CN109234466A - 一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法 - Google Patents

一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，涉及制糖技术领域。具体方法为向混合汁或糖浆中加入花色苷酶进行酶解，加入花色苷酶的量为0.1～0.5U/ml，然后调节温度到10～70℃，恒温保持5～60min，进行酶解，达到降低色值的效果。本发明的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，利用花色苷酶催化混合汁或糖浆的花色素苷，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而导致花色素苷褪色，降低白砂糖的色值。

Description

一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法
技术领域
本发明涉及制糖技术领域，具体涉及一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法。
背景技术
白砂糖的色值是白糖产品质量七项理化指标之一，是衡量白砂糖质量的一个重要理化指标，也是技术难度最大的质量指标。我国生产白砂糖多用亚硫酸法生产，白砂糖的色值是影响产品质量的重要质量指标之一，有为数众多的糖厂因为白砂糖的色值超标使产品质量降级，给糖厂造成很大的经济损失。
糖品中有色物质的种类多且复杂，但主要源于甘蔗中原来含有的及在生产过程中生成的有色物质两大类。甘蔗中原来含有的色素主要有脂溶性及水溶性两大类，前者与蔗汁中类脂物共存，基本上不溶于水，大部分可在加热时除去。水溶性色素主要是各种多酚类物质，它们是使白砂糖和各种糖品带色的主要原因。亚硫酸法生产工艺中，酚类物质主要通过亚硫酸钙吸附、沉降过滤而除去，但去除率低。目前制糖企业普遍采用增大硫熏强度来提高酚类的去除率，以降低白砂糖的色值。但硫熏强度的增大，不仅增加生产成本，还会导致白砂糖二氧化硫残留量超标，影响产品品质。
广西大学的李淑贞利用辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化蔗汁中的酚类物质，以达到降低白砂糖色值的目的。过氧化物酶是以血红素和高铁血红素作为辅基，它们的分子量30000至150000之间。过氧化物酶是由微生物或植物所产生的一类氧化还原酶，它们可以催化过氧化物，采用辣根过氧化物酶催化过氧化氢与蔗汁中酚类物质的反应，生成分子量高且水溶性差的聚合物，通过后续的沉淀或过滤工艺除去，达到除酚脱色的目的。但是过氧化物酶需要加过氧化氢底物，过氧化氢氧化蔗汁中的酚类物质，以达到降低白砂糖色值的目的，而过氧化氢是不能作为食品添加剂的，有一定的食品安全风险。
而酚类物质中最常见的是花青素苷，它是一种多酚类衍生物，其基本结构是苯并吡喃的衍生物，其非糖部分称为花色素。其不仅本身有色，在制糖生产过程中会发生氧化而形成深色物质，或与蔗汁中的游离铁形成墨绿色甚至黑色的铁络合物。因此，寻求一种可行的方法，来转化或吸收花青素苷，对降低白砂糖的色值将具有重要的意义。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，利用花色苷酶催化白砂糖中的花色素苷，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而导致花色素苷褪色，降低白砂糖的色值。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，向混合汁或糖浆中加入花色苷酶进行酶解，加入花色苷酶的量为0.1～0.5U/ml(在混合汁或糖浆中的浓度)。
优选的，将所述混合汁或糖浆调节pH到5～8，然后再加入花色苷酶。
优选的，所述pH的调节采用0.05～1mol/L的氢氧化钠溶液或0.05～1mol/L的柠檬酸。
优选的，加入花色苷酶的量为0.2U/ml。
优选的，加入花色苷酶后，将混合汁或糖浆调节温度到10～70℃，恒温保持5～30min进行酶解。
优选的，所述恒温过程在超声波水浴中进行，超声波功率为100～300W。
优选的，酶解完成后，将混合汁或糖浆升温到95～100℃下持续15～20min进行灭酶处理。
优选的，将处理后的混合汁或糖浆经过微滤膜过滤，得滤液。
优选的，所述微滤膜孔径为0.45微米。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，利用花色苷酶催化白砂糖中的花色素苷，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而导致花色素苷褪色，降低混合汁和糖浆的色值，从而降低白砂糖的色值。
甘蔗中原来含有的色素主要有脂溶性及水溶性两大类。水溶性色素主要是各种多酚类物质，酚类物质中最常见的是花青素苷，它是一种多酚类衍生物，其基本结构是苯并吡喃的衍生物，其非糖部分称为花色素。花青素苷不仅本身有色，在制糖生产过程中会发生氧化而形成深色物质，或与蔗汁中的游离铁形成墨绿色甚至黑色的铁络合物。但是，花色素苷水解产物为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物而导致花色素苷褪色。
花色苷酶仅存在于真菌中,特别是一些病原真菌中。一些能感染植物组织的病原真菌存在花色苷酶，如曲霉属就含有极高的使花色素苷褪色的酶活性。能感染含花色素苷果实的病原真菌也发现具有较高的花色苷酶活性，如草莓灰霉病的病原菌含较高的花色苷酶活性。
2.本发明的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，无需添加底物，使操作过程简单化，提高产品纯度，保障食品的安全性。而过氧化物酶需要加过氧化氢底物，过氧化氢氧化蔗汁中的酚类物质，以达到降低白砂糖色值的目的，而过氧化氢是不能作为食品添加剂的，有一定的食品安全风险。在漆酶催化过程中，只有少部分底物能直接被铜簇氧化成相应的自由基，其它的底物由于分子太大无法进入酶活性部位或者氧化还原电位太高而无法被酶直接作用，需要加入作为中间介质的低分子化合物，利用它们的氧化自由基直接与大分子或高氧化还原电位的底物接触。
3.本发明利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，工艺简单，效果明显，易于工业化生产，具有良好的市场前景，可以应用于工业化制糖的澄清工艺或者成品糖澄清来提高白砂糖的色值，应用较广泛。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，包括以下步骤：
S1.预处理：将糖浆调节pH到6.5，所述pH的调节采用0.2mol/L的氢氧化钠溶液或0.5mol/L的柠檬酸。
S2.酶解：将经过预处理后的糖浆加入花色苷酶，加入花色苷酶的量为0.25U/ml糖浆。然后调节温度到10℃，恒温保持20min，恒温过程在超声波水浴中进行，超声波功率为200W。
S3.灭酶处理：将经过酶解后的糖浆升温到到98℃下持续18min进行灭酶处理。
S4.过滤：将经过灭菌处理后的糖浆经过微滤膜过滤，得滤液。所述微滤膜孔径为0.45微米。
本实施例利用花色苷酶催化白砂糖中的花色素苷，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而导致花色素苷褪色，降低白砂糖的色值。
实施例2
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，与实施例1相比，S2.酶解中，温度为30℃。
实施例3
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，与实施例1相比，S2.酶解中，温度为50℃。
实施例4
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，与实施例1相比，S2.酶解中，温度为70℃。
实施例5
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，与实施例1相比，S2.酶解中，温度为80℃。
实施例6
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，包括以下步骤：
S1.预处理：将糖浆调节pH到8，所述pH的调节采用1mol/L的氢氧化钠溶液或0.05～1mol/L的柠檬酸。
S2.酶解：将经过预处理后的糖浆加入花色苷酶，加入花色苷酶的量为0.05g/mL。然后升温到40℃，恒温保持60min，恒温过程在超声波水浴中进行，超声波功率为300W。
S3.灭酶处理：将经过酶解后的糖浆升温到100℃下持续15min进行灭酶处理。
S4.过滤：将经过灭菌处理后的糖浆经过微滤膜过滤，得滤液。所述微滤膜孔径为0.45微米。
本实施例利用花色苷酶催化白砂糖中的花色素苷，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而导致花色素苷褪色，降低白砂糖的色值。
实施例7
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，包括以下步骤：
S1.预处理：将糖浆并调节pH到5，所述pH的调节采用0.05mol/L的氢氧化钠溶液或0.05mol/L的柠檬酸。
S2.酶解：将经过预处理后的糖浆加入花色苷酶，加入花色苷酶的量为0.01g/mL。然后升温到70℃，恒温保持5min，恒温过程在超声波水浴中进行，超声波功率为100W。
S3.灭酶处理：将经过酶解后的糖浆升温到到95℃下持续20min进行灭酶处理。
S4.过滤：将经过灭菌处理后的糖浆经过微滤膜过滤，得滤液。所述微滤膜孔径为0.45微米。
本实施例利用花色苷酶催化白砂糖中的花色素苷，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而导致花色素苷褪色，降低白砂糖的色值。
实施例8
一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，与实施例1不同的是，用混合汁代替糖浆，进行预处理、酶解、灭菌处理和过滤，同实施例1。本实施例主要是将花色苷酶用在制糖工艺的澄清过程中，来降低白砂糖成品色值。
结果检测：色值测定
称取糖浆于干洁的烧杯中，加蒸馏水3倍稀释，摇匀，用阿贝折光仪测折光锤度，在分光光度计上用560nm波长测定其吸光度，得到处理前色值，吸取25mL稀释后的糖浆经过实施例1-3的处理方法分别处理后，用阿贝折光仪测折光锤度，在分光光度计上用560nm波长测定其吸光度，计算出处理后的色值。
分别在分光光度计上用560nm波长测定处理前混合汁和经过实施例4的方法处理后的混合汁的吸光度。然后分别计算出色值。
根据吸光度值、锤度值、比色皿长度等值即可计算出其色值。结果如下表1所示。用ICUMSA方法2测定在制品和深色制品色值的计算方法：IU＝1000A/bc
式中：A—用560nm波长测得样液的吸光度；
b—比色皿厚度，cm；
c—样液固溶物浓度，g/mL；可由下式求得：c＝折光锤度×相应视密度(20℃)/100
IU—用560nm波长测得的色值。
表1 测试结果对比
处理前色值/IU 处理后色值/IU 差值
实施例1 1458 1380 78
实施例2 1458 1358 108
实施例3 1458 1315 143
实施例4 1458 1180 278
实施例5 1458 1310 148
实施例6 1458 1306 152
实施例7 1458 1322 136
实施例8 7430 6200 1230
从实施例1-8结合表1的数据可以看出，经过花色苷酶处理后的糖浆和澄清汁色值有所下降，这是因为花色苷酶催化白砂糖中的花色素苷，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而导致花色素苷褪色，降低白砂糖的色值，因此花色苷酶可以应用在制糖工艺中或者成品糖中来降低白砂糖的色值。
从实施例1-5，可以看出，在其他条件相同的前提下，在温度70℃下处理，色值下降最大。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围。凡本发明所提示的技术构思下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.一种利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法，其特征在于，向混合汁或糖浆中加入花色苷酶进行酶解，加入花色苷酶的量为0.1～0.5U/ml。
2.根据权利要求1所述的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法,其特征在于，将所述混合汁或糖浆调节pH到5～8，然后再加入花色苷酶。
3.根据权利要求2所述的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法,其特征在于，所述pH的调节采用0.05～1mol/L的氢氧化钠溶液或0.05～1mol/L的柠檬酸。
4.根据权利要求1所述的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法,其特征在于，加入花色苷酶的量为0.2U/ml。
5.根据权利要求1所述的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法,其特征在于，加入花色苷酶后，将混合汁或糖浆调节温度到10～70℃，恒温保持5～60min进行酶解。
6.根据权利要求5所述的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法,其特征在于，所述恒温过程在超声波水浴中进行，超声波功率为100～300W。
7.根据权利要求1所述的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法,其特征在于，酶解完成后，将混合汁或糖浆升温到95～100℃下持续15～20min进行灭酶处理。
8.根据权利要求1-7任一所述的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法,其特征在于，将处理后的混合汁或糖浆经过微滤膜过滤，得滤液。
9.根据权利要求8所述的利用花色苷酶降低白砂糖色值的方法,其特征在于，所述微滤膜孔径为0.45微米。
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