CN1936024A - 蔗糖工业用复合酶制剂 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种蔗糖工业用复合酶制剂，其特征是：含量为重量份的配方如下，淀粉酶14－18份、果胶酶10－14份、葡聚糖酶8－12份、还原糖氧化酶8－12份、蛋白酶10－12份、纤维素酶16－20份。本发明蔗糖工业用复合酶制剂可有效改善糖液品质、降低物料粘度、提高沉降过滤效果，加速糖膏母液糖分的吸收，具有提高白砂糖质量和提高产糖率的双重效果。
Description
技术领域
本发明涉及蔗糖工业用复合酶制剂。
背景技术
传统制糖生产工艺分碳酸法和亚硫酸法两种，与碳酸法相比，由于亚硫酸法流程短、投资少、污染较小，我国绝大部分糖厂采用的是亚硫酸法工艺。但亚硫酸法工艺制糖存在着澄清效率低、产品质量不稳定和糖份回收不理想等问题。如亚硫酸法只能产一级白砂糖，若生产不稳定或甘蔗原料不新鲜，则亚法产一级白砂糖都很困难。因此亚硫酸法工艺生产的白砂糖在食品工业应用和产品出口等方面都受到了很大的限制。为寻求亚硫酸法工艺的改进，提高白砂糖质量，我国糖业界数十年来做了很大的努力，进行了很多的尝试如采用糖浆上浮法、石灰回溶碳酸法，研制试用有关的澄清剂、表面活性剂、消泡剂等，都因存在这样或那样的问题而未能根本解决问题。尤其是亚硫酸法工艺白糖，要达到优级糖质量水平存在色值、浊度和残硫量三大难以逾越的障碍。因此极大的限制了我国白砂糖在食品、医药工业中的应用。
国外发达国家生产耕地白糖的甘蔗糖厂和甜菜糖厂生产多采用碳酸法工艺，一些应用了生物酶的糖厂其使用酶的种类和使用方法对于我国以亚硫酸法工艺为主流的糖业界参考价值不大。如其加入生物酶作用的主要目的是降低糖汁粘度，以利于糖分吸收和降低蒸汽消耗，从这个目的为出发点来研究复合酶配方和特性，因此国外同类产品酶系比较单一，且加入位置在第二效蒸发罐出汁口，酶的加入对提高澄清效率并未起到作用。
国外所用复合酶主要含淀粉酶和葡聚糖酶两种，使用条件为中性PH值，温度90-110℃。由于碳酸法工艺清汁以前PH值都在8.5左右的碱性环境内，故其加入位置选择在第二效和第三效蒸发罐之间，所起的作用为降低糖浆和后工序物料的粘度，改善了糖浆、糖膏品质，酶解作用后非糖分仍存留在物料中，国外配方显然不适合国内以亚硫酸法工艺为主的制糖工业。
针对国内制糖工业特点，本产品参照国外同类产品，增加了果胶酶、还原糖氧化酶、纤维素酶等成分，使得对制糖生产中无论是蔗汁带进的还是生产过程中新产生的高分子有机非糖分都能发生作用。且根据亚法工艺，中和器出来的中和汁PH值基本稳定在6.5-7.5中性范围内，在进入蒸发罐前有4～6个小时的作用时间，有条件将生物酶提前到中和汁箱位置加入，这样经酶促反应后，糖汁通过沉降过滤系统，非糖分可得到有效去除，对提高澄清效率有显著作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种可有效改善糖液品质，提高产品质量和糖分收回的蔗糖工业用复合酶制剂。
本发明具体配方如下，含量为重量份：
淀粉酶14-18、果胶酶10-14、葡聚糖酶8-12、还原糖氧化酶8-12、蛋白酶10-12、纤维素酶16-20。
本发明制备方法为：将购进的原料酶分别经前处理、微滤膜过滤，再按比例进入自动混合机复配，然后通过精滤膜过滤、定量灌装，成为产品。
根据本发明配方，主要含水解酶和氧化还原酶两大类，加入糖汁后发生以下两类酶促反应：
①生物水解，水解酶催化大分子物质分解成小分子物质，反应通式为：
R-R′+HOH→R-OH+R′H
式中R和R′之间的键代表酯键、糖苷键、肽键等，水解酶催化反应大多数是不可逆的。如果胶在果胶酶的作用下发生以下反应：
果胶+nH2O →果胶酸+n.MeOH
②氧化还原反应，氧化还原酶催化底物氧化和还原反应时需电子的供
体和受体，而不是基团的加成和去除，反应通式为：AH2+BA+BH2
式中AH2为供氢体(或称为供体)，B为受氢体。如葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下被氧化成葡糖酸内酯：
β-D-葡萄糖+O2→D-葡糖酸-δ-内酯+H2O2
本发明助剂作用条件为：
反应温度：90～105℃；PH值：6.5～7.5
作用时间：＞5min(分钟)
本发明实验室应用小试情况如下：室内实验模拟生产流程在化验室进行，混合汁取自压榨车间，试验方法
1)硫熏用亚硫酸试剂替代；
2)蒸发用烧杯直接加热进行；
3)测定项目包括混合汁RS/S、清汁RS/S、清汁色值、清汁清度、清汁粘度、糖浆色值和糖浆粘度七项；
4)助剂加入位置在硫熏中和后。
实验连续进行三天，每天同时做加本发明蔗糖工业用复合酶制剂和不加助剂的对比试验各一次(实验结果详见表1)，实验结果表明：加入TKSE蔗糖生物助剂，清汁和糖浆品质都得到了较大程度的改善，并且沉降时间明显缩短，泥层减薄。分析清汁还原糖含量对混合汁还原糖含量的变化，加药的RS/S平均下降了9.7％，未加药的RS/S平均下降了5％，这种9.7％还原糖含量的减少不是常规意义上的减少，是靠酶作用将还原糖氧化成了对制糖无害的物质，因此是有益的减少，是正效应；而未加药的5％还原糖含量的减少则是有害的减少，还原糖分解成了胶体、色素等对制糖工艺有害的物质，是负效应。
表1 室内实验结果表
| 项目 | 加本发明产品 | 不加本发明产品 | 效果±％ |
| 混合汁RS/S(％)清汁RS/S(％)清汁色值(st°)清汁清度(ml)清汁粘度(厘泊)糖浆色值(st°)糖浆粘度(厘泊) | 3.002.7182.O1291.6093.916.85 | 3.002.85106.11152.40137.824.07 | 清混比较加药+9.7％，不加药-5％-22.7+12.2-33.3-31.9-30.0 |
注：效果栏中“+”号为上升，“-”号为下降。
为验证本发明产品蔗糖生物助剂的实际使用效果，研制小组于05/06榨季选择广西某日处理甘蔗3500吨的亚硫酸法糖厂进行了大生产应用试验及效果查定。
自投加本发明蔗糖工业用复合酶制剂后，可观察到的变化是白砂糖质量稳步提高，其中白砂糖色值由原来的150IU左右降低并稳定在120IU左右，糖浆泡沫明显减少，泡沫层变薄变细腻。由沉淀池清汁筛面可看到澄清汁泡沫明显减少，而滤清汁泡沫增多，这说明通过TKSE作用，沉淀池内非糖分的分配已发生了明显变化，即进入泥汁的比例增多而停留在澄清汁内的比例减少了。据岗位职工反映，各段糖膏粘度下降，母液中糖分吸收更快，尤其是乙糖膏显得比过去好煮。甲膏分蜜对比的三天中有8个编号的甲膏采取了混筛措施，而试验的三天，只有1个编号的甲膏进行了混筛，而且还不是色值原因。从统计数据看，甲膏结晶率有明显提高。
停用本发明产品，可观察到成品糖色值又恢复到了试验前的150IU左右。
为进一步验证助剂效能，研制小组再次投料，重复试验。结果白砂糖色值又大幅下降，其后稳定在100IU左右。
实验方法
生产试验TKSE蔗糖生物助剂加入位置选择在中和汁箱，通过中和汁泵搅动作用，有利于助剂与中和汁充分混合。加入方式为定量流加，按每吨甘蔗加8mlTKSE计算，每班9000毫升，四倍稀释后通过阀门控制由塑料管流加入中和汁箱。为稳定均匀流量，重复试验选择了30倍稀释，得到了令人满意的效果。
试验结果及分析
1)白砂糖质量
从12月31日早班第一个编号(377号)到元月2日晚班最后一个筛糖编号(421号)我们共跟踪了45罐甲糖，对比12月26日～28日三天共41个编号(322～362号)，白砂糖质量明显提高，其中试筛色值下降18.88％，成品糖色值下降16.78％(见表2)。
表2 生产试验白砂糖质量对比表
| 内容 | 样本数(罐) | 试筛糖 | 成品糖 | ||
| 色值IU | 浊度 | 色值IU | 浊度 | ||
| 加TKSE未加TKSE对比绝对值对比相对值 | 4541 | 119.9147.8-27.9-18.88％ | 2.092.18-0.09-4.1％ | 127.5153.2-25.7-16.78％ | 2.212.260.05-2.2％ |
停加本发明产品蔗糖生物助剂后三天产糖43罐，平均白砂糖色值上升到142IU，再次投加TKSE后我们共跟踪了26个编号的白砂糖，平均成品白砂糖色值再降到了111.4IU，试筛白砂糖色值降到106 IU(重复试验结果见表3)。
可见，对采用亚硫酸法工艺的糖厂来说，加入TKSE蔗糖生物助剂可以稳定白砂糖质量，提高一级品率；而对于有一定管理水平的亚硫酸法糖厂，加入TKSE蔗糖生物助剂可将产品质量提高到高等级糖甚至达到优级白砂糖质量水平，从而提高企业的经济效益。
表3 重复试验白砂糖质量对比表
| 内容 | 样本数(罐) | 试筛糖 | 成品糖 | ||
| 色值IU | 浊度 | 色值IU | 浊度 | ||
| 停加TKSE三天再加TKSE对比绝对值对比相对值 | 4326 | 139106-33-23.74％ | 2.251.73-0.52-23.11％ | 142111.4-30.6-21.55％ | 2.351.960.39-16.60％ |
2)糖分收回
由于缺糖膏抽蜜装置，甲膏结晶率查定采用甲原蜜纯度数据，经计算，试验三天与对比三天比较，甲膏结晶率提高了1.38个百分点(见表2)，相当于等折白砂糖产率增加0.21个百分点，即万吨甘蔗多产糖21吨。按每吨白砂糖4000元计算，可增收8.4万元，扣除万吨甘蔗使用TKSE成本约8000元，万吨甘蔗实际增收7.6万元(糖分收回计算见表4)。若加上产品质量水平提高所带来的效益，企业增收更加可观。
表4 甲膏结晶率对照表
| 内容 | 经过时间 甲膏AP 甲原蜜AP 甲膏结晶率％ |
| 加本发明产品未加本发明产品对比 | 12.31 ～ 91.81 74.23 68.2201.0212.26 ～ 91.58 74.61 66.8412.28+1.38 |
综上所述，本发明蔗糖生物助剂作用机理是：糖汁中加入本发明蔗糖生物助剂，由于制剂中相关酶的作用，将原料中带来的果胶、花色素、蛋白质、淀粉、葡聚糖、纤维及半纤维素，以及生产过程中新产生的焦糖色素、米拉德反应产物，还原糖碱性分解产物等有害大分子及胶体物质进行生物水解、氧化还原或生物复合，使大分子变成小分子，有害物变成无害物，胶体溶液变成真溶物。部分非糖杂质经过沉淀、过滤被除去，部分非糖杂质由于分子形态发生了改变而减少了在蔗糖结晶过程中的不良影响最终进入废蜜。因此本发明蔗糖工业用复合酶制剂可有效改善糖液品质、降低物料粘度、提高沉降过滤效果，加速糖膏母液糖分的吸收，具有提高白砂糖质量和提高产糖率的双重效果。将本发明蔗糖生物助剂按吨蔗8～10毫升的用量加入中和汁，白砂糖色值可下降20～30％，浊度下降10～20％；甲膏结晶率可增加1～2个百分点，产糖率增加0.2％；节省蒸汽消耗2.2％。且加入操作方便，不影响正常的制糖工艺和生产安全，属清洁生产技术。
具体实施例
实施例1：本发明具体配方如下，含量为重量份：淀粉酶16、果胶酶10、葡聚糖酶12、葡萄糖氧化酶10、蛋白酶10、纤维素酶18、纯净水24。制备方法为：将购进的原料酶分别经前处理、微滤膜过滤，再按比例进入自动混合机复配，然后通过精滤膜过滤、定量灌装，成为产品。
实施例2：本发明具体配方如下，含量为重量份：淀粉酶18、果胶酶12、葡聚糖酶8、还原糖氧化酶12、蛋白酶11、纤维素酶16、纯净水23。制备方法与例1相同。
实施例3：本发明具体配方如下，含量为重量份：α-高温淀粉酶14、果胶酶14、葡聚糖酶10、还原糖氧化酶8、蛋白酶12、纤维素酶20、纯净水22。制备方法与例1相同。
Claims (2)
1、一种蔗糖工业用复合酶制剂，其特征是：其含量的重量份的配方如下，淀粉酶14-18份、果胶酶10-14份、葡聚糖酶8-12份、还原糖氧化酶8-12份、蛋白酶10-12份、纤维素酶16-20份。
2、如权利要求1所述的蔗糖工业用复合酶制剂，其特征是：其含量的重量份的配方如下，淀粉酶18份、果胶酶12份、葡聚糖酶8份、还原糖氧化酶12份、蛋白酶11份、纤维素酶16份、纯净水23份。
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