CN115211512A - 一种酶解小麦胚芽粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及小麦加工技术领域,特别是涉及一种酶解小麦胚芽粉的方法。包括以下步骤:将小麦胚芽粉和水混合,在55~65℃下静置10~30min,得到初级混合物;将所述初级混合物和水按质量比为1:(6~20)混合,得到二级混合物;采用复合水解酶将所述二级混合物酶解,得到酶解混合物。本发明通过适宜的低温溶胀方法对小麦胚芽原料进行预处理,使得小麦胚芽原料中的复合质颗粒发生破碎,复合致密结构被破坏;并且在低温溶胀期间,原料对水分进行一定程度的吸收,但不发生糊化,因此可以在增加酶解的效率的同时保证粘度并不上升。从而,本发明的方法可以在较高的干物质浓度下进行酶解以获得小麦胚芽原液。
Description
技术领域
本发明涉及小麦加工技术领域,特别是涉及一种酶解小麦胚芽粉的方法。
背景技术
小麦是大自然给予人类健康生存的生命之源,被称为五谷之贵。小麦胚芽是小麦的核心和生命,植物称为胚,相当于动物的胎盘。它虽然仅占麦粒重量的2%,但营养却占整个麦粒的97%,其中蕴藏着50多种人体所需丰富营养及一些还未被当今科学发现的微量生理活性成分,具有极高的营养价值和药用价值,小麦胚芽对人体健康的神奇作用,为世界所公认。小麦胚芽粉是一种营养丰富的植物蛋白原料。小麦胚芽粉在粮食作物中蛋白质含量高,达到9~19%,且小麦胚芽粉含有丰富的脂肪以及人体必需脂肪酸、磷、铁、钙等营养成分。
目前,由于常规小麦胚芽等含有结构致密的复合质颗粒,因此采用酶解技术生产小麦胚芽原浆时,通常需要对复合质颗粒进行升温糊化,使复合质颗粒的致密结构发生破坏,从而有利于酶解液化的进行。然而,复合质颗粒在糊化过程中将导致小麦胚芽浆料粘度急剧上升,因此当酶解过程中的干物质含量超过25%时,普通的胶体磨以及酶解过程则会由于复合质颗粒的糊化导致粘度过大难以进行,从而使得酶解过程中的干物质浓度受到显著限制,导致生产效率有所降低、并且生产成本上升。为了克服粘度对产品带来的影响,现有技术中采用了不同的策略对小麦胚芽进行处理,如按照常规玉米复合加工工艺对小麦胚芽原料进行糊化、液化、蛋白;或者采用现有喷射液化工艺对小麦胚芽在添加酶制剂条件下进行加工以获得酶解小麦胚芽原浆;或者采用胶体磨的方式使得原浆粘度下降以适合小麦胚芽饮料加工。
然而,由于原料的差异特性,通过简单易行的工艺对小麦胚芽原料进行处理,以获得适宜小麦胚芽饮料加工、风味优良、质量稳定的酶解小麦胚芽原浆在技术上仍然存在一定难度。另外,现有技术中的方法并未解决小麦胚芽粉干物质量过大而导致生产效率低的问题。因此,对于加工方式简单、成本低廉且所得小麦胚芽原浆质量优异的高效小麦胚芽原浆制备方法仍存在实际需求。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种酶解小麦胚芽粉的方法。本发明提供的方法不仅加工方式简单、制备成本低廉,而且可在生产过程中使用较高干物质浓度的小麦胚芽粉,从而能够高效地获得适宜小麦胚芽饮料加工、风味优良、质量稳定的酶解小麦胚芽原浆。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种酶解小麦胚芽粉的方法,包括以下步骤:
将小麦胚芽粉和水混合,在55~65℃下静置10~30min,得到初级混合物;
将所述初级混合物和水按质量比为1:(6~20)混合,得到二级混合物;
采用复合水解酶将所述二级混合物酶解,得到酶解混合物;所述复合水解酶包括α-淀粉酶,β-1,4-葡聚糖内切酶和内切蛋白酶。
优选的,所述复合水解酶的酶解时间为1~6h。
优选的,所述复合水解酶的用量为所述小麦胚芽粉干物质质量的0.1~0.25%;所述复合水解酶的活力≥7500RAU/g。
优选的,所述复合水解酶的酶解温度为55~70℃,所述复合水解酶的酶解pH值为6~7。
优选的,所述小麦胚芽粉和水混合时,小麦胚芽粉和水的质量比为1:(2~7)。
优选的,所述小麦胚芽粉的制备方法包括:将小麦胚芽干燥至含水率低于10wt.%后,粉碎,过筛,得到筛下物为所述小麦胚芽粉。
优选的,所述过筛时的筛网目数为40~60目。
优选的,所述方法还包括:得到酶解混合物后,将所述酶解混合物灭酶,均质,分离得到小麦胚芽原浆。
优选的,所述灭酶的温度为95~100℃,所述灭酶的时间为0.5~2h。
有益效果:
本发明提供了一种酶解小麦胚芽粉的方法,包括以下步骤:将小麦胚芽粉和水混合,在55~65℃下静置10~30min,得到初级混合物;将所述初级混合物和水按质量比为1:(6~20)混合,得到二级混合物;采用复合水解酶将所述二级混合物酶解,得到酶解混合物;所述复合水解酶包括α-淀粉酶,β-1,4-葡聚糖内切酶和内切蛋白酶。本发明通过适宜的低温溶胀方法对小麦胚芽原料进行预处理,使得小麦胚芽原料中的复合质颗粒发生破碎,复合致密结构被破坏;并且在低温溶胀期间,原料对水分进行一定程度的吸收,但不发生糊化,因此可以在增加酶解的效率的同时保证粘度并不上升。从而,本发明的方法可以在较高的干物质浓度下进行酶解以获得小麦胚芽原液。因此,与现有技术相比,本发明的酶解小麦胚芽原浆制备方法具有步骤简单、加工成本低廉、酶解温度低和酶解效率高的优势,所得酶解小麦胚芽原浆风味优良、质量稳定。
具体实施方式
本发明提供了一种酶解小麦胚芽粉的方法,包括以下步骤:
将小麦胚芽粉和水混合,在55~65℃下静置10~30min,得到初级混合物;
将所述初级混合物和水按质量比为1:(6~20)混合,得到二级混合物;
采用复合水解酶将所述二级混合物酶解,得到酶解混合物;所述复合水解酶包括α-淀粉酶,β-1,4-葡聚糖内切酶和内切蛋白酶。
在本发明中,所述小麦胚芽粉的制备方法优选包括:将小麦胚芽干燥至含水率低于10wt.%后,粉碎,过筛,得到筛下物为所述小麦胚芽粉。
在本发明中,所述小麦胚芽优选包括新鲜无霉变的小麦胚芽。
小麦胚芽干燥前优选包括:将小麦胚芽中的麸皮和杂质进行筛除,在筛除的过程中对其进行表面进行水洗。
在本发明中,所述干燥的温度优选为60~80℃,更优选为70℃;所述干燥过程中优选还包括搅拌处理;所述搅拌的速率优选为30~40r/min,更优选为35r/min。
本发明通过适宜的干燥处理,可以使小麦胚芽干燥充分,防止发霉、蒿败和腐烂,降低微生物生长的可能性,保证产品的干净和卫生。
在本发明中,所述过筛时的筛网目数优选为40~60目,更优选为50目。
得到小麦胚芽粉后,本发明将小麦胚芽粉和水混合,在55~65℃下静置10~30min,得到初级混合物。
在本发明中,所述小麦胚芽粉和水的质量比优选为1:(2~7),进一步优选为1:(4~6),更优选为1:5;所述水的温度优选为55~65℃,进一步优选为58~62℃,更优选为60℃。
在本发明中,所述小麦胚芽粉和水混合后静置时的温度为55~65℃,优选为58~62℃,更优选为60℃;所述静置的时间为10~30min,进一步优选为15~25min,更优选为20min。
本发明通过将小麦胚芽粉在适宜温度下静置处理适宜的时间,通过低温溶胀可以使得小麦胚芽原料中的复合质颗粒发生破碎,复合致密结构被破坏;并且在低温溶胀期间,原料对水分进行一定程度的吸收,但不发生糊化,因此可以在增加酶解的效率的同时保证粘度并不上升。
得到初级混合物后,本发明将所述初级混合物和水按质量比为1:(6~20)混合,得到二级混合物。在本发明中,所述初级混合物和水的质量比为1:(6~20),优选为1:(6~12),更优选为1:8;所述水的温度选为55~65℃,进一步优选为58~62℃,更优选为60℃。
本发明通过控制适宜的料液比,在不影响后续酶解的催化效率的前提下可以酶解较高干物质浓度的原料,从而提高生产效率,降低生产成本。
得到二级混合物后,本发明采用复合水解酶将所述二级混合物酶解,得到酶解混合物。
本发明所述复合水解酶包括α-淀粉酶,β-1,4-葡聚糖内切酶和内切蛋白酶。
本发明所述复合水解酶优选购自帝斯曼有限公司,产品名称:BREWERS COMPASS。
本发明所述复合水解酶可以同时降解α-1,4-糖苷键,α-1,6-糖苷键,通过α-淀粉酶将二级混合物中的α-1,4-糖苷键切开,使复合水解生成糊精和一些还原糖,从而在很短的作用时间就能迅速降低复合溶液的粘度。β-1,4-葡聚糖内切酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时,可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来,并结合内切蛋白酶能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质。
在本发明中,所述复合水解酶的用量优选为所述小麦胚芽粉干物质质量的0.1%~0.25%,进一步优选为0.15%~0.2%,更优选为0.2%;所述复合水解酶的活力优选为≥7500RAU/g;述复合水解酶的酶解温度优选为55~70℃,进一步优选为58~65℃,更优选为60℃;所述复合水解酶的酶解pH值优选为6~7,进一步优选为6.5~7,更优选为6.5。
在本发明中,所述复合水解酶的酶解时间优选为1~6h;更优选为根据对酶解后葡萄糖浓度的需求确定酶解时间,酶解时间在1~6h,随着时间延长,葡萄浓度呈升高趋势。
本发明在适宜的复合水解酶酶解条件下,可以降低酶解体系的粘度,从而进一步提高酶解效率。
得到酶解混合物后,本发明优选将所述酶解混合物灭酶,均质,分离得到小麦胚芽原浆。
在本发明中,所述灭酶的温度优选为95~100℃,更优选为95℃;所述灭酶的时间为0.5~2h,更优选为1h。
在本发明中,所述分离的方法包括过滤或离心;所述过滤时的筛网目数为100目。本发明通过适宜的分离方法,可以除去粗纤维,提高小麦胚芽原浆的口感。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种酶解小麦胚芽粉的方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种酶解小麦胚芽粉的方法,由以下步骤组成:
(1)除杂:首先挑选新鲜无霉变的小麦胚芽备用;
(2)筛选:将步骤(1)除杂完成后的小麦胚芽进行筛分,将小麦胚芽中的麸皮、杂质等进行筛除,在筛除的过程中对其进行表面进行水洗,将其表面的尘土进行初步去除;
(3)初步干燥:将筛选完成的小麦胚芽进行干燥处理,在干燥的过程中对其进行搅拌,搅拌速率为35r/min,所述干燥温度为70℃,干燥至小麦胚芽含水率低于10%即可;
(4)研磨:将步骤(3)中初步干燥的小麦胚芽进行超碎研磨,研磨完成之后将其过50目筛网进行筛选,筛选完成后得到小麦胚芽粉备用;
(5)预处理:向步骤(4)中的小麦胚芽粉中添加55℃的温水,小麦胚芽粉和温水的质量比为1:5,在55℃下静置10min(发生溶胀反应),得到溶胀产物;
(6)向步骤(5)中的溶胀产物中添加55℃的温水和复合水解酶(购自帝斯曼有限公司,产品名称:BREWERSCOMPASS,酶活≥7500RAU/g)后,调节混合物的pH值为6.5,在55℃下酶解2h,得到酶解液;其中溶胀产物和温水的质量比为1:8,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.2%;
(7)通过升温对步骤(6)中得到的酶解液进行灭酶(95℃保持1h);
(8)灭酶完成后,对酶解液进行均质,过100目筛,除去粗纤维,得到酶解小麦胚芽原浆。
实施例2
一种酶解小麦胚芽粉的方法,由以下步骤组成:
步骤(1)~(4)同实施例1;
(5)预处理:向步骤(4)中的小麦胚芽粉中添加60℃的温水,小麦胚芽粉和温水的质量比为1:5,在60℃下静置20min(发生溶胀反应),得到溶胀产物;
(6)向步骤(5)中的溶胀产物中添加60℃的温水和复合水解酶(购自帝斯曼有限公司,产品名称:BREWERSCOMPASS,酶活≥7500RAU/g)后,调节混合物的pH值为6,在60℃下酶解3h,得到酶解液;其中溶胀产物和温水的质量比为1:8,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.2%;
(7)通过升温对步骤(6)中得到的酶解液进行灭酶(95℃保持1h);
(8)灭酶完成后,对酶解液进行均质,离心分离,除去粗纤维,得到酶解小麦胚芽原浆。
实施例3
一种酶解小麦胚芽粉的方法,由以下步骤组成:
步骤(1)~(4)同实施例1;
(5)预处理:向步骤(4)中的小麦胚芽粉中添加65℃的温水,小麦胚芽粉和温水的质量比为1:5,在65℃下静置30min(发生溶胀反应),得到溶胀产物;
(6)向步骤(5)中的溶胀产物中添加65℃的温水和复合水解酶(购自帝斯曼有限公司,产品名称:BREWERSCOMPASS,酶活≥7500RAU/g)后,调节混合物的pH值为5.5,在65℃下酶解4h,得到酶解液;其中溶胀产物和温水的质量比为1:8,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.2%;
(7)通过升温对步骤(6)中得到的酶解液进行灭酶(95℃保持1h);
(8)灭酶完成后,对酶解液进行均质,离心分离,除去粗纤维,得到酶解小麦胚芽原浆。
实施例4
一种酶解小麦胚芽粉的方法,由以下步骤组成:
步骤(1)~(4)同实施例1;
(5)预处理:向步骤(4)中的小麦胚芽粉中添加60℃的温水,小麦胚芽粉和温水的质量比为1:5,在60℃下静置20min(发生溶胀反应),得到溶胀产物;
(6)向步骤(5)中的溶胀产物中添加60℃的温水和复合水解酶(购自帝斯曼有限公司,产品名称:BREWERSCOMPASS,酶活≥7500RAU/g)后,调节混合物的pH值为6.5,在60℃下酶解5h,得到酶解液;其中溶胀产物和温水的质量比为1:8,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.2%;
(7)通过升温对步骤(6)中得到的酶解液进行灭酶(95℃保持1h);
(8)灭酶完成后,对酶解液进行均质,离心分离,除去粗纤维,得到酶解小麦胚芽原浆。
实施例5
一种酶解小麦胚芽粉的方法,由以下步骤组成:
步骤(1)~(4)同实施例1;
(5)预处理:向步骤(4)中的小麦胚芽粉中添加55℃的温水,小麦胚芽粉和温水的质量比为1:5,在55℃下静置30min(发生溶胀反应),得到溶胀产物;
(6)向步骤(5)中的溶胀产物中添加55℃的温水和复合水解酶(购自帝斯曼有限公司,产品名称:BREWERSCOMPASS,酶活≥7500RAU/g)后,调节混合物的pH值为7,在55℃下酶解6h,得到酶解液;其中溶胀产物和温水的质量比为1:8,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.2%;
(7)通过升温对步骤(6)中得到的酶解液进行灭酶(95℃保持1h);
(8)灭酶完成后,对酶解液进行均质,离心分离,除去粗纤维,得到酶解小麦胚芽原浆。
应用例1
使用糖度计测定实施例1~5中可溶性固含量(Brix),测定结果见表1。
表1不同实施例中小麦胚芽原浆的测定结果
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
Brix(°Bx) | 10 | 12 | 15 | 10 | 12 |
由表1可知,本发明制备制备方法具有酶解速度快和酶解彻底的优势。
实施例6
一种与实施例4相似的方法,区别在于,溶胀产物和温水的质量比为1:20。
实施例7
一种与实施例6相似的方法,区别在于,溶胀产物和温水的质量比为1:16。
实施例8
一种与实施例6相似的方法,区别在于,溶胀产物和温水的质量比为1:12。
实施例9
一种与实施例6相似的方法,区别在于,溶胀产物和温水的质量比为1:6。
应用例2
采用GB5009.7-2016食品安全国家标准,食品中还原糖的测定方法,测定实施例4和实施例6~9中小麦胚芽原浆的DE值,其中DE值=还原糖含量/小麦胚芽原浆干物质含量,测定结果见表2。
表2实施例4和施例6~9中小麦胚芽原浆的DE值
实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例4 | 实施例9 | |
料液比 | 1:20 | 1:16 | 1:12 | 1:8 | 1:6 |
DE值% | 33 | 36 | 38 | 42.8 | 34 |
由表2可知,酶解的小麦胚芽乳DE值随着底物浓度的增加而增加,料液比1:8时达到最大;当料液比大于1:8时,DE值反而开始下降,这是由于当底物浓度过大时底物分散不均匀而影响酶的催化效率,导致水解度降低,底物浓度在一定范围内,酶催化反应速率随底物浓度的增加而增加,当底物达到一定浓度后,反应速率的增加幅度逐渐减少,逐渐趋于平衡,底物浓度过高,会对反应产生不利影响,产生高浓度底物对酶反应的抑制作用,造成速率下降。
实施例10
一种与实施例4相似的方法,区别在于,步骤(6)中温水和酶解的温度均为58℃。
实施例11
一种与实施例10相似的方法,区别在于,步骤(6)中温水和酶解的温度均为65℃。
对比例1
一种与实施例10相似的方法,区别在于,步骤(6)中温水和酶解的温度均为50℃。
对比例2
一种与实施例10相似的方法,区别在于,步骤(6)中温水和酶解的温度均为55℃。
对比例3
一种与实施例10相似的方法,区别在于,步骤(6)中温水和酶解的温度均为70℃。
应用例2
采用GB5009.7-2016食品安全国家标准,食品中还原糖的测定方法,测定实施例4、10、11和对比例1~3中小麦胚芽原浆的DE值,其中DE值=还原糖含量/小麦胚芽原浆干物质含量,测定结果见表3。
表3不同组中小麦胚芽原浆的DE值
对比例1 | 对比例2 | 实施例10 | 实施例4 | 实施例11 | 对比例3 | |
温度 | 50 | 55 | 58 | 60 | 65 | 70 |
DE值% | 32 | 34 | 38 | 42.8 | 38 | 33 |
由表3可知,α-淀粉酶的最适酶解温度为55~70℃。
实施例12
一种与实施例4相似的方法,区别在于,步骤(6)中调节混合物的pH值为7.0。
对比例4
一种与实施例12相似的方法,区别在于,步骤(6)中调节混合物的pH值为5.0。
对比例5
一种与实施例12相似的方法,区别在于,步骤(6)中调节混合物的pH值为5.5。
对比例6
一种与实施例12相似的方法,区别在于,步骤(6)中调节混合物的pH值为6.0。
对比例7
一种与实施例12相似的方法,区别在于,步骤(6)中调节混合物的pH值为7.5。
应用例3
测定实施例4、12和对比例4~7中小麦胚芽原浆的还原糖含量和原料利用率,其中还原糖含量以GB5009.7-2016中记载的食品中还原糖的测定的方法进行测定,原料利用率=[1-酶解产物的brix值/酶解底物的brix值]*100%,测定结果见表4。
表4不同组中小麦胚芽原浆的还原糖含量和原料利用率
由表4可知,复合水解酶的最适酶解ph为6~7。
实施例13
一种与实施例4相似的方法,区别在于,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.1%。
实施例14
一种与实施例4相似的方法,区别在于,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.15%。
实施例15
一种与实施例4相似的方法,区别在于,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.25%。
对比例8
一种与实施例12相似的方法,区别在于,复合水解酶的添加量为步骤(3)所述小麦胚芽粉干物质质量的0.05%。
应用例4
测定实施例4、13、14、15和对比例8中小麦胚芽原浆的还原糖含量和粘度,其中还原糖含量以GB5009.7-2016中记载的食品中还原糖的测定的方法进行测定,粘度使用粘度计检测,测定结果见表5。
表5不同组中小麦胚芽原浆的还原糖含量和粘度
由表5可知,复合水解酶的最适添加量为0.1%~0.25%。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做各种改动和修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.一种酶解小麦胚芽粉的方法,其特征在于,包括以下步骤:
将小麦胚芽粉和水混合,在55~65℃下静置10~30min,得到初级混合物;
将所述初级混合物和水按质量比为1:(6~20)混合,得到二级混合物;
采用复合水解酶将所述二级混合物酶解,得到酶解混合物;所述复合水解酶包括α-淀粉酶,β-1,4-葡聚糖内切酶和内切蛋白酶。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述复合水解酶的酶解时间为1~6h。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述复合水解酶的用量为所述小麦胚芽粉干物质质量的0.1~0.25%;所述复合水解酶的活力≥7500RAU/g。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述复合水解酶的酶解温度为55~70℃,所述复合水解酶的酶解pH值为6~7。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述小麦胚芽粉和水混合时,小麦胚芽粉和水的质量比为1:(2~7)。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述小麦胚芽粉的制备方法包括:将小麦胚芽干燥至含水率低于10wt.%后,粉碎,过筛,得到筛下物为所述小麦胚芽粉。
7.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述过筛时的筛网目数为40~60目。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:得到酶解混合物后,将所述酶解混合物灭酶,均质,分离得到小麦胚芽原浆。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述灭酶的温度为95~100℃,所述灭酶的时间为0.5~2h。
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CN202210855528.1A Active CN115211512B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 一种酶解小麦胚芽粉的方法 |
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CN1054353A (zh) * | 1989-09-19 | 1991-09-11 | 何永吉 | 纯麦精的生产方法 |
CN103284076A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-11 | 江南大学 | 一种长货架期小麦胚芽速溶粉制备方法 |
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2022
- 2022-07-20 CN CN202210855528.1A patent/CN115211512B/zh active Active
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CN1054353A (zh) * | 1989-09-19 | 1991-09-11 | 何永吉 | 纯麦精的生产方法 |
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