專利名稱：一種淀粉質原料的預處理方法
技術領域：
本發明涉及一種淀粉質原料的預處理方法。
背景技術：
目前，我國有機酸及其鹽類的生產絕大部分是以淀粉質原料為主。淀粉質原料在生產過程中會發生美拉德反應，從而使最終產品的而色澤加深，降低產品的品質。為了消除這種影響，人們通過需要對產物進行脫色，以降低最終產品的色澤，從而提高最終產品的品質。例如，CN1291449A中公開了一種無色醬油的制備方法，CN1397192A 中公開了一種白色或淺色蠶蛹蛋白粉的制造工藝。此外，人們還通常在最終產物中加入抑制劑，以抑制美拉德反應，這兩種方法的缺點是需要增加工藝步驟，增加生產成本，并且淀粉質原料的利用率較低。因此，迫切需要開發出一種能夠提高淀粉質原料的利用率同時還能夠抑制淀粉質原料在生產過程中易發生美拉德反應的方法。
發明內容
本發明的目的在于克服現有的利用淀粉質原料生產有機酸的過程中淀粉質原料的利用率低且易發生美拉德反應的缺點，提供一種淀粉質原料的預處理方法。本發明提供了一種淀粉質原料的預處理方法，該方法包括將淀粉質原料粉碎，將粉碎后的產物進行酶解，得到酶解產物，其中，所述酶解在抑制劑存在下進行，所述抑制劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉和連二亞硫酸鈉中的一種或幾種。本發明提供的預處理方法能夠在源頭上抑制美拉德反應的發生，達到降低產品色澤的目的，從而無需對產品進行額外的脫色，減少了工藝流程降低了成本，更重要的是，這種預處理方法在抑制美拉德反應的同時還能夠提高淀粉的利用率，及降低糖渣色澤加深的問題。此外，出人意料的是，當同時使用亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉時，能夠更有效地抑制美拉德反應的發生，能夠使產品的色澤更淺，淀粉的利用率更高。
圖1顯示了實施例1中得到的淀粉質原料酶解液化清液Al與對比例1得到的參比淀粉質原料酶解液化清液CAl的色澤；圖2顯示了實施例1中得到的淀粉質原料酶解液化殘渣與對比例1得到的參比淀粉質原料酶解液化殘渣的色澤；圖3顯示了實施例2-4中得到的淀粉質原料酶解液化清液A2-A4的色澤。
具體實施例方式本發明提供了一種淀粉質原料的預處理方法，該方法包括將淀粉質原料粉碎，將粉碎后的產物進行酶解，得到酶解產物，其中，所述酶解在抑制劑存在下進行，所述抑制劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉和連二亞硫酸鈉中的一種或幾種。根據本發明，所述抑制劑的加入量能夠在很大范圍內改變，優選情況下，相對于100重量份的粉碎后的產物，所述抑制劑的加入量為0. 005-0. 1重量份，更優選為 0. 05-0. 07 重量份。本發明的發明人意外地發現，當同時使用亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉時，能夠更有效地抑制美拉德反應的發生，能夠使產品的色澤更淺，淀粉的利用率更高，因此，優選同時使用亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉作為抑制劑，亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉之間的比例可以在很大范圍內改變，優選情況下，以所述抑制劑的總重量為基準，所述亞硫酸鈉的含量為20-80重量％，所述亞硫酸氫鈉的含量為80-20重量％。本發明中，所述粉碎的方法和條件為本領域技術人員所公知，優選情況下，所述粉碎的條件使粉碎后產物的平均粒子直徑為300-1000微米。所述酶解步驟可以通過本領域常用的方法完成，比如向粉碎產物中添加產酶微生物和/或酶，在產酶微生物的生長溫度和/或酶有活力的溫度下保溫完成。所述產酶微生物為能夠分泌淀粉酶的產酶微生物。所述酶包括淀粉酶。由于微生物生長會產生副產物，因此優選直接加入酶。所述酶的用量越多越好，出于成本考慮，優選以每克粉碎后的產物的干重計，所述淀粉酶的用量為30-50酶活力單位， 更優選以每克粉碎后的產物的干重計，所述淀粉酶的用量為35-40酶活力單位。本發明所述酶的酶活力單位的定義為在pH值為6. 0、溫度為70°C的條件下，1分鐘液化1毫克可溶性淀粉成為糊精所需的酶量即為一個酶活力單位。所述酶解的溫度可以為淀粉酶的任何最適作用溫度，一般為80_95°C，更優選 85-90°C。所述酶解的時間理論上越長越好，考慮到設備利用率，優選所述酶解的時間為1-5 小時，更優選為2-3小時。所述酶解的pH值可以為5. 0-6. 5，更優選pH值為5. 5-6. 0。淀粉酶是指能夠分解淀粉糖苷鍵的一類酶的總稱，所述淀粉酶一般包括α -淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和異淀粉酶。本發明所述酶包括淀粉酶。α-淀粉酶又稱淀粉1，4_糊精酶，它能夠任意地、不規則地切開淀粉鏈內部的 α-1,4-糖苷鍵，將淀粉水解為麥芽糖、含有6個葡萄糖單位的寡糖和帶有支鏈的寡糖。生產此酶的微生物主要有枯草桿菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。β -淀粉酶又稱淀粉1，4-麥芽糖苷酶，能夠從淀粉分子非還原性末端切開1，4_糖苷鍵，生成麥芽糖。此酶作用于淀粉的產物是麥芽糖與極限糊精。此酶主要由曲霉、根霉和內孢霉產生。糖化酶又稱淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非還原性末端，以葡萄糖為單位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷鍵，生成葡萄糖。糖化酶作用于支鏈淀粉后的產物有葡萄糖和帶有α-1，6_糖苷鍵的寡糖；作用于直鏈淀粉后的產物幾乎全部是葡萄糖。此酶產生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、 擬內孢霉、紅曲霉。異淀粉酶又稱淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝鏈淀粉分子分枝點處的α-1，6-糖苷鍵，將枝鏈淀粉的整個側鏈切下變成直鏈淀粉。此酶產生菌主要是嫌氣桿菌、芽孢桿菌及某些假單孢桿菌等細菌。根據本發明，所述淀粉質原料的種類為本領域技術人員所公知，例如，所述淀粉質原料可以為玉米、小麥、木薯、高梁、大豆和大米中的一種或幾種。根據本發明，所述預處理的方法還可以包括將酶解產物固液分離，得到淀粉質原料酶解殘渣和淀粉質原料酶解液化清液，所述固液分離的方法和條件為本領域技術人員所公知，優選情況下，所述固液分離的條件使所述淀粉質原料酶解殘渣的固含量為5-50重量％，更優選為20-40重量％。通過以下實施例對本發明進行更加詳細的說明。實施例1本實施例用于說明本發明提供的淀粉質原料的預處理方法。(1)將收獲的100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎后產物；將粉碎后的產物加水按25重量％的濃度調漿，相對于每克粉碎后的產物，加入20個酶活力單位的淀粉酶(諾維信公司，淀粉酶)，相對于100重量份的粉碎后的產物，加入 0. 005重量份的亞硫酸鈉，并加入進入噴射器，在85°C、pH為5. 9的條件下酶解100分鐘， 得到酶解產物Al。(2)將酶解產物Al通過用液壓式板框壓濾機進行壓濾，分離出酶解液化清液(如圖1中的A所示)和酶解濾渣(圖2A)，其中，酶解殘渣的含水量為50%。對比例1根據與實施例1相同的方法，制備參比淀粉質原料酶解液化清液CA1，不同在于沒有加入亞硫酸鈉，并將酶解產物CAl通過用液壓式板框壓濾機進行壓濾，分離出參比酶解液化清液(如圖1中的B所示)和酶解濾渣(圖2中的B)，其中，酶解殘渣的含水量為50%。實施例2本實施例用于說明本發明提供的淀粉質原料的預處理方法。(1)將收獲的100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為800微米的粉碎后產物；將粉碎后的產物加水按20重量％的濃度調漿，相對于每克粉碎后的產物，加入40個酶活力單位的淀粉酶(諾維信公司，淀粉酶)，相對于100重量份的粉碎后的產物，加入 0. 08重量份的焦亞硫酸鈉，并加入進入噴射器，在90°C、pH為6. 0的條件下酶解120分鐘， 得到酶解產物A2。(2)將酶解產物A2通過用液壓式板框壓濾機進行壓濾，分離出酶解液化清液(如圖3中的C所示)和酶解濾渣，其中，酶解殘渣的含水量為30%。實施例3本實施例用于說明本發明提供的淀粉質原料的預處理方法。(1)將收獲的100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎后產物；將粉碎后的產物加水按30重量％的濃度調漿，相對于每克粉碎后的產物，加入35個酶活力單位的淀粉酶(諾維信公司，淀粉酶)，相對于100重量份的粉碎后的產物，加入 0. 008重量份的亞硫酸鈉和0. 002重量份的亞硫酸氫鈉，并加入進入噴射器，在82°C、pH為 6. 0的條件下酶解180分鐘，得到酶解產物A3。(2)將酶解產物A3通過用液壓式板框壓濾機進行壓濾，分離出酶解液化清液(如圖3中的D所示)和酶解濾渣，其中，酶解殘渣的含水量為20%。實施例4本實施例用于說明本發明提供的淀粉質原料的預處理方法。
(1)將收獲的100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎后產物；將粉碎后的產物加水按25重量％的濃度調漿，相對于每克粉碎后的產物，加入40個酶活力單位的淀粉酶(諾維信公司，淀粉酶)，相對于100重量份的粉碎后的產物，加入 0. 06重量份的亞硫酸鈉和0. 006重量份的亞硫酸氫鈉，并加入進入噴射器，在85°C、pH為 6. 0的條件下酶解100分鐘，得到酶解產物A4。(2)將酶解產物A4通過用液壓式板框壓濾機進行壓濾，分離出酶解液化清液(如圖3中的E所示)和酶解濾渣，其中，酶解殘渣的含水量為10%。實施例5-8分別檢測實施例1-4中得到酶解液化清夜的色度，具體方法如下將液化清液用 0. 22 μ m的濾膜過濾且濃度稀釋成19%，于420nm、720nm的波長下用分光光度計(廠家上海精密科學儀器有限公司型號7230)分別測其吸光度。色度=A42tl-A72tl，結果如表1所示。對比例2根據與實施例5-8相同的方法檢測對比例1中得到的酶解液化清夜的色度，結果如表1所示。表 權利要求
1.一種淀粉質原料的預處理方法，其中，該方法包括將淀粉質原料粉碎，將粉碎后的產物進行酶解，得到酶解產物，其特征在于，所述酶解在抑制劑存在下進行，所述抑制劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉和連二亞硫酸鈉中的一種或幾種。
2.根據權利要求1所述的預處理方法，其中，相對于100重量份的粉碎后的產物，所述抑制劑的加入量為0. 005-0. 1重量份。
3.根據權利要求2所述的預處理方法，其中，相對于100重量份的粉碎后的產物，所述抑制劑的加入量為0. 05-0. 07重量份。
4.根據權利要求1所述的預處理方法，其中，所述抑制劑為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，以所述抑制劑的總重量為基準，所述亞硫酸鈉的含量為20-80重量％，所述亞硫酸氫鈉的含量為80-20重量％。
5.根據權利要求1所述的預處理方法，其中，所述粉碎后的產物的平均粒子直徑為 300-1000 微米。
6.根據權利要求1所述的預處理方法，其中，所述酶解使用的酶包括淀粉酶，以每克粉碎后的產物的干重計，所述淀粉酶的用量為30-50酶活力單位；所述酶解的溫度為 80-95°C，所述酶解的時間為1-5小時，所述酶解的pH值為5. 0-6. 5。
7.根據權利要求1所述的預處理方法，其中，所述淀粉質原料為玉米、小麥、木薯、高梁、大豆和大米中的一種或幾種。
8.根據權利要求1所述的預處理方法，其中，該方法還包括將酶解產物固液分離，得到淀粉質酶解殘渣和淀粉質酶解液化清液，所述固液分離的條件使所述淀粉質酶解殘渣的固含量為5-50重量％。
全文摘要
本發明提供了一種淀粉質原料的預處理方法，該方法包括將淀粉質原料粉碎，將粉碎后的產物進行酶解，得到酶解產物，其中，所述酶解在抑制劑存在下進行，所述抑制劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉和連二亞硫酸鈉中的一種或幾種。本發明提供的預處理方法能夠在源頭上抑制美拉德反應的發生，達到降低產品色澤的目的，從而無需對產品進行額外的脫色，減少了工藝流程降低了成本，更重要的是，這種預處理方法在加入抑制劑來抑制美拉德反應的同時并沒有對后續的發酵產生影響，甚至發酵效率還能夠略有提高。此外，出人意料的是，當同時使用亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉時，能夠更有效地抑制美拉德反應的發生，能夠使產品的色澤更淺，淀粉的利用率更高。
文檔編號C12P19/20GK102260725SQ20101018605
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月27日 優先權日2010年5月27日
發明者周永生, 沈愛芳, 滿云, 陳影, 顧宗池 申請人:安徽豐原生物化學股份有限公司