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大豆β-淀粉酶在生產(chǎn)麥芽糖漿上的優(yōu)勢
來源: fbe-china.com作者: Kenny Fu 時間:2019-09-20 14:59:54點擊:2936

隨著食品工業(yè)中甜味劑的升級換代,麥芽糖漿的需求越來越大,沿海地帶及一些發(fā)達地區(qū)的糖果企業(yè)已逐步用麥芽糖漿代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飴糖和葡萄糖。傳統(tǒng)的麥芽糖漿生產(chǎn)工藝是以大米或其他糧食為原料,蒸熟后添加發(fā)芽的大麥作為糖化劑,淋出糖液,經(jīng)熬糖制得麥芽飴糖,但該工藝已逐漸被純酶法取代。

淀粉糖工業(yè)中一般使用大麥-淀粉酶或真菌-淀粉酶與普魯蘭酶聯(lián)用生產(chǎn)麥芽糖漿,有文獻介紹新型淀粉酶小麥-淀粉酶和大豆-淀粉酶亦可用于麥芽糖漿的生產(chǎn)。本文就麥芽糖漿生產(chǎn)中使用的主要酶制劑的作用機理及適用條件作討論,得出大豆-淀粉酶在生產(chǎn)高麥芽糖漿上的優(yōu)勢。

1酶種來源

-淀粉酶廣泛存在于大麥、小麥、玉米、大豆、麩皮、甘薯等高等植物和一些微生物中,主要包括大豆-淀粉酶、大麥-淀粉酶、小麥-淀粉酶;-淀粉酶普遍存在于植物、微生物、動物中,工業(yè)中使用的-淀粉酶主要來源于細菌和曲霉,真菌-淀粉酶便是通過米曲霉(Aspergillusoryzaevar)發(fā)酵生產(chǎn)出來的。

2作用機理

-淀粉酶是一種外切型糖化酶,從糊精的非還原尾端開始水解,只能有序地水解相隔的-1,4葡萄糖苷鍵,而不能水解-1,6葡萄糖苷鍵,并且不能越過此鍵繼續(xù)水解,當遇到此鍵時,水解停止,同時此酶亦不能水解麥芽三糖,所以其最終的水解產(chǎn)物是大量的麥芽二糖和少量的極限糊精,主要應(yīng)用于麥芽糖或超高麥芽糖漿的生產(chǎn)。

真菌-淀粉酶則是一種內(nèi)切型淀粉酶,可以迅速地水解凝膠淀粉、直鏈淀粉和直鏈淀粉水溶液內(nèi)部相隔的-1,4葡萄糖苷鍵,與-淀粉酶一樣,其不能作用于-1,6葡萄糖苷鍵,但能越過此鍵繼續(xù)水解,并且可以水解麥芽三糖,所以其最終的產(chǎn)物是大量的麥芽二糖及少量的葡萄糖。此酶亦可用于麥芽糖漿的生產(chǎn),有時也作為中溫淀粉酶使用于淀粉的液化過程中。

3適用條件

一般而言,酶制劑的適用條件主要與溫度、pH、底物濃度、金屬離子種類等因素有關(guān),而在相同的液化條件下,糖化液的溫度、pH對酶制劑的反應(yīng)效果影響較大。

3.1溫度

以酶制劑相對活性的80%~100%衡量酶制劑的反應(yīng)溫度條件,酶制劑的最佳反應(yīng)溫度見表1。

3.2pH值

酶制劑的最佳反應(yīng)pH見表2。

由表1,表2可知,酶制劑的最佳反應(yīng)溫度是大豆-淀粉酶>小麥-淀粉酶>大麥淀粉酶>真菌-淀粉酶,而最佳反應(yīng)pH是大豆-淀粉酶<真菌-淀粉酶<大麥-淀粉酶=小麥-淀粉酶。在麥芽糖漿的糖化過程中,使用大麥-淀粉酶糖化的條件一般控制在溫度58℃~60℃,pH值5.3~5.6,這便給乳酸桿菌提供了一個豐富的培養(yǎng)基,使乳酸桿菌快速繁殖,繼而整個糖化pH值迅速下降,最終導(dǎo)致成品麥芽糖含量偏低,副產(chǎn)物增多,亦會增加過濾及離子交換工序的負擔。大豆-淀粉酶可在溫度60℃~65℃,pH值4.3~4.8范圍內(nèi)糖化,大大地抑制了雜菌的生長,減少有色物質(zhì)生成,提高了糖化效率且在此范圍內(nèi)亦能很好地協(xié)同普魯蘭酶一起生產(chǎn)麥芽糖漿。

4失活條件

以酶制劑相對活性的20%衡量酶制劑的失活溫度、pH條件,酶制劑的失活條件見表3。

由表3可知,酶制劑的失活由難至易是大豆-淀粉酶>普魯蘭酶=小麥-淀粉酶>真菌-淀粉酶=大麥淀粉酶,即在糖化時,大麥-淀粉酶及真菌-淀粉酶易受溫度影響導(dǎo)致失活,不利于高麥芽糖漿的生產(chǎn)。

5小結(jié)

大豆-淀粉酶可在溫度60℃~65℃,pH值4.3~4.8條件下生產(chǎn)麥芽糖漿,對比其他用于生產(chǎn)麥芽糖漿的-淀粉酶或真菌-淀粉酶擁有更低pH值及更高的糖化溫度等優(yōu)勢,一定程度上解決了糖化過程中雜菌導(dǎo)致pH值降低的難題,同時低pH值條件下糖化可減少有色副產(chǎn)物的產(chǎn)生,從而減少離子交換工序的負擔。而高麥芽糖漿的糖化一般需經(jīng)歷6h~40h,在此過程中糖化pH值及溫度都會有所下降,采用大豆-淀粉酶可避免在糖化過程中返調(diào)pH值及補加酶的現(xiàn)象,從而減少染菌及后續(xù)工序的負擔。

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