專利名稱：一種高純度低聚異麥芽糖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高純度低聚異麥芽糖的制備方法，更具體地涉及生產(chǎn)低聚異麥芽糖的玉米粉的制備方法和以玉米粉為原料直接生產(chǎn)高純度低聚異麥芽糖的方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高以及對(duì)自身健康的關(guān)注，益康食品及保健食品市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。低聚異麥芽糖被稱為益生元，因其對(duì)腸道內(nèi)的有益菌具有增殖功能，具有改善人體消化系統(tǒng)的功效，已被廣泛添加于食品、保健品中，市場(chǎng)需求巨大。目前低聚異麥芽糖的生產(chǎn)原料主要是玉米淀粉或玉米漿，傳統(tǒng)的濕法玉米淀粉加工工藝，存在能耗高、污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，玉米的綜合利用率不高。干法玉米粉加工工藝，作為我國(guó)玉米資源綜合利用的另一條途徑，在我國(guó)的發(fā)展?jié)摿薮?，它可以?shí)現(xiàn)玉米的全組分 利用。利用玉米粉直接生產(chǎn)低聚異麥芽糖可縮短低聚異麥芽糖的生產(chǎn)鏈，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本。此外，低聚異麥芽糖的傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程采用絮凝劑、活性炭絮凝脫色將大分子不溶性蛋白質(zhì)除掉，造成成品中可溶性蛋白質(zhì)含量低，降低低聚異麥芽糖的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在糖化結(jié)束后用中性蛋白酶酶解可以將部分大分子的不溶性蛋白質(zhì)水解為小分子的可溶性蛋白質(zhì)和小分子多肽，使得最終低聚異麥芽糖成品中可溶性蛋白質(zhì)含量高，增加低聚異麥芽糖的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。通過(guò)酶法水解獲得的低聚異麥芽糖有效糖分含量只有35%左右，其中含有大量的葡萄糖，限制了像糖尿病人等特殊人群的食用。目前多數(shù)廠家采用發(fā)酵法將低聚異麥芽糖內(nèi)的葡萄糖去除，可將有效組分從35%提高到45%以上，其中葡萄糖含量控制在1%以內(nèi)，這樣的產(chǎn)品雖然可以滿足各類人群的消費(fèi)需求，但由于發(fā)酵法生產(chǎn)的低聚異麥芽糖酒精回收率低，收益不高，且因發(fā)酵副產(chǎn)物的產(chǎn)生降低了產(chǎn)品的品質(zhì)，限制了其在風(fēng)味食品中的應(yīng)用。采用模擬移動(dòng)床色譜技術(shù)既可以獲得高純度的低聚異麥芽糖，又可以將分離出的葡萄糖藕聯(lián)生產(chǎn)高果糖漿，既降低了生產(chǎn)成本，又提高了產(chǎn)品品質(zhì)。目前以稻米、提取谷朊粉后的小麥淀粉為原料生產(chǎn)低聚異麥芽糖的工藝國(guó)內(nèi)已有報(bào)道，但以干法生產(chǎn)的玉米粉為原料直接生產(chǎn)低聚異麥芽糖的工藝尚未見(jiàn)研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種以玉米粉為原料生產(chǎn)高含氮量的高純度低聚異麥芽糖的方法，以減少現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和降低生產(chǎn)成本。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是一種高純度低聚異麥芽糖的制備方法方法，包括制粉、制糖、精制三大步驟；具體步驟如下
制粉包括玉米粒剝皮、脫胚、磨粉等步驟。其特征在于在剝皮步驟中要進(jìn)行加水潤(rùn)濕，加水量根據(jù)玉米的含水量進(jìn)行，使總含水量控制在16 18%，溫度30 40°C，時(shí)間5 10分鐘，進(jìn)行多次剝皮。脫胚步驟中再次著水調(diào)制使胚芽韌性提高，減少脂肪進(jìn)入淀粉的可能，使總含水量控制在18 20%，時(shí)間控制在I I. 5小時(shí)，使胚芽完整分離，在磨粉步驟中玉米粉被粉碎到80 100目，脂肪含量彡0. 2%。制糖包括調(diào)漿、液化、糖化、轉(zhuǎn)苷、蛋白酶酶解、脫色過(guò)濾、離交，濃縮等步驟。其特征在于在調(diào)漿、液化步驟中使用80 100目，脂肪含量< 0. 2%的玉米粉，加相當(dāng)于玉米粉重量3 5倍的水，加入a -淀粉酶，用量相當(dāng)于玉米粉重量的0. 03 0. 05%,調(diào)整pH到
5.5 6. 0, 85 95°C保溫30 40min。在糖化、轉(zhuǎn)苷步驟中液化液降溫至55 65°C，力口入相當(dāng)于玉米粉重量0. 04 0. 06%的真菌酶，保溫30 40h，再加入0. 3 0. 5%的轉(zhuǎn)苷酶，50 60°C維持15 25h，調(diào)整pH至7. 0左右，加入中性蛋白酶38 42°C酶解2 4h。在過(guò)濾脫色步驟調(diào)整PH4. 5 5. 5，加入絮凝劑，75 85°C靜止保溫30 40min，加入I 3%的活性炭，攪拌30 40min，過(guò)濾料液。在離交步驟使用連續(xù)離子交換系統(tǒng)精制料液，使料液清澈透明，無(wú)異味，透光率> 95%。離交后的料液被濃縮至50 60%。
精制步驟其特征在于采用連續(xù)模擬移動(dòng)床色譜分離技術(shù)制備高純度低聚異麥芽糖，濃縮至50 60%的料液進(jìn)入六柱色譜分離系統(tǒng),水耗比1:1. 5 I :2，系統(tǒng)運(yùn)行壓力
0.2 0. 3MP，系統(tǒng)分離溫度60 70°C，每小時(shí)進(jìn)料I. I I. 4m3,得三糖含量45%以上，總有效成分92%以上的低聚異麥芽糖和葡萄糖含量75%以上的葡萄糖漿，三糖收率達(dá)85%以上，總糖收率90%以上。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用分層剝皮技術(shù)代替原來(lái)的濕法生產(chǎn)中玉米的浸泡工序，去除了含硫物質(zhì)，減輕了下游工序的處理負(fù)擔(dān)，大大減輕了污染，同時(shí)，減少了大量水資源的利用，使玉米深加工的清理工藝發(fā)生革命性變革。脫胚后的玉米粉脂肪含量小于
0.2%，極大地提升了糖化原料的質(zhì)量，保證了終產(chǎn)品的品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的突破，解決了困擾干法淀粉技術(shù)在淀粉糖行業(yè)及發(fā)酵行業(yè)應(yīng)用推廣的技術(shù)瓶頸；
2、本發(fā)明在低聚異麥芽糖的生產(chǎn)過(guò)程中采用中性蛋白酶酶解可使糖液中的大分子蛋白質(zhì)分解為小分子可溶性的蛋白質(zhì)和多肽，在不影響低聚異麥芽糖的產(chǎn)品的質(zhì)量下提高低聚異麥芽糖的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，擴(kuò)大低聚異麥芽糖的使用范圍，使添加低聚異麥芽糖的終端產(chǎn)品更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；
3、本發(fā)明在低聚異麥芽糖的生產(chǎn)過(guò)程中采用連續(xù)模擬移動(dòng)床色譜分離技術(shù)分離出低聚異麥芽糖中的葡萄糖，即提高了低聚異麥芽糖的產(chǎn)品純度，同時(shí)又能回收葡萄糖，藕聯(lián)生產(chǎn)高果糖漿。相比采用發(fā)酵法將低聚異麥芽糖內(nèi)的葡萄糖去除，同時(shí)回收發(fā)酵產(chǎn)生的酒精的生產(chǎn)工藝，所得產(chǎn)品品質(zhì)高，不會(huì)限制其在風(fēng)味食品中的應(yīng)用；
4、采用本發(fā)明的方法，將現(xiàn)有低聚異麥芽糖生產(chǎn)技術(shù)中的由玉米制備淀粉，再由淀粉制備低聚異麥芽糖，經(jīng)酵母發(fā)酵制備高純度低聚異麥芽糖的生產(chǎn)環(huán)節(jié)大大簡(jiǎn)化，既提高了生產(chǎn)效率，提高了原材料的利用率，又降低了能耗、生產(chǎn)成本和減輕了環(huán)境負(fù)擔(dān)；
本發(fā)明每制的I噸低聚異麥芽糖可同時(shí)制的0. 9噸77%的葡萄糖漿，該葡萄糖漿可用于生產(chǎn)果葡糖漿或用于發(fā)酵工業(yè)，同時(shí)制備低聚異麥芽糖的原料淀粉采用干法制備工藝噸產(chǎn)品可降低生產(chǎn)成本400元，總體本工藝可降低噸生產(chǎn)成600元，成本對(duì)比分析見(jiàn)表2。


圖I是傳統(tǒng)高純度低聚異麥芽糖生產(chǎn)工藝路流程 圖2是玉米粉生產(chǎn)高純度低聚異麥芽糖工藝路線工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式為了更好的闡述本發(fā)明所提出的高純度低聚異麥芽糖的制備方法，下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I :
I.I、制粉
玉米粒經(jīng)清雜、去石凈化后，進(jìn)行著水調(diào)制，使玉米?？偹诌_(dá)到16%，水溫40°C，時(shí)間5min，然后輸送到剝皮設(shè)備內(nèi)進(jìn)行皮層的分離，采用“漸壓旋剝”，使玉米皮層完整地從籽粒上脫離并被迅速吸出剝皮室外，未剝皮玉米繼續(xù)重復(fù)剝皮。篩出的皮進(jìn)行刷粉處理，回收皮帶出的粉。剝掉皮的玉米再次著水調(diào)制，使玉米總水分達(dá)到19%，時(shí)間I. 5h，然后進(jìn)行破胚處 理，破胚后進(jìn)行篩分，分離出的胚芽進(jìn)行刷粉處理，回收胚芽帶出的粉，破胚后的碎粒玉米經(jīng)過(guò)篩選進(jìn)入磨粉機(jī)粉碎成80 100目的玉米粉，玉米粉脂肪含0. 19%，
1.2、制糖
將玉米粉投入配料罐，加相當(dāng)于玉米粉重量的3倍的水，調(diào)整pH到5. 5，加入相當(dāng)于玉米粉重量的0. 03%的a -淀粉酶，85°C保溫40min后降溫至65°C，加入相當(dāng)于玉米粉重量的0. 04%的真菌酶，保溫40h再加入0. 3%的轉(zhuǎn)苷酶維持25h，調(diào)整pH至7. 02，加入0. 02%的中性蛋白酶38°C酶解4h，檢測(cè)組分合格，90°C滅酶。調(diào)整pH到4. 5加入絮凝，75°C保溫40min,加入1%的活性炭攪拌40min，過(guò)濾料液，連續(xù)離子交換系統(tǒng)精制料液，料液透光率95%，濃縮，得到三糖35. 03%、濃度50%的低聚異麥芽糖漿。I.3、精制
將上步得到的低聚異麥芽糖漿進(jìn)入色譜分離系統(tǒng)，水耗比1:1. 5，系統(tǒng)運(yùn)行壓力0. 2MP，系統(tǒng)溫度60°C，每小時(shí)進(jìn)料I. Im3,經(jīng)色譜分離出的葡萄糖含量77. 89%，得到的低聚異麥芽糖成品用高效液相進(jìn)行檢測(cè)異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖總含量為45. 28%, MO含量為92. 23%，葡萄糖含量0. 84%，經(jīng)凱氏定氮法檢測(cè)樣品中蛋白質(zhì)含量為0. 86%，料液通光率為 95. 3%o實(shí)施案例2:
2.I、制粉
玉米粒經(jīng)清雜、去石凈化后，進(jìn)行著水調(diào)制，使玉米?？偹诌_(dá)到18%，水溫30°C，時(shí)間lOmin，然后輸送到剝皮設(shè)備內(nèi)進(jìn)行皮層的分離，采用“漸壓旋剝”，使玉米皮層完整地從籽粒上脫離并被迅速吸出剝皮室外，未剝皮玉米繼續(xù)重復(fù)剝皮。篩出的皮進(jìn)行刷粉處理，回收皮帶出的粉。剝掉皮的玉米再次著水調(diào)制，使玉米總水分達(dá)到20%，時(shí)間lh，然后進(jìn)行破胚處理，破胚后進(jìn)行篩分，分離出的胚芽進(jìn)行刷粉處理，回收胚芽帶出的粉。破胚后的碎粒玉米經(jīng)過(guò)篩選進(jìn)入磨粉機(jī)粉碎成80 100目的玉米粉，玉米粉脂肪含0. 17%。2. 2、制糖
將玉米粉投入配料罐，加相當(dāng)于玉米粉重量的5倍的水，調(diào)整pH到6. O，加入相當(dāng)于玉米粉重量的0. 05%的a -淀粉酶，95°C保溫30min后降溫至55°C，加入相當(dāng)于玉米粉重量的0. 06%的真菌酶，保溫30h再加入0. 5%的轉(zhuǎn)苷酶維持15h，調(diào)整pH至7. 05，加入0. 04%的中性蛋白酶42°C酶解2h，檢測(cè)組分合格，90°C滅酶。調(diào)整pH到5. 5加入絮凝，85°C保溫30min,加入3%的活性炭攪拌30min，過(guò)濾料液，連續(xù)離子交換系統(tǒng)精制料液，料液透光率96%，濃縮，得到三糖35. 09%、濃度60%的低聚異麥芽糖漿。2.3、精制
將上步得到的低聚異麥芽糖漿進(jìn)入色譜分離系統(tǒng)，水耗比1:2.0，系統(tǒng)運(yùn)行壓力0. 3MP，系統(tǒng)溫度70°C，每小時(shí)進(jìn)料I. 4m3,經(jīng)色譜分離出的葡萄糖含量77. 67%，得到的低聚異麥芽糖用高效液相進(jìn)行檢測(cè)異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖總含量為45. 19%, IMO含量為92. 37%葡萄糖含量0. 81%，經(jīng)凱氏定氮法檢測(cè)樣品中蛋白質(zhì)含量為0. 85%。料液通光率為95. 7%。對(duì)照例
以玉米淀粉為原料，采用酵母發(fā)酵制備高純度低聚異麥芽糖的步驟如下
將玉米淀粉投入配料罐，加相當(dāng)于玉米淀粉重量的5倍的水，調(diào)整pH到6. 0，加入相當(dāng)于玉米淀粉重量的0. 05%的a -淀粉酶,95°C保溫30min后降溫至55 °C,加入相當(dāng)于玉米淀粉重量的0. 06%的真菌酶，保溫30h再加入0. 5%的轉(zhuǎn)苷酶維持15h，調(diào)節(jié)料液pH至5. 7，加入安琪活性干酵母，加入量為干物質(zhì)的0. 5%, 28 32 °C發(fā)酵3 5天，經(jīng)高效液相檢測(cè)合格后滅酵母，溫度為80 90°C，整pH到5. 5加入絮凝，85°C保溫30min，加入3%的活性炭攪拌30min，過(guò)濾料液，連續(xù)離子交換系統(tǒng)精制料液，再經(jīng)濃縮，得到的低聚異麥芽糖用高效液相進(jìn)行檢測(cè)異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖總含量為45. 12%, IMO含量為90. 17%葡萄糖含量0. 96%，經(jīng)凱氏定氮法檢測(cè)樣品中蛋白質(zhì)含量為0. 27%。料液通光率為95. 1%。
表I實(shí)施例與對(duì)照例各指標(biāo)對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種高純度低聚異麥芽糖的制備方法，其特征為玉米粒通過(guò)剝皮、脫胚、磨粉、調(diào)漿、液化、糖化轉(zhuǎn)苷、蛋白酶酶解、脫色過(guò)濾，離交、色譜分離，濃縮和干燥等生產(chǎn)工序制得高純度、高蛋白含量的低聚異麥芽糖；具體制備方法包括 1)制粉 ①剝皮玉米粒經(jīng)清理后，進(jìn)行著水調(diào)制，調(diào)制后玉米水分控制在16 18%，然后輸送到剝皮設(shè)備內(nèi)進(jìn)行皮層的分離； ②脫胚剝皮后的玉米再次著水調(diào)制，使總水分達(dá)到20%左右，然后進(jìn)行破胚處理，破胚后進(jìn)行篩分，使胚乳和胚芽完全分離； ③磨粉分離后的胚乳進(jìn)入磨粉機(jī)粉碎成80 100目的玉米粉，玉米粉脂肪含量(0. 2% ； 2)制糖 ④調(diào)漿、液化80 100目的玉米粉，加相當(dāng)于玉米粉重量的3 5倍的水，加入a-淀粉酶，用量相當(dāng)于玉米粉重量的0. 03 0. 05%，調(diào)整pH到5. 5 6. 0, 85 95°C保溫30 40min ； ⑤糖化轉(zhuǎn)苷液化液降溫至55 65°C，加入相當(dāng)于玉米粉重量的0.04 0. 06%的真菌酶,保溫30 40h，再加入0. 3 0. 5%的轉(zhuǎn)苷酶，50 60°C維持15 25h ； ⑥蛋白酶酶解糖化后的料液調(diào)整pH至7.0左右加入相當(dāng)于玉米粉重量的0. 02 0.04%的中性蛋白酶，保溫2 4h后滅酶； ⑦脫色過(guò)濾滅酶后的料液調(diào)整PH4.5 5. 5，加入絮凝劑，75 85 °C靜止保溫30 40min,加入I 3%的活性炭,攪拌30 40min,過(guò)濾料液； ⑧離交連續(xù)離子交換系統(tǒng)精制料液，使料液清澈透明，無(wú)異味，透光率>95% ； 3)精制 ⑨色譜分離離交后的料液濃縮到55 65%后進(jìn)入色譜分離系統(tǒng)，色譜運(yùn)行壓力0.2 0. 3MP，溫度60 70°C，水耗比1:1. 5 ~ 1:2，每小時(shí)進(jìn)料I. I I. 4m3 ； ⑩濃縮、干燥經(jīng)色譜分離后的料液進(jìn)入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)生產(chǎn)液體產(chǎn)品，或濃縮到50 60 %進(jìn)行干燥，得到固體產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求書(shū)I所述的一種高純度低聚異麥芽糖的制備方法，其特征在于以玉米粉為原料直接生產(chǎn)高純度得低聚異麥芽糖。
3.如權(quán)利要求書(shū)2所述的玉米粉是以玉米粒為原料，經(jīng)干法脫胚制備低脂玉米粉，月旨肪含量≤0. 2%。
4.如權(quán)利要求書(shū)I所述的一種高純度低聚異麥芽糖的制備方法，其特征在于糖化后的料液加入中性蛋白酶酶解2 4h，使料液中可溶性蛋白質(zhì)的含量> 0. 85%。
5.如權(quán)利要求書(shū)I所述的一種高純度低聚異麥芽糖的制備方法，其特征在于離交后的料液被濃縮到55 65%后進(jìn)入色譜分離系統(tǒng)，色譜運(yùn)行壓力0. 2 0. 3MP，溫度60 70°C，水耗比1:1. 5 ~ 1:2，每小時(shí)進(jìn)料I. I I. 4m3。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以玉米粉為原料，采用模擬移動(dòng)床色譜分離技術(shù)制備高純度低聚異麥芽糖的方法，其中還包括玉米粉的制備方法，具體方法是1、采用干法制備玉米粉。2、用玉米粉直接制備低聚異麥芽糖，得50型低聚異麥芽糖。3、再通過(guò)模擬移動(dòng)床色譜分離系統(tǒng)，在60～70℃的操作溫度下，以水作為洗脫劑使葡萄糖分離出，得高純度的低聚異麥芽糖和葡萄糖漿。通過(guò)采用本發(fā)明方法，減少由玉米粒到低聚異麥芽糖的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)，同時(shí)減少成品中的發(fā)酵味，提高最終產(chǎn)品品質(zhì)，本發(fā)明方法制備的低聚異麥芽糖中IMO可達(dá)到92%以上，可溶性蛋白質(zhì)含量達(dá)到0.85%以上。
文檔編號(hào)C12P19/14GK102757990SQ201210221599
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月30日
發(fā)明者劉宗利, 周煥霞, 張祥奎, 張莉, 欒慶民, 王乃強(qiáng) 申請(qǐng)人:保齡寶生物股份有限公司