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β淀粉酶
β淀粉酶

对于生产麦芽糖浆,大豆β-淀粉酶有什么优势

2021-08-13 14:07:28

随着食品工业甜味剂的升级,对麦芽糖浆的需求越来越大,沿海地区和一些发达地区的糖果企业逐渐用麦芽糖浆取代传统的麦芽糖和葡萄糖。常规麦芽糖浆的生产方法是将稻谷等粮食作物蒸煮后加入发芽的大麦作为糖化剂,淋出糖液,用熬糖的方法制取麦芽糖,但该工艺已逐渐被纯化。

淀粉糖工业中一般使用大麦-淀粉酶或真菌-淀粉酶与普鲁兰酶联用生产麦芽糖浆,有文献介绍新型淀粉酶小麦-淀粉酶和大豆-淀粉酶亦可用于麦芽糖浆的生产。本文就麦芽糖浆生产中使用的主要酶制剂的作用机理及适用条件作讨论,得出大豆-淀粉酶在生产高麦芽糖浆上的优势。

1、酶种来源

-淀粉酶广泛存在于大麦、小麦、玉米、大豆、麸皮、甘薯等高等植物和一些微生物中,主要包括大豆-淀粉酶、大麦-淀粉酶、小麦-淀粉酶;-淀粉酶普遍存在于植物、微生物、动物中,工业中使用的-淀粉酶主要来源于细菌和曲霉,真菌-淀粉酶便是通过米曲霉(Aspergillusoryzaevar)发酵生产出来的。


2、作用机理

-淀粉酶是一种外切型糖化酶,从糊精的非还原尾端开始水解,只能有序地水解相隔的-1,4葡萄糖苷键,而不能水解-1,6葡萄糖苷键,并且不能越过此键继续水解,当遇到此键时,水解停止,同时此酶亦不能水解麦芽三糖,所以其水解产物是大量的麦芽二糖和少量的极限糊精,主要应用于麦芽糖或超高麦芽糖浆的生产。

真菌-淀粉酶则是一种内切型淀粉酶,可以迅速地水解凝胶淀粉、直链淀粉和直链淀粉水溶液内部相隔的-1,4葡萄糖苷键,与-淀粉酶一样,其不能作用于-1,6葡萄糖苷键,但能越过此键继续水解,并且可以水解麦芽三糖,所以其产物是大量的麦芽二糖及少量的葡萄糖。此酶亦可用于麦芽糖浆的生产,有时也作为中温淀粉酶使用于淀粉的液化过程中。


3、适用条件

一般而言,酶制剂的适用条件主要与温度、pH、底物浓度、金属离子种类等因素有关,而在相同的液化条件下,糖化液的温度、pH对酶制剂的反应效果影响较大。


3.1温度

以酶制剂相对活性的80%~100%衡量酶制剂的反应温度条件,酶制剂的较佳反应温度见表1。


酶种类

温度范围°C

温度

大豆B-淀粉酶

50 〜72

63

大麦P-淀粉酶

45 〜60

57

小麦淀粉酶

60-63

61

真菌a-淀粉酶

45 〜58

53

普鲁兰酶

53~65

60


3.2pH值

酶制剂的较佳反应pH见表2。


酶种类

pH范围

pH

大豆。-淀粉酶

3.5~6.2

4.5

大麦B-淀粉酶

5.2~6.2

5.5

小麦3-淀粉酶

5.0-6.5

5.5

真菌a-淀粉酶

4.0 〜6.2

5.0

普鲁兰酶

4.0~5.8

5.0


由表1,表2可知,酶制剂的较佳反应温度是大豆-淀粉酶>小麦-淀粉酶>大麦淀粉酶>真菌-淀粉酶,而较佳反应pH是大豆-淀粉酶<真菌-淀粉酶<大麦-淀粉酶=小麦-淀粉酶。在麦芽糖浆的糖化过程中,使用大麦-淀粉酶糖化的条件一般控制在温度58℃~60℃,pH值5.3~5.6,这便给乳酸杆菌提供了一个丰富的培养基,使乳酸杆菌快速繁殖,继而整个糖化pH值迅速下降,导致成品麦芽糖含量偏低,副产物增多,亦会增加过滤及离子交换工序的负担。大豆-淀粉酶可在温度60℃~65℃,pH值4.3~4.8范围内糖化,大大地抑制了杂菌的生长,减少有色物质生成,提高了糖化效率且在此范围内亦能很好地协同普鲁兰酶一起生产麦芽糖浆。


4、失活条件

以酶制剂相对活性的20%衡量酶制剂的失活温度、pH条件,酶制剂的失活条件见表3。


酶种类

失活温度

°C

失活pH

大豆淀粉酶

382

大麦8-淀粉酶

N66

W3.5

小麦P-淀粉酶

N68

W3.5

真菌a-淀粉酶

368

W3.0

普鲁兰酶

368

W3.5


由表3可知,酶制剂的失活由难至易是大豆-淀粉酶>普鲁兰酶=小麦-淀粉酶>真菌-淀粉酶=大麦淀粉酶,即在糖化时,大麦-淀粉酶及真菌-淀粉酶易受温度影响导致失活,不利于高麦芽糖浆的生产。


5、小结

大豆-淀粉酶可在温度60℃~65℃,pH值4.3~4.8条件下生产麦芽糖浆,对比其他用于生产麦芽糖浆的-淀粉酶或真菌-淀粉酶拥有更低pH值及更高的糖化温度等优势,一定程度上解决了糖化过程中杂菌导致pH值降低的难题,同时低pH值条件下糖化可减少有色副产物的产生,从而减少离子交换工序的负担。而高麦芽糖浆的糖化一般需经历6h~40h,在此过程中糖化pH值及温度都会有所下降,采用大豆-淀粉酶可避免在糖化过程中返调pH值及补加酶的现象,从而减少染菌及后续工序的负担。

通过以上讲解对于生产麦芽糖浆,大豆β-淀粉酶的优势你都了解了吧,更多相关资讯敬请关注!

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