法的麦芽糖醇产量。
具体实施方式
如上所述，根据本发明的方法涉及生产麦芽糖醇的方法，该方法的一个步骤涉及借助于特定的β-淀粉酶水溶液对淀粉进行酶促水解。
根据本发明的方法的第一个步骤包括通过水解颗粒淀粉产生麦芽糖浆的步骤a)。
根据本发明，术语“淀粉”包括所有类型的淀粉，当然包括面粉。该颗粒淀粉可以是任何植物来源的，并且特别是可以来源于玉米、马铃薯、甘薯、小麦、水稻、豌豆、蚕豆、马蚕豆、木薯、高粱、魔芋、黑麦、荞麦和大麦，有利地来源于小麦、玉米、豌豆或马铃薯。
该颗粒淀粉水解步骤包括通过水解来液化所述颗粒淀粉以形成液化淀粉的第一阶段，后跟随糖化该液化淀粉以形成该麦芽糖浆的阶段。
在该液化阶段期间，通常将这种颗粒淀粉以淀粉乳(即颗粒淀粉在水中的悬浮液)的形式放置。在称为酸液化的情况下通常向这种淀粉乳中添加酸，或者在酶液化的情况下添加酶。
该淀粉液化阶段优选地通过借助于α-淀粉酶的酶促水解来进行。
在根据本发明的方法中，优选地对该淀粉乳进行受控的水解，以获得具有低转化度的液化淀粉。因此，确定本领域技术人员已知的温度、pH、酶和钙含量等条件使得本领域技术人员能够获得具有低DE(葡萄糖当量)(一般小于10，优选地小于7，例如小于4)的液化淀粉。
举例来说，该液化阶段可以在至少两个分步中进行，第一个分步包括在105℃至108℃之间的温度下，在α-淀粉酶(TERMAMYL 120L型，由诺维信公司(Novozymes)出售)和钙基激活剂的存在下，加热该淀粉乳几分钟；第二个分步包括将用这种方法处理的淀粉乳加热到95℃至100℃之间的温度，持续1至2小时。
一旦液化步骤完成并获得液化淀粉，在本领域技术人员熟知的干物质含量、pH、酶和钙含量等条件下，可以抑制α-淀粉酶。α-淀粉酶的这种抑制可以优选地通过在液化结束时、在大于或等于130℃的温度下进行几秒钟的热休克来以热方式进行。
在所述颗粒淀粉液化的第一阶段之后，使所获得的液化淀粉经受糖化阶段以形成麦芽糖浆。
根据本发明，该液化淀粉的糖化阶段包括向该液化淀粉中引入β-淀粉酶的水溶液，所述β-淀粉酶的水溶液还包含：
-山梨酸钾；
-甘油；
-碳酸钠。
在这个步骤中使用的β-淀粉酶水溶液可以有利地包含：
a)从0.05％至0.5％，优先地从0.1％至0.3％，以及非常优先地大约0.2％的山梨酸钾；
b)从30％至50％，优先地从35％至45％，以及非常优先地大约40％的甘油；
c)从0.05％至0.5％，优先地从0.1％至0.3％，以及非常优先地大约0.2％的碳酸钠；
这些百分数表示为相对于所述β-淀粉酶的水溶液的总重量，每种组分的干重。
用于本发明中的β-淀粉酶水溶液相对于其总重量有利地包含其总重量的在以下范围内的β-淀粉酶干重：从5％至20％，优先地从10％至20％，非常优先地大约15％。
虽然用于本发明中的β-淀粉酶水溶液可以任选地包含除了水和上述组分之外的其他组分，但根据一个实施例，该β-淀粉酶水溶液由以下各项的混合物组成：
·按重量计，0.05％至0.5％，优先地从0.1％至0.3％，以及非常优先地大约0.2％的山梨酸钾；
·按重量计，30％至50％，优先地从35％至45％，以及非常优先地大约40％的甘油；
·按重量计，0.05％至0.5％，优先地从0.1％至0.3％，以及非常优先地大约0.2％的碳酸钠；
·按重量计，5％至20％，优先地从10％至20％，以及非常优先地大约15％的β-淀粉酶；
·按重量计，35％至50％，优先地从40％至45％的水。
β-淀粉酶水溶液具有优异的稳定性，使其能够随时间推移维持其酶活性。因此，根据本发明的方法可以包括存储步骤，可以在引入到液化淀粉中之前在室温下或在温度受控条件下进行该步骤至少一天的时间，有利地从1至300天的时间，任选地从10至250天，特别是从30至200天，例如从60至150天。
这个时间被定义为在生产稳定化β-淀粉酶结束时与在该工艺期间将该β-淀粉酶引入液化淀粉中的时刻之间的时间。
用于本发明中的β-淀粉酶水溶液可以通过简单地将添加剂(山梨酸钾、甘油和碳酸钠)与β-淀粉酶混合来生产，例如通过将它们二者引入并混合到非稳定化β-淀粉酶水溶液中，该混合能够在室温下非常简单地进行。
所述山梨酸钾、甘油和碳酸钠优先处于水溶液的形式。本领域的技术人员将知道，如何相对于产物的溶解度，调整这些溶液的固体提取物，而且以便限制这些溶液的粘度，并且以便使其易于处理，并且尤其是可泵送。
例如，该β-淀粉酶可以通过由以下组成的步骤以非稳定化β-淀粉酶水溶液形式获得：
-提供淀粉植物的可溶部分；
-对所述可溶部分进行微滤步骤以获得微滤渗透物；
-对该微滤渗透物进行超滤步骤以获得超滤渗余物。
因此，所述超滤渗余物通常构成所述非稳定化β-淀粉酶水溶液，可以向其中引入山梨酸钾、甘油和碳酸钠。
此外，期望的是，将获得的所述β-淀粉酶的溶液保持如在小于15℃、优先地小于10℃、理想地在大约5℃的温度下，以便进一步改进其酶活性的维持。
还期望在获得非稳定化β-淀粉酶溶液之后尽可能快地(优选地，在小于1天的时间内)制备用于本发明中的水溶液以进一步提高其酶活性。
根据本发明，液化淀粉的糖化阶段，除了借助于上述β-淀粉酶的稳定化溶液进行之外，还可以以常规方式进行。
糖化阶段可以在至少一种另外的酶的存在下进行，该酶例如选自产麦芽糖α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶和/或脱支酶。
这些酶可以同时地一次性添加或者分几次添加。
通过产麦芽糖α-淀粉酶的实例，可以提及由诺维信公司以名称Maltogenase 5出售的产麦芽糖α-淀粉酶。
该脱支酶可以选自由支链淀粉酶和异淀粉酶组成的组。该支链淀粉酶例如是由ABM以名称PULLUZYMER出售的支链淀粉酶。该异淀粉酶例如是由HAYASHIBARA出售的异淀粉酶。
在稳定化β-淀粉酶溶液之前或之后，可以将一种或多种另外的酶同时引入该液化淀粉乳中。
例如，可以首先添加产麦芽糖α-淀粉酶，然后可以添加稳定化的β-淀粉酶溶液。在这种情况下，如果要添加脱支酶，则可以在添加产麦芽糖α-淀粉酶的时刻、在添加β-淀粉酶的时刻或随后其他时刻进行该添加。
在糖化阶段，可以监测不同己糖的含量，并通过选择另外的酶和通过调节酶的量来引起内容物比例的改变。
根据第一实施例，该稳定化β-淀粉酶溶液与一种或多种另外的酶同时被引入。
根据第二实施例，使该液化淀粉乳首先经受产麦芽糖α-淀粉酶的作用。在该第一糖化步骤期间，可以一次性或分多次添加该产麦芽糖α-淀粉酶。然后，在留下产麦芽糖α-淀粉酶发挥作用后，借助于上述稳定化β-淀粉酶溶液进行该液化淀粉乳的糖化。
或者，根据第三实施例，可以使该液化淀粉乳经受上述稳定化β-淀粉酶溶液的作用。在该第一糖化步骤期间，可以一次性或分多次添加该稳定化β-淀粉酶溶液。然后，在留下稳定化β-淀粉酶溶液发挥作用后，借助于产麦芽糖α-淀粉酶进行该液化淀粉乳的糖化。
还可以将特异性水解该淀粉的α-1,6键的酶(也称为“脱支酶”)与具有产麦芽糖活性的酶(产麦芽糖α-淀粉酶和β-淀粉酶)相组合。脱支酶的这种添加使得一方面可以加速水解反应而不同时地加速逆反应，以及另一方面减少通常抵抗产麦芽糖酶作用的高度分支的寡糖的量。这种脱支酶可以特别是支链淀粉酶或异淀粉酶。有利地，该糖化阶段在异淀粉酶存在下进行，对于这一点，本申请公司已经观察到，不仅可以获得具有比使用支链淀粉酶时更高的麦芽糖含量的麦芽糖浆，而且还能获得具有降低的麦芽糖基-1,6-麦芽糖含量的麦芽糖浆(并且因此在氢化后的麦芽糖基-1,6-麦芽糖醇中)。
然后通常将以这种方式糖化的水解产物过滤，例如通过使用预涂过滤器或膜微滤。也可以使该水解产物脱矿物质。
根据本发明，在步骤a)结束时，获得麦芽糖浆A。
该方法任选地包括步骤b)，其中使该麦芽糖浆A经受如下步骤：浓缩、稀释、富集麦芽糖、和/或与另一种淀粉水解产物糖浆混合，以形成水性麦芽糖组合物B。该糖浆的浓缩步骤包括通过部分蒸发该糖浆中存在的水来增加其干物质，而稀释步骤包括通过添加水来降低该干物质含量。
任选地，可以富集糖浆的麦芽糖，特别是通过使用分子筛。分子筛分这个步骤因此使得可以回收：
-富含麦芽糖和更高寡糖的第一部分以及富含葡萄糖的第二部分；
-或富含更高寡糖的第一部分以及富含麦芽糖和葡萄糖的第二部分；
-或者最终地，富含更高寡糖的第一部分、富含麦芽糖的第二部分和富含葡萄糖的第三部分。
分子筛分这个步骤可以由例如色谱分离步骤或膜分离步骤组成。
色谱分馏步骤以本身已知的方式不连续地或连续地(模拟移动床)在阳离子树脂类型的吸附剂或在强酸性沸石(优先地借助于碱金属离子，或者更优先地借助于钠离子带电)上进行。
代替色谱分离步骤，可以通过膜纳滤进行分离步骤。从聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈、聚碳酸酯或聚呋喃类型的许多聚合物和共聚物制造具有不同孔径的膜。
特别是在文献US-A-4.511.654、US-A-4.429.122和WO-A-95/10627中描述了使用这类膜的实例。
也可以将麦芽糖浆A与另外的淀粉水解产物糖浆混合，此另外的淀粉水解产物糖浆可能包含葡萄糖、麦芽糖和/或其他单糖。
根据本发明的方法，在步骤b)期间完全有可能将选自浓缩、稀释、富集麦芽糖和与另外的淀粉水解物糖浆混合的步骤中的至少两个步骤组合；换句话说，例如，完全有可能进行浓缩麦芽糖浆A的步骤，接着进行富集麦芽糖步骤以形成麦芽糖浆B。
根据条件，该麦芽糖浆A和B可以具有可变的麦芽糖含量。该糖浆相对于其干重可以包含至少30％，例如从45％至99.9％，特别从50％至99％的麦芽糖。
根据本发明的方法还包括步骤c)氢化麦芽糖浆A或麦芽糖浆B，以形成水性麦芽糖醇组合物C。
该麦芽糖浆可以容易地在催化作用下氢化。这种糖浆的氢化是根据本领域的标准实践进行的，这导致例如从麦芽糖生产麦芽糖醇和从葡糖糖生产山梨糖醇。
对于该步骤，同样可以使用钌基催化剂或雷尼镍催化剂。然而，优选地使用较廉价的雷尼镍催化剂。
实际上，相对于经受氢化的麦芽糖浆的干物质，通常使用按重量计1％至10％的催化剂。优选地，在20至200巴之间的氢气压力下，对麦芽糖浆进行氢化，该麦芽糖浆的干物质在15％至55％之间，实际上接近30％至50％。该氢化可以连续或不连续地进行。当不连续地进行时，所使用的氢气压力通常可能在30至60巴之间。氢化发生的温度通常在100℃至150℃之间。通常还要注意，通过添加例如氢氧化钠或碳酸钠来维持氢化介质的pH，但pH不超过9.0。这种方法可以避免出现裂化或异构化产物。
当反应介质中还原糖的含量低于1％，更优选低于0.5％，并且最优选低于0.1％时，可以停止该反应。
在冷却该反应介质之后，通常通过过滤除去催化剂，并且可以在阳离子和阴离子树脂上进行脱矿物质。
在步骤c)结束时，获得水性麦芽糖醇组合物C，该组合物通常包含不同的多元醇，包括麦芽糖醇。这些不同的多元醇的含量主要取决于经受氢化的麦芽糖浆中不同单糖的组成。
该方法任选地包括步骤d)，其中使该水性麦芽糖醇组合物C经受如下步骤：浓缩、稀释、富集麦芽糖醇、和/或与另外的多元醇糖浆混合。
也可以使用步骤b)所述的浓缩、稀释和富集的方法，目的在于实施步骤d)。另外的多元醇糖浆可以特别包含山梨糖醇、麦芽糖醇和/或其他多元醇。
根据本发明的方法，在步骤d)期间完全有可能将选自浓缩、稀释、富集麦芽糖醇和与另外的多元醇糖浆混合的步骤中的至少两个步骤组合；换句话说，例如，完全有可能进行浓缩水性麦芽糖醇组合物C的步骤，接着进行富集麦芽糖醇步骤。
根据本发明的方法，还可以通过常规使用的方法进行从麦芽糖醇组合物C或从麦芽糖醇组合物D形成麦芽糖醇粉末的步骤e)。该步骤e)可以通过结晶步骤进行，任选地与以这种方式结晶的粉末的组织化(texturizing)步骤组合。
通过用于生产麦芽糖醇粉末的方法的实例，可以提及在文献EP 2055197 A1、WO2009112740 A2、EP2093231 A1、EP 905138 A1和EP 735042 A1中描述的那些方法。
根据本发明的方法包括回收步骤f)，在该步骤中回收在步骤c)结束时获得的麦芽糖醇组合物C、在步骤d)结束时获得的麦芽糖醇组合物D或在步骤e)中获得的麦芽糖醇粉末。
根据其中麦芽糖醇呈水性组合物形式的变体，该水性组合物的干麦芽糖醇按重量计的量，表示为干重，有利地在从45％至99.9％，例如从50％至99％的范围内。优选地，该水性组合物的干物质在从50％至95％，特别从70％至90％的范围内。
下列实例使得可以更清晰地理解本发明，但不以何种方式限制其范围。
实例
β-淀粉酶的水溶液的生产
在从小麦生产淀粉中，首先在可溶物蒸发器的入口处收集可溶部分，一旦浓缩，常规地进行该步骤以生产用于饲养家畜的产品。这些产品由本申请公司以名称售出。这些可溶部分具有4和5之间的pH和约30°DP/ml的β-淀粉酶活性。
在此，在中试规模设备上进行小麦的可溶部分的微滤。微滤部件配备有由二氧化钛制成的陶瓷膜，其截止阈值等于0.2μm。将渗透流率固定在12l/(h m2)。体积浓缩系数等于1.5。该渗透物的温度和pH分别等于45℃和大约4.5。
将0.8l的中性蛋白酶(诺维信公司)添加至该可溶部分，所述中性蛋白酶是以相对于所述组合物总体积按体积计以0.1％的固定浓度添加的。在室温下，将此蛋白酶预先留下来发挥作用持续1小时。
然后进行如上所述的超滤。
在微滤1小时后获得具有DP为25°DP/ml的微滤渗透物，该聚合度反映了含有该β-淀粉酶的溶液的酶活性。酶活性度量通过糖化活性来确定。后者表示为糖化力的度数(°DP)，定义为当在20℃下将所述样品置于100ml的底物中持续1h时，足以还原5ml的费林液(Fehling’s solution)的包含在0.1ml的5wt％酶制剂的样品溶液中的酶的量。
该微滤步骤之后是对该微滤渗透物进行的超滤步骤。此步骤主要目的是浓缩所述渗透物并从中除去任何污染性残留盐、糖和蛋白质。超滤中试设备配备有由聚砜制成的具有25KDa截止阈值的有机膜(阿法拉伐公司(Alfa Laval)膜)。将过滤温度固定在25v，以尽可能限制细菌生长和保持酶活性。将跨膜压(TMP)固定在4巴的最大值。
然后获得β-淀粉酶的水溶液，该水溶液由超滤渗余物组成，按干重计，该超滤渗余物具有等于其总重量的15％的β-淀粉酶含量。
测试了如表1至3中所示的不同合剂。所有百分比表示为相对于该水溶液的总重量，产物的干重的百分比。一经生产该制剂，根据在专利申请FR 2 994 440中描述的方法(β-淀粉酶活性的测量)，对每个样品(包含在无菌100ml容器中)进行酶测定。这个值用作整个研究的参考。然后将不同样品放置在温度受控(37℃)的烘箱中，持续期望的时段；然后取出样品，从而测量在不同时间的残留β淀粉酶活性(取出样品的那些天在表1至3中指出)。结果在表1至表3中给出，并且表示为％残留β-淀粉酶活性。选择37℃的温度，以便加速引起酶活性下降的现象。
表1a表明，最好结果是用40％甘油、0.2％山梨酸钾和0.2％Na2CO3的混合物获得的。还表明了，与使用其他成分的其他合剂相比，的确是根据本发明的溶液使得发展最佳的稳定度成为可能。因此，这的确是用来产生合剂的成分的非显而易见的选择，该合剂在限制酶活性的损失方面，产生了出人意料的并且完全有利的结果。表1a表明，如本申请的权利要求1中所述的合剂使发展非常高程度的稳定性成为可能。不管该合剂的组分的量如何，稳定性总是至少略好，或甚至更好。此外，如本申请的权利要求2中所述，最大的稳定性是用此表中所描述的最后合剂获得的，用各成分的最佳剂量产生的。
表2表明，甘油(单独并且甚至以高剂量使用)不可能实现令人满意的稳定性程度。表3表明，用糖取代甘油也不可能实现令人满意的稳定性程度。
表1
表1a
表2*
表3
PS:山梨酸钾
*在碳酸钙的情况下，还注意到大的不溶性沉积物的形成
麦芽糖浆的生产
然后进行了4个测试，涉及从4种稳定化β-淀粉酶水溶液生产麦芽糖浆。使用稳定化溶液进行根据本发明的3个测试和1个参考测试，该稳定化溶液在使用之前已经在25℃下储存90天。
在5.7至6.5的pH下，借助于0.2％的α-淀粉酶(由诺维信公司出售的TERMAMYL120L)，将具有31％干物质的淀粉乳以常规方式液化，直至大约等于6的DE。
然后将反应介质在140℃下加热数秒，以抑制α-淀粉酶，然后将pH调节至5和5.5之间，并且将温度调节至55℃。
在支链淀粉酶(由ABM公司售出的PULLUZYME 750L)和产麦芽糖α-淀粉酶(由诺维信公司售出的MALTOGENASE 4000L)以及剂量等于0.1％的干物质的β-淀粉酶的水溶液存在下，糖化在35％干物质或略微低于此下进行。
如前述实例中所述，β-淀粉酶的水溶液由超滤渗余物组成，该超滤渗余物具有按干重计等于其总重量的15％的β-淀粉酶含量。
在并非根据本发明的第一测试(CP)中，将该溶液用根据表1第二列的合剂进行稳定(50％甘油+0.2％PS+1％Na2HPO4)。如上所述，溶液在使用之前保持在25℃的温度下90天。
在根据本发明的第二测试(EX1)中，将该溶液用根据表1a最后一列的合剂进行稳定(40％甘油+0.2％PS+0.2％Na2CO3)。如上所述，溶液在使用之前保持在25℃的温度下90天。
在根据本发明的第三测试(EX2)中，将该溶液用根据表1a第四列的合剂进行稳定(40％甘油+0.4％PS+0.2％Na2CO3)。如上所述，溶液在使用之前保持在25℃的温度下90天。
在根据本发明的第四测试(EX3)中，将该溶液用根据表1第三列的合剂进行稳定(40％甘油+0.2％PS+1％Na2CO3)。如上所述，溶液在使用之前保持在25℃的温度下90天。
对于这些测试，持续大约72小时的糖化给出了如下麦芽糖浆，对于每个实例，该麦芽糖浆显示出以下组成：
麦芽糖浆CP：
葡萄糖：2％，麦芽糖：77.9％，麦芽三糖：5.6％
麦芽糖浆EX1：
葡萄糖：5％，麦芽糖：88％，麦芽三糖：<1.5％
麦芽糖浆EX2：
葡萄糖：3.2％-麦芽糖：82.1％-麦芽三糖：3.7％
麦芽糖浆EX3：
葡萄糖：2.8％-麦芽糖：81％–麦芽三糖：4.6％
麦芽糖醇的生产
使上述生产的麦芽糖浆(CP、EX1、EX2、EX3)在18m3氢化器中达到45％干物质。该温度达到140℃并且氢气压力为60bar。pH值缓慢降低到4.5。在这时，通过添加氢氧化钠将pH增加到8。当还原糖的含量基于干基小于0.1％时，停止反应。
然后，将由此获得的水性麦芽糖醇组合物通过去矿物质以及在活性碳上处理进行纯化。然后将该组合物蒸发至70％干物质。因此获得具有总还原糖含量等于约0.2％的水性麦芽糖醇组合物。
对于这些组合物中的每一种，表示为干物质的山梨糖醇、麦芽糖醇和麦芽三糖醇的重量百分数在下表中给出。
多元醇 CP EX1 EX2 EX3
％山梨糖醇 4 7 5 5
％麦芽糖醇 76 86 80 79
％麦芽三糖醇 5 1.5 3.5 4
从上述百分比清楚地看出，可以从根据本发明的方法改进水性麦芽糖醇组合物的丰度。这使得可以从该方法获得极好的麦芽糖醇产量，该产量优于在相同条件(存储等)下从使用稳定化β-淀粉酶而不是通过组合本发明中使用的稳定剂的方法所获得的产量。

Claims (8)

1.一种用于生产麦芽糖醇的方法，该方法包括：
a)通过水解颗粒淀粉来生产麦芽糖浆，称为“麦芽糖浆A”的步骤，该步骤包括：通过水解来液化所述颗粒淀粉以形成液化淀粉的第一阶段，后跟随糖化该液化淀粉以形成该麦芽糖浆A的阶段；
b)任选地使该麦芽糖浆A经受如下步骤：浓缩、稀释、富集麦芽糖、和/或与另一种淀粉水解产物糖浆混合，以形成另一种麦芽糖浆，称为“麦芽糖浆B”；
c)氢化该麦芽糖浆A或该麦芽糖浆B的步骤，以形成麦芽糖醇水性组合物，称为“麦芽糖醇组合物C”；
d)任选地使该麦芽糖醇组合物C经受如下步骤：浓缩、稀释、富集麦芽糖醇、和/或与另外的多元醇糖浆混合，以形成水性麦芽糖醇组合物，称为“麦芽糖醇组合物D”；
e)任选地，从该麦芽糖醇组合物C或该麦芽糖醇组合物D形成麦芽糖醇粉末的步骤；
f)回收该麦芽糖醇组合物C、该麦芽糖醇组合物D或该麦芽糖醇粉末的步骤；
其中该液化淀粉的糖化阶段包括向该液化淀粉中引入β-淀粉酶的水溶液，该β-淀粉酶的水溶液还包含：
·山梨酸钾；
·甘油；
·碳酸钠。
2.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，该β-淀粉酶的水溶液包含：
a)从0.05％至0.5％的山梨酸钾；
b)从30％至50％的甘油；
c)从0.05％至0.5％的碳酸钠；
这些百分比表示为相对于所述水溶液的总重量计，每种组分的干重百分比。
3.如前一项权利要求所述的方法，其特征在于，该β-淀粉酶的水溶液包含：
a)从0.1％至0.3％，并且优先地大约0.2％的山梨酸钾；
b)从35％至45％，并且优先地大约40％的甘油；
c)从0.1％至0.3％，并且优先地大约0.2％的碳酸钠；
这些百分比表示为相对于所述水溶液的总重量计，每种组分的干重百分比。
4.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该水溶液具有按干重计，在5％与20％之间的，优先地在10％与20％之间的，非常优先地大约15％的其总重量的β-淀粉酶的含量。
5.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该淀粉液化阶段通过借助于α-淀粉酶的酶促水解进行。
6.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该糖化阶段在至少一种另外的酶的存在下进行，该酶能够选自产麦芽糖α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶和/或脱支酶。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，步骤f)中回收的麦芽糖醇呈水性组合物的形式，并且该水性组合物的麦芽糖醇按重量计的量，表示为干重，在从30％至99.9％，例如从50％至99％的范围内。
8.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该稳定化β-淀粉酶水溶液在引入该液化淀粉之前储存至少一天的时间，有利地从1至300天的时间，任选地从10至250天，特别是从30至200天，例如从60至150天。
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