CN113699199A - 一种淀粉糖生产过程精准控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物技术领域，公开了一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：将淀粉乳浓度调至22°Bé，用碳酸钠溶液调节pH值为5‑6，加入α‑淀粉酶，升至80‑90℃，保温30‑60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液；取淀粉液化液，调节pH为4‑5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种淀粉糖生产过程精准控制的方法。
背景技术
葡萄糖是一种最常用的医用药剂、也是精细化工、食品工业、发酵工业等工业原料。众所周知，葡萄糖是淀粉最重要的下游产品之一，同时也是玉米的重要深加工产品。在美国，以玉米为原料生产的淀粉糖已全面代替了蔗糖，广泛地进入食品加工及家庭食用等各个领域。我国有着非常丰富的玉米资源，同时由于玉米易于运输和贮藏，不受季节限制，淀粉含量高，副产品种类多，利用价值高，所以玉米已逐渐成为我国制造淀粉的主要原料，目前玉米淀粉已占我国淀粉总产量的90％左右。因此，利用玉米淀粉制取葡萄糖也就成了制造葡萄糖的理想选择。
淀粉转化为葡萄糖一般使用酶法，但是，游离酶在工业化应用时稳定性较差，易受外界因素的影响，发生变性失活；而且反应结束后，即使酶有很高活力，也难于回收利用，同时反应后酶与产物混在一起，给产物的分离纯化带来一定困难，这在一定程度上限制了酪氨酸酶的工业化应用。酶的固定化可解决上述问题，与游离酶相比，固定化酶可以较长时间内反复分批反应和装柱连续反应，从而能提高酶的使用效率，增加产物的收率，降低生产成本；在反应完成后，固定化酶极易与底物、产物分开，简化了提纯工艺，提高了产物的质量，所以国内外对该酶固定化的研究越来越多，但真正投入工业化应用的固定化酶很少，主要原因是固定化成本高、效率低、稳定性比较差。
目前己报道的酶固定化方法主要有吸附、包埋和交联法等。酶可以通过不同的固定方法进行固定化，但是任何一种固定化载体和固定化方法，都不可能适用于所有的酶。对于不同的酶，要想获得较好的固定化效果，制备出性能最佳的固定化酶，必须根据具体的酶、底物和催化反应类型，选择合适的固定化方法和载体来提高酶的活性和稳定性，具体采用哪种固定化方法还是要依据酶本身的性质，没有现成的规律可循，只能依赖于实验经验的积累，最后以是否能最大限度地保留酶的活性和提高酶的稳定性为评价标准。
发明内容
为了克服现有技术酶制剂存在的技术缺陷，最大限度的提高葡萄糖产量，本发明提供了一种淀粉糖生产过程精准控制的方法。
为了实现本发明目的，采用如下技术方案：
一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：
将淀粉乳浓度调至22°Bé，用碳酸钠溶液调节pH值为5-6，
加入α-淀粉酶，升至80-90℃，保温30-60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液；
取淀粉液化液，调节pH为4-5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
进一步地，所述葡萄糖淀粉酶制剂按照如下工艺制备而得：
将槐豆胶和明胶混合，然后添加到含有纯化水的容器中，加热至85℃，搅拌溶解，保温条件下，添加壳聚糖和海藻酸钠，混合均匀，超声波快速消泡至无气泡，然后滴加到氯化钙溶液中，在4℃条件下固化1-5h，洗去表面的氯化钙，然后置于葡萄糖淀粉酶中进行吸附0.5-2h，再置于真空低温干燥机中以20-30℃干燥30-50min，得到颗粒微球，O℃条件下保存，即得葡萄糖淀粉酶制剂。
优选地，按照 20U/g淀粉的量加入α-淀粉酶。
优选地，所述碳酸钠溶液的浓度为5%，w/v。
优选地，所述淀粉液化液的DE值为20%。
优选地，槐豆胶、明胶、壳聚糖、海藻酸钠以及纯化水的质量比为4:2:1:5:300。
优选地，所述氯化钙溶液的浓度为50g/L。
优选地，所述固化时间为2h。
优选地，所述吸附时间为1h。
本发明的有益效果主要包括：
本发明通过对酶固定化处理，提高了酶的稳定性，节约酶制剂使用量，可以重复使用，并且提高了葡萄糖含量，有利于生产精准控制。
本发明固定化酶过程中，壳聚糖化学性质稳定，耐热性好，其分子中存在的氨基，既易于与酶共价结合，又可络合金属离子，使酶免受金属离子的抑制，同时又易通过接枝而改性。
槐豆胶与明胶相互作用，可以在溶液中形成复合体而使得凝胶的效果增强；将海藻酸钠和复合胶体协同固定化制备微胶囊，与单一利用海藻酸钠制备微胶囊相比具有更多的优点，能够提供更大的固定化空间，更有利于内外物质的扩散。
本发明采用槐豆胶与明胶相互作用，明显优于其他胶体的配伍，而且结合壳聚糖，使得酶的稳定性和催化效率大幅提高。
附图说明
图1：不同组别的DE值比较。
具体实施方式
本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的产品及方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品及方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：
将槐豆胶和明胶混合，然后添加到含有纯化水的容器中，加热至85℃，搅拌溶解，保温条件下，添加壳聚糖和海藻酸钠，其中，槐豆胶、明胶、壳聚糖、海藻酸钠以及纯化水的质量比为4:2:1:5:300，混合均匀，超声波快速消泡至无气泡，然后滴加到两倍体积的50g/L的氯化钙溶液中，在4℃条件下固化2h，洗去表面的氯化钙，然后置于葡萄糖淀粉酶（10万U/ml）中进行吸附1h，再置于真空低温干燥机中以20℃干燥50min，得到颗粒微球，O℃条件下保存，制得葡萄糖淀粉酶制剂。
将淀粉乳浓度调至22°Bé，用5％碳酸钠溶液调节pH值为5.5，按照 20U/g
淀粉的量加入α-淀粉酶，升至85℃，保温60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液。
取DE值为20%的淀粉液化液，调节pH为4.5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
对比例1
一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：
将槐豆胶和明胶混合，然后添加到含有纯化水的容器中，加热至85℃，搅拌溶解，保温条件下，添加海藻酸钠，其中，槐豆胶、明胶、海藻酸钠以及纯化水的质量比为4:2:5:300，混合均匀，超声波快速消泡至无气泡，然后滴加到两倍体积的50g/L的氯化钙溶液中，在4℃条件下固化2h，洗去表面的氯化钙，然后置于葡萄糖淀粉酶（10万U/ml）中进行吸附1h，再置于真空低温干燥机中以20℃干燥50min，得到颗粒微球，O℃条件下保存，制得葡萄糖淀粉酶制剂。
将淀粉乳浓度调至22°Bé，用5％碳酸钠溶液调节pH值为5.5，按照 20U/g
淀粉的量加入α-淀粉酶，升至85℃，保温60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液。
取DE值为20%的淀粉液化液，调节pH为4.5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
对比例2
一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：
将琼脂和明胶混合，然后添加到含有纯化水的容器中，加热至85℃，搅拌溶解，保温条件下，添加壳聚糖和海藻酸钠，其中，琼脂、明胶、壳聚糖、海藻酸钠以及纯化水的质量比为4:2:1:5:300，混合均匀，超声波快速消泡至无气泡，然后滴加到50g/L的氯化钙溶液中，在4℃条件下固化2h，洗去表面的氯化钙，然后置于葡萄糖淀粉酶（10万U/ml）中进行吸附1h，再置于真空低温干燥机中以20℃干燥50min，得到颗粒微球，O℃条件下保存，制得葡萄糖淀粉酶制剂。
将淀粉乳浓度调至22°Bé，用5％碳酸钠溶液调节pH值为5.5，按照 20U/g
淀粉的量加入α-淀粉酶，升至85℃，保温60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液。
取DE值为20%的淀粉液化液，调节pH为4.5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
对比例3
一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：
将槐豆胶和卡拉胶混合，然后添加到含有纯化水的容器中，加热至85℃，搅拌溶解，保温条件下，添加壳聚糖和海藻酸钠，其中，槐豆胶、卡拉胶、壳聚糖、海藻酸钠以及纯化水的质量比为4:2:1:5:300，混合均匀，超声波快速消泡至无气泡，然后滴加到两倍体积的50g/L的氯化钙溶液中，在4℃条件下固化2h，洗去表面的氯化钙，然后置于葡萄糖淀粉酶（10万U/ml）中进行吸附1h，再置于真空低温干燥机中以20℃干燥50min，得到颗粒微球，O℃条件下保存，制得葡萄糖淀粉酶制剂。
将淀粉乳浓度调至22°Bé，用5％碳酸钠溶液调节pH值为5.5，按照 20U/g
淀粉的量加入α-淀粉酶，升至85℃，保温60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液。
取DE值为20%的淀粉液化液，调节pH为4.5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
对比例4
一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：
将槐豆胶添加到含有纯化水的容器中，加热至85℃，搅拌溶解，保温条件下，添加壳聚糖和海藻酸钠，其中，槐豆胶、壳聚糖、海藻酸钠以及纯化水的质量比为6:1:5:300，混合均匀，超声波快速消泡至无气泡，然后滴加到50g/L的氯化钙溶液中，在4℃条件下固化2h，洗去表面的氯化钙，然后置于葡萄糖淀粉酶（10万U/ml）中进行吸附1h，再置于真空低温干燥机中以20℃干燥50min，得到颗粒微球，O℃条件下保存，制得葡萄糖淀粉酶制剂。
将淀粉乳浓度调至22°Bé，用5％碳酸钠溶液调节pH值为5.5，按照 20U/g
淀粉的量加入α-淀粉酶，升至85℃，保温60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液。
取DE值为20%的淀粉液化液，调节pH为4.5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
对比例5
一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：
将明胶添加到含有纯化水的容器中，加热至85℃，搅拌溶解，保温条件下，添加壳聚糖和海藻酸钠，其中，明胶、壳聚糖、海藻酸钠以及纯化水的质量比为6:1:5:300，混合均匀，超声波快速消泡至无气泡，然后滴加到50g/L的氯化钙溶液中，在4℃条件下固化2h，洗去表面的氯化钙，然后置于葡萄糖淀粉酶（10万U/ml）中进行吸附1h，再置于真空低温干燥机中以20℃干燥50min，得到颗粒微球，O℃条件下保存，制得葡萄糖淀粉酶制剂。
将淀粉乳浓度调至22°Bé，用5％碳酸钠溶液调节pH值为5.5，按照 20U/g
淀粉的量加入α-淀粉酶，升至85℃，保温60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液。
取DE值为20%的淀粉液化液，调节pH为4.5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
实施例2
不同试验例的糖化液DE值比较。
设置糖化反应时间为25,30,35,40,45，50，单位为h，检测实施例1和各对比例的DE值（葡萄糖当量占干物质的百分比称为DE值）。如图1所示，随着酶解时间增加，实施例1组在30h的DE值接近峰值，而游离酶组和对比例4组需要更长的酶解时间，纵向比较，实施例1组的DE值最高，对比例1次之，DE值最低的是游离酶组。
实施例3
不同试验例的酶制剂酶活保存率比较。
同等条件下，比较各试验例的酶活保存率。第一次酶活定义为100%，后续反应酶活保存率指的是相对于第一次酶活的保存率。
表1
| 组别 | 第2次反应保存率% | 第3次反应保存率% | 第4次反应保存率% |
| 实施例1 | 96.4 | 88.7 | 83.1 |
| 对比例1 | 93.9 | 85.2 | 80.8 |
| 对比例2 | 91.3 | 82.5 | 77 |
| 对比例3 | 92.6 | 81.4 | 73.2 |
| 对比例4 | 85.1 | 71.7 | 60.3 |
| 对比例5 | 80.6 | 68.5 | 61.9 |
如表1所示，酶经过固定化之后均具备一定的反应稳定性，但是不同的固定化方法存在较大的差异，实施例1的酶活保存率最高，第2次反应保存率达到了96%以上，第4次反应保存率仍然维持在83%。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种淀粉糖生产过程精准控制的方法，其包括如下步骤：
将淀粉乳浓度调至22°Bé，用碳酸钠溶液调节pH值为5-6，
加入α-淀粉酶，升至80-90℃，保温30-60 min，然后煮沸10 min，真空泵抽滤除去杂质，制得淀粉液化液；
取淀粉液化液，调节pH为4-5，维持温度为60℃，添加葡萄糖淀粉酶制剂，用量为200U/g淀粉，搅拌反应30h，得到糖化液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述葡萄糖淀粉酶制剂按照如下工艺制备而得：
将槐豆胶和明胶混合，然后添加到含有纯化水的容器中，加热至85℃，搅拌溶解，保温条件下，添加壳聚糖和海藻酸钠，混合均匀，超声波快速消泡至无气泡，然后滴加到氯化钙溶液中，在4℃条件下固化1-5h，洗去表面的氯化钙，然后置于葡萄糖淀粉酶中进行吸附0.5-2h，再置于真空低温干燥机中以20-30℃干燥30-50min，得到颗粒微球，O℃条件下保存，即得葡萄糖淀粉酶制剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照 20U/g淀粉的量加入α-淀粉酶。
4.据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸钠溶液的浓度为5%，w/v。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀粉液化液的DE值为20%。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，槐豆胶、明胶、壳聚糖、海藻酸钠以及纯化水的质量比为4:2:1:5:300。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氯化钙溶液的浓度为50g/L。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固化时间为2h。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述吸附时间为1h。
10.根据权利要求1-9任其一所述的方法生产得到的糖。
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| CN101693911A (zh) * | 2009-10-22 | 2010-04-14 | 河南金丹乳酸科技有限公司 | 一种玉米制糖清液工艺 |
| CN109402197A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-03-01 | 山东寿光巨能金玉米开发有限公司 | 一种淀粉连续糖化方法 |
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