上期我們談了液化的控制以及糖化的方式!
這期我們再來談談不同麥芽糖漿的生産工藝。
普通麥芽糖漿的麥芽糖含量不高,使用一種麥芽糖糖化酶就可以生産,一般多使用真菌澱粉酶進行糖化。真菌澱粉酶(EC 3.2.1.1,α-D-葡聚糖水解酶)源自米曲黴,可以迅速水解膠凝澱粉,任意切斷直鍊澱粉和支鍊澱粉的α-1,4-葡糖苷鍵,産生可溶性糊精以及少量的葡萄糖與麥芽糖。
如果用此酶水解反應時間過長,就會産生含較高麥芽糖以及少量葡萄糖的糖漿。該酶也能水解麥芽三糖,産生葡萄糖和麥芽糖。
真菌澱粉酶對澱粉的水解度在40%~50%,因此産生的麥芽糖一般在50%左右。一般工廠在糖化過程中控制糖化DE值達到45%~48%,即可結束糖化反應。也有工廠在DE值達到45%後,添加少量糖化酶,使DE值達到50%以上。
糖化溫度控制在55~58℃,适當提高糖化溫度可以抑制雜菌的污染,但是不要超過60℃,否則會影響真菌澱粉酶的熱穩定性,導緻酶活力下降。糖化pH控制在5.0~5.5之間,選擇耐酸型的高溫澱粉酶,控制液化pH值低一些,可以省略糖化時再調節pH值的麻煩。糖化時間控制在12h以内,太長會增加染菌的危險。終止糖化反應可通過升溫到80℃,并維持10~20min,或降低pH值低于4,使酶失去活力停止繼續反應。高麥芽糖漿
普通麥芽糖漿采用的真菌澱粉酶,由于是内切酶,因此選擇性不是太高,在産生大量麥芽糖的時候,由于其也可以水解麥芽三糖,所以也同時産生一定量的葡萄糖,從而影響到麥芽糖含量的進一進一步提高。因此要生産更高含量的麥芽糖,就要選擇水解方式與真菌澱粉酶有所不同的酶,以降低葡萄糖的含量,通常選擇從植物來源的選擇性高的外切β-澱粉酶。
β-澱粉酶(1,4-α-D-葡萄糖麥芽水解酶,EC3.2.1.2)是由大豆、大麥麥芽、麸皮及其他來源中提取的,以大麥β-澱粉酶最好。β-澱粉酶是一種外切酶,它能夠從液化澱粉的非還原性末端依次切斷α-1,4-葡糖苷鍵,産生一個雙糖(麥芽糖),但遇到澱粉的支點(α-1,6-葡糖苷鍵)水解即停止,所以會殘留較多的β-極限糊精,葡萄糖少于1%。
生産高麥芽糖漿單獨使用β-澱粉酶,麥芽糖的含量不會超過60%,必須配合普魯蘭酶的作用來打開支點,使β-澱粉酶繼續作用。普魯蘭酶(E C 3.2.1.41)是一種脫支酶,催化支鍊澱粉和糊精中的α-1,6-D-葡糖苷鍵産生包含α-1,4-鍵的線性低聚糖。普魯蘭酶通常與糖化酶及β-澱粉酶共同使用來生産高葡萄糖漿和高麥芽糖漿。
β-澱粉酶和普魯蘭酶的最适溫度非常匹配,都可以在60℃下進行糖化,如果要抑制雜菌污染,糖化溫度可以提高到62℃。在糖化pH上,普魯蘭酶更耐酸一些,最适pH比β-澱粉酶低一些,所以,使用這兩種酶糖化時,pH值控制在5.0~5.2比較合适。
超高麥芽糖漿(>75%麥芽糖)
據預測,世界上對超高麥芽糖漿(>80%麥芽糖)的需求将會大大增加。含麥芽糖60%及葡萄糖少于1%的高麥芽糖漿,可隻用大麥β-澱粉酶(OPTIMALT BBA)來制得。β-澱粉酶既不能水解,也不能超越支鍊澱粉的α-1,6-D-葡糖鍵。如果添加脫支酶,如普魯蘭酶(E C 3.2.1.41)和異澱粉酶(E C 3.2.1.68),就有可能生産含70%~90%的麥芽糖漿。添加麥芽三糖酶的話,最高可以達到98%的麥芽糖漿。
由酶法得到麥芽糖漿的麥芽糖量還取決于反應條件,如幹物量、液化DE值及酶添加量等。進一步可純化到95%以上,通常使用的純化方法有碳色譜、溶劑沉澱、膜分離及模拟移動床。
采用酶法生産超高麥芽糖漿時,對澱粉液化程度的控制非常關鍵,它直接影響到最終麥芽糖含量的高低。β-澱粉酶是一種外切酶,它能依次從直鍊澱粉的非還原性末端切下雙糖(麥芽糖)。理論上,如果直鍊澱粉是由偶數個葡萄糖單元組成,則切下的都是雙糖,不産生單糖(葡萄糖)。同樣,如果直鍊澱粉是由奇數個葡萄糖單元組成,則将産生一個單糖。
可以想象,如果澱粉鍊的長度越長,則切下的單糖的概率就越少,反之,切下單糖的可能性就越大。
因此,控制澱粉的液化程度,就是要使澱粉鍊的長度控制在盡可能低的合理範圍,使糖化最終産物中的葡萄糖含量盡可能地降低,也就能夠産生更多的麥芽糖。
在實際生産中,選擇性能優良的高壓噴射器,适當提高噴射溫度,控制好酶的添加量和整個液化過程的時間,将DE值最好控制在3%~5%之間,這些都是生産控制的關鍵。
由于液化的DE值偏低會使澱粉黏度增加,當冷卻到一定溫度後,澱粉會因為凝沉作用而産生老化現象,造成糊化澱粉非還原性再結晶,影響β-澱粉酶的水解效果。因此,澱粉乳的濃度可适當降低。液化後的滅酶也同樣重要,否則,殘餘的澱粉酶會在糖化時增加葡萄糖的含量,從而降低麥芽糖的含量。
綜上所述,這裡給出不同類型的麥芽糖漿的生産方法。
普通麥芽糖漿推薦真菌澱粉酶或者β-澱粉酶;高麥芽糖漿推薦β-澱粉酶和普魯蘭酶;超高麥芽糖推薦β-澱粉酶、普魯蘭酶和中溫澱粉酶。
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