CN1281154C - 小麦水解麦精的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小麦水解麦精的制备方法，它包括对小麦原料的筛选、粉碎、调浆、液化、糖化、过滤和成品，液化阶段可在60~90℃加入中温液化酶5～100单位/克原料或加入耐高温α-淀粉酶10～200单位/克原料进行煮沸液化或喷射液化0.5～3小时；在糖化阶段可添加淀粉酶10～200单位/克原料、蛋白酶10～200单位/克原料、戊聚糖酶10～200单位/克原料；在粉碎前可设有浸麦阶段，在粉碎阶段后可设有生化降解阶段，在水解过程中可采用内部酶系生化降解后再外加糖化、液化酶和戊聚糖酶进行串联水解方法；也可以采用内部酶生化降解与外酶糖化、液化同时进行并联水解方法。本发明提供的小麦水解麦精的制备方法，对小麦水解效果好、水解液过滤方便、能进行大规模工业化生产。

Description

小麦水解麦精的制备方法

技术领域

本发明涉及一种麦子的深加工技术，特别是一种小麦水解麦精的制备方法。

背景技术

小麦、玉米、大豆都是我国最主要的农产品，目前玉米、大豆的深加工技术非常多，而麦子特别是小麦成分比较复杂，它含有大量面筋、非淀粉多糖(如戊聚糖、木聚糖等)，非淀粉多糖物质约占总重量的3.5％，所以在小麦的深加工过程中过滤非常困难，过滤困难的问题一直阻碍着小麦深加工的发展，目前只能局限于加工面粉、饲料、淀粉、小麦麦芽、面精等。从相关的科技杂志、网站上很难找到小麦水解方面的专业论文，更多的研究主要集中在小麦育种方面。然而，小麦浑身都是宝，它的胚乳有丰富的碳水化合物和高含量的蛋白质，麦胚、麦皮含有多种利于健康的物质，如各种维生素、氨基酸和可溶性纤维等。从近两年小麦麦芽在啤酒上的使用可以看到小麦深加工的潜力。如何对麦子进行深加工，也是麦子跳出传统用途，拓展新领域的一项生物工程技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种水解效果好、过滤方便、能进行大规模工业化生产的一种小麦水解麦精的制备方法。

本发明提供的小麦水解麦精的制备方法，它包括对小麦原料的筛选、粉碎、调浆、液化、糖化、过滤和成品，其中：

粉碎阶段：采用干粉或增湿粉碎以及水磨、砂轮磨或凸齿磨；

调浆阶段：料水比控制在1∶2到1∶10之间；PH值为7.0~5.5之间；添加0.02％氯化钙、蛋白酶10~200单位/克原料、戊聚糖酶30~200单位/克原料；45~55℃保持1~24小时进行蛋白质溶解；55~65℃保持1~24小时，分解细胞壁；65~78℃保持1~12小时，进行预糊化；

液化阶段：可以选择中温液化(60~90℃)、高温煮沸液化(90~100℃)或液化喷射(100~140℃)三种方式；在60~90℃加入中温液化酶5~100单位/克原料或加入耐高温α-淀粉酶20~200单位/克原料进行煮沸液化或喷射液化0.5~3小时；

糖化阶段：添加淀粉酶(如真菌淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、普鲁兰酶等)10~200单位/克原料、蛋白酶10~200单位/克原料、戊聚糖酶10~200单位/克原料；先将料液温度降到45~60℃区间停留1~48小时降解糊精；60~78℃区间各停留1~24小时降低黏度；糖化时1~24小时分解淀粉和非淀粉物质，降低黏度：70~78℃区间停留0.5~3小时灭酶；料液在5~45℃之间低温期越长各酶系被激活的越多，在45~70℃的高温期越长，物质被降解越多，生化降解周期长短、升温快慢等操作都影响着产品质量。

由于生产时间和设备的限制，小麦受自身生物种影响，其分解淀粉酶及蛋白酶浓度不够，我们可以辅助使用商品酶制剂来补充自身酶系的不足，采用内部酶系生化降解后再外加糖化、液化酶和戊聚糖酶进行串联水解方法：

液化阶段：可以选择中温液化(60~90℃)、高温煮沸液化(90~100℃)或液化喷射(100~140℃)三种方式。在60~90℃中加入中液化酶5~100单位/克原料或加入耐高温α-淀份酶10~200单位/克原料进行煮沸液化或喷射液化0.5~3小时；

糖化阶段：先将料液温度降到45~55℃区间停留0.5~24小时主要进行蛋白水解，55~60℃区间停留1~48小时降解糊精；60~78℃区间各停留1~24小时降低黏度；添加淀粉酶(如真菌淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、普鲁兰酶等)10~200单位/克原料、蛋白酶10~200单位/克原料、戊聚糖酶10~200单位/克原料，糖化时间和酶制剂添加量根据De值(30~60％)和α-氮含量(140~350mg/L)及过滤速度等因素决定；

过滤和成品阶段：过滤设备可选用板框压滤机，将过滤液浓缩为膏体成品，也可以干燥成固体成品；浓缩阶段注意消泡问题，小麦水解麦精含有丰富的可溶性氮，在真空状态下易产生大量泡沫，选用机械消泡，或喷雾干燥；由于过滤和浓缩消泡是常规技术，在此不详述，包装阶段产品水分控制在18％以内，提高保持期。

在粉碎前可设有浸麦阶段，所述的浸麦阶段是：浸麦水温为5℃~40℃之间，采取浸断或喷淋方式浸麦，浸麦周期为10~100小时。

为了降低麦皮中多酚物质含量，提高产品的发酵品质，降低液化温度，缩短整个水解周期，在浸麦阶段可添加石灰或氢氧化钠调PH7.5~9.0。

在使用露点率低的小麦和不发芽小麦比例过高的情况下，从浸麦、粉碎至生化降解过程中可外加0.1~10PPm的植物生长激素进一步激活各种睡眠中的酶系，加快小麦生物钟的运行速度，特别选择粉碎阶段外加植物生长激素更好。粉碎时添加植物生长激素效果比浸麦期添加植物生长激素效果更好，低温添加植物生长激素比高温添加植物生长激素效果好，在此，所述植物生长激素首选赤霉素。

由于生产时间和设备的限制，小麦受自身生物钟影响，其分解淀粉酶浓度不够，我们在辅助使用商品酶制剂来补充自身酶系的不足，还可采用内部酶生化降解与外酶糖化、液化同时进行并联方法，如可以添加中温(60~90℃)液化酶5~100单位/克原料或耐高温α-淀汾酶10~200单位/克原料、中性蛋白酶10~200单位/克原料、戊聚糖酶10~200单位/克原料、淀粉酶(如真菌淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、普鲁兰酶等)10~200单位/克原料，也可添加小麦重量的1~50％大麦麦芽或小麦麦芽；内外酶并联法是逐步从5℃升温到78℃或100℃，其中在5~45℃区间停留0.5~24小时，目的是进一步激活内部酶系；在45~55℃区间停留0.5~24小时进行蛋白水解；55~60℃区间停留1~48小时糖化；60~70℃区间停留1~24小时降解非淀粉多糖物质降低黏度；糖化时间和酶制剂添加量根据De值(30~60％)和α-氮含量(140~350mg/L)及过滤速度等因素决定。

由于市场需求的多样性，也可以先糖化后液化。必要时添加1~50％的大麦麦牙或小麦麦芽；

过滤和成品阶段：过滤设备可选用板框压滤机，再将过滤液浓缩为膏体成品，也可以干燥成固体成品。浓缩阶段注意消泡问题，水解麦精含有丰富的可溶性氮，在真空状态下易产生大量泡沫，选用机械消泡，或喷雾干燥。由于过滤和浓缩消泡是常规技术，在此不详述；包装阶段产品水份控制在18％以内，提高保持期。

对于外酶法适合于不发芽或发芽过低(0~30％)的小麦，而对于原料发芽比例在30~100％的小麦，特别可采用如下内外酶法制备小麦水解麦精；它包括对小麦原料的筛选、浸麦、粉碎、生化降解、液化、糖化、过滤和成品，其中：

浸麦阶段：浸麦水温为5℃~40℃之间，采取浸断或喷淋方式浸麦，使用吸风机或空气压缩机供给流通空气而提供氧份，浸麦周期为10~100小时左右，控制小麦的露点率(即小麦根部露白点比例)达到10~100％之间，允许小麦有生根现象，此时小麦内部酶系被充分激发，小麦自身体内有丰富的酶系资源，各种酶累计有70多种，其中大部分酶是商品酶和麦芽无法提供的，各种酶都有被激活的时间顺序，最先被激活的是麦子胚部的生物激素，这些激素穿过糊粉层进入胚乳，胚乳是由淀粉颗粒组成，淀粉颗粒的外壁由蛋白质和戊聚糖、木聚糖酶等组成的鳌和体，所以小麦在生物钟的指挥下，先被激活的酶为蛋白酶、戊聚糖酶、木聚糖酶等品种，还有一些微量品种，如磷脂酶等等，不断被激活，直到细胞壁充分破坏之后，麦子才会按照顺序激活淀粉酶系。在浸麦过程中，露点率是反映前期酶系激活水平的重要指标，露点率高，酶系被激活数量多，生化降解更加彻底。在浸麦中通过提高供氧量、提高浸麦度等方法来最大化激活小麦的酶系。浸麦水温不宜过低或过高，过低时浸麦周期长，过高时易造成酶系激活顺序紊乱。

粉碎调浆阶段：在粉碎过程中，应注意粉碎程度，保证麦皮破而不碎，这样麦皮可以充当过滤介质，提高滤速；调浆时料水比为1∶2~1∶10，调酸PH值5.0~7.0，为生化降解提供合适的条件；粉碎可以用水磨、砂轮磨或凸齿磨等粉碎，通过粉碎可以解决小麦各部位酶系激活程度和各类物质溶解程度不均匀的问题，这种不均匀性体现在麦根与麦尖、大粒与小粒上；发芽小麦与不发芽小麦上，被浸小麦的生长激素在固体支架上分布不均匀导致各部位和各种酶系的激活和水解不均，麦胚的淀粉颗粒酶活性和水解程度总是好于麦尖。粉碎之后，麦子的各部位和各种酶系、物质较均匀地置于液体搅拌环境中，各部位和各种酶系激活与各部位和各种物质溶解会更加均匀。水磨粉碎加快小麦生物钟的程序运作速度。

生化降解阶段：逐步从5℃升温78℃，其中在5℃~45℃区间停留0.5~24小时，目的是进一步激活内部酶系；在45℃~55℃区间停留0.5~24小时进行蛋白水解；55℃~70℃区间停留1~48小时主要降解糊精；其中55-60℃区间停留1~48小时糖化；60~70℃区间停留1~24小时降解非淀粉多糖物质降低黏度，必要时加入1~50％的麦芽；在60~90℃区间进行中温液化或在90~100℃区间进行煮沸液化或喷射液化(100~140℃)0.5~3小时。

本发明提供的外酶法和内外酶法制备小麦水解麦精的方法，对小麦水解效果好、水解液过滤方便、能进行大规模工业化生产；按这种方法生产出来的小麦水解麦精，有比例合适的糖类物质、氮类物质、氨基酸、维生素和微量矿物元素等，是未来食品和生物工程主要原料之一。其产品特征：外观呈粘稠状、微透明或不透明液体，有细小颗粒沉淀，或呈粉粒状；色泽为浅黄色、棕黄色、或棕黑色；香气有麦汁香气；滋味适度酸味、甜味；水份可以≤18％；固形物≥80％；12Po PH值4.0~6.5；12Po酸度1.0~5.0ml/100ml；12Po色度5.0~200EBC；12Poα-氨基氮140~350mg/L；12Po可溶性氮400~2000mg/L；12Po蛋白质4.0~16.0％；单糖5~50％；麦芽糖5~50％；麦芽三糖5~20％；麦芽多糖5~20％；12Po发酵度40~75％；DE值20~70％；脂肪、脂肪酸≤0.5％；12Po黏度1.5~2.1厘泊(12Po表示分析样品稀释到12糖度的理化指标)。因此这种麦子深加工技术会倍受面粉、酒精、淀粉糖、糖果、罐头、冷饮、饮料、氨基酸、维生素、乳制品、功能食品、保健品、啤酒和制药等行业的关注。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

本实施例提供的外酶法制备小麦水解麦精方法，本实施例的水解方法是100％小麦为原料制作小麦水解麦精，小麦30吨筛选，锤式粉碎机粉碎，达到20目即可，调浆时料水比为1∶3，调酸PH值6.0；加入中性蛋白酶(用量100单位/克原料)、耐高温液化酶(用量为30单位/克原料)；戊聚糖酶(用量100单位/克原料)；料液温度以每分钟1℃的速度逐步从45℃升高到78℃，其中49℃停留120分钟，58℃停留60分钟，65℃停留60分钟，78℃停留30分钟，在105℃喷射液化并维持1小时，降温到55℃，加中性蛋白酶(用量30单位/克原料)、真菌淀粉酶(用量100单位/克原料)，戊聚糖酶(用量50单位/克原料)进行进一步糖化水解24小时；65℃保持30分钟；过滤采用常用的板框过滤机等；小麦水解麦精使用喷雾干燥成粉状；粉状小麦水解麦精的水份控制在10％以内。

实施例2：

本实施例提供的外酶法制备小麦水解麦精方法，本实施例的水解方法是：以小麦为原料制作小麦水解麦精，小麦30吨筛选，增湿粉碎机粉碎，调浆时料水比为1∶8，调酸PH值6.5；加入蛋白酶(用量100单位/克原料)、耐高温α-淀粉酶(用量为100单位/克原料)、戊聚糖酶(用量150单位/克原料)β-淀粉酶(用量100单位/克原料)、10％小麦麦芽；温度以每分钟1℃的速度逐步从45℃升高到100℃，其中51℃停留60分钟，58℃停留120分钟，65℃停留120分钟，78℃停留30分钟；在100℃煮沸液化并维持1小时；降温到70℃；过滤采用常用的硅藻土过滤机；小麦水解麦精使用四效真空浓缩制成膏状；小麦麦精的水份控制在18％以内。

实施例3：

本实施例提供的内外酶制备小麦水解麦精方法采用内外酶串联法，本实施例的水解方法是：采用小麦30吨，加15℃的水浸泡8小时并添加火碱，使浸麦水PH8.0，断水期间进行间断喷淋48小时，二次浸泡8小时，两次浸泡间断用吸风机提供氧气，保证大麦的露点率为30％；用砂轮磨粉碎，尽量让麦皮破而不碎，充当过滤介质，并添加4.0ppm的赤霉素，；调奖时料水比为1∶4，调酸PH值6.5；温度以每两分钟1℃速度逐步从15℃升高到78℃，其中25℃停留1小时，48℃停留8小时，56℃停留1小时，63℃停留1小时，78℃停留0.5小时；小麦在100℃煮沸液化2小时，外加酶时，耐高温α-淀粉酶用量20单位/克原料；糖化时加入糖化酶用量(100单位/克原料)，中性蛋白酶用量80单位/克原料，戊聚糖酶用量150单位/克原料；糖化时49℃60分钟，55℃20小时，67℃1小时，75℃30分钟；过滤采用常见的硅燥土过滤机等；小麦水解麦精使用煮沸浓缩制成液状；小麦水解麦精的水份应控制在18％以内。

实施例4：

本实施例提供的内外酶制备小麦水解麦精方法采用内外酶并联法，即是在激发内酶活性水解的同时，加入外酶，使内、外酶在一定阶段同时对小麦进行酶解，本实施例的水解方法是：小麦30吨加30℃的水浸泡6小时，并添加石灰，使浸麦水PH7.5，断水期间进行间断喷淋18小时，二次浸泡6小时，两次浸泡和间断期间用空气压机提供氧气，保证小麦有90％的露点率；用凸齿磨等粉碎，尽量让皮破而不碎，充当过滤介质，并添加1.0ppm的赤霉索，调浆时料水比为1∶2.0，调酸PH值6.0；然后外加β-淀粉酶和普鲁兰酶，用量各为20单位/克原料，蛋白酶用量30单位/克原料，戊聚糖酶用量100单位/克原料，中温液化酶(50单位/克原料)，生化降解、糖化降解和液化降解时间为6小时，温度可以以每分钟1℃速度逐步从30℃升高到75℃，其中45℃停留1小时，52℃停留60分钟，64℃停留60分钟，75℃停留30分钟；过滤采用常见的板框过滤机等；小麦水解麦精使用四效真空浓缩制成膏状；小小麦水解麦精的水份应控制在18％以内。

Claims (8)

1、一种小麦水解麦精的制备方法，它包括对小麦原料的筛选、粉碎、调浆、液化、糖化、过滤和成品，其特征是：

粉碎阶段：采用干粉或增湿粉碎以及水磨、砂轮磨或凸齿磨；

调浆阶段：料水比控制在1∶2到1∶10之间；PH值为7.0~5.5之间；蛋白酶10~200单位/克原料、戊聚糖酶30~200单位/克原料；45~55℃保持1~24小时进行蛋白质溶解；55~65℃保持1~24小时，分解细胞壁；65~78℃保持1~12小时，进行预糊化；

液化阶段：中温液化60~90℃、高温煮沸液化90~100℃或液化喷射100~140℃三种方式；在60~90℃加入中温液化酶5~100单位/克原料或加入耐高温α-淀粉酶10~200单位/克原料进行煮沸液化或喷射液化0.5~3小时；

糖化阶段：添加淀粉酶：真菌淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、普鲁兰酶，10~200单位/克原料、蛋白酶10~200单位/克原料、戊聚糖酶10~200单位/克原料；先将料液温度降到45~60℃区间停留1~48小时降解糊精；60~78℃区间各停留1~24小时降低黏度；糖化时1~24小时分解淀粉和非淀粉物质，降低黏度：70~78℃区间停留0.5~3小时灭酶。

2、根据权利要求1所述的一种小麦水解麦精的制备方法，其特征是在粉碎前设有浸麦阶段，所述的浸麦阶段是：浸麦水温为5℃~40℃之间，采取浸断或喷淋方式浸麦，使用吸风机或空气压缩机供给流通空气而提供氧份，浸麦周期为10~100小时。

3、根据权利要求2所述的一种小麦水解麦精的制备方法，其特征是在浸麦阶段添加石灰或氢氧化钠调PH值在7.5-9.0。

4、根据权利要求1或2或3所述的一种小麦水解麦精的制备方法，其特征是在粉碎阶段后设有生化降解阶段：即逐步从5℃升温78℃，其中在5℃~45℃区间停留0.5~24小时，目的是进一步激活内部酶系；在45℃~55℃区间停留0.5~24小时进行蛋白水解；55℃~70℃区间停留1~48小时主要降解糊精；其中55-60℃区间停留1~48小时糖化；60~70℃区间停留1~24小时降解非淀粉多糖物质降低黏度，加入1~50％的麦芽；在60~90℃区间进行中温液化或在90~100℃区间进行煮沸液化或喷射液化100~140℃0.5~3小时。

5、根据权利要求1或2或3所述的一种小麦水解麦精的制备方法，其特征是采用内部酶系生化降解后再外加糖化、液化酶和戊聚糖酶进行串联水解方法。

6、根据权利要求4所述的一种小麦水解麦精的制备方法，其特征是采用内部酶系生化降解后再外加糖化、液化酶和戊聚糖酶进行串联水解方法。

7、根据权利要求1或2或3所述的一种小麦水解麦精的制备方法，其特征是采用内部酶生化降解与外酶糖化、液化同时进行并联水解方法。

8、根据权利要求4所述的一种小麦水解麦精的制备方法，其特征是采用内部酶生化降解与外酶糖化、液化同时进行并联水解方法。