用于糖处理的组合物、方法和试剂盒的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本公开涉及工业生物技术的领域。特别地，本公开涉及基于酶的硫替代产物、基于 酶的硫替代方法和适用于糖处理的试剂盒。本公开还涉及包含在用于获得硫替代产物的方 法中使用的酶共混物的组合物；以及在糖处理之后获得的最终产物。
【背景技术】
[0002] 考虑到对高品质白糖需求的增长，糖的颜色是重要的商业属性而脱色是制糖中的 重要步骤。
[0003] 许多使用化学品的传统方法和新方法可用于实现良好的脱色。其中主要的是碳酸 化、亚硫酸化、磷酸化、通过活性炭吸附以及较新的技术例如使用用于絮凝的聚合物和离子 交换树脂。亚硫酸化是目前用于甘蔗汁液净化(澄清)的最常用的方法。
[0004] 甘蔗含有约70%的水，其中蔗糖和其他物质保留在溶液中，在茎中形成按重量计 约88%的汁液。剩余的12%代表不溶性甘蔗纤维组分。甘蔗汁液由含有可溶性和不溶性杂 质（即非蔗糖物质）的蔗糖溶液组成。甘蔗汁液具有范围在4.9至5.5之间的酸性pH。
[0005] 可以将提供甘蔗汁液颜色的化合物分成6类:植物色素、颜色前体、蛋白黑素、焦 糖、果糖的碱降解产物(ADF)和多糖着色剂复合物。最后的四类是工厂生产的彩色颜料。
[0006] 甘蔗汁液的浑浊是由于存在多糖和半纤维素纤维材料。在甘蔗中，普通的多糖是 内在的甘鹿多糖（indigenous sugarcane polysaccharide) (ISP)和淀粉。多糖降低过滤 性，增加煮沸时间并降低回收率并可以使蔗糖晶体结构破坏，导致伸长的或其它扭曲的 (misshaped)结晶，导致在离心过程以及最终使用者产物的问题。淀粉主要是在甘蔗植物的 叶和生长点中发现，并且当在研磨机(mill)中压碎甘蔗时转移至粗汁液。
[0007] 亚硫酸化是添加二氧化硫（S02)或其衍生物至制糖厂中的处理流股的操作。这是 白糖制造中重要的步骤。它被实施主要由于以下三个原因：
[0008] a.阻止变色（color blocking)
[0009] b.pH 控制
[0010] c.生物杀灭剂
[0011] 在热带国家中亚硫酸化的最常用方法是热亚硫酸化法。在该方法中，首先加热汁 液至75°C随后亚硫酸化并撒石灰，煮，并沉降。Harlof f方法是热处理程序，其中将汁液加热 至75°C并且同时以这样的方式添加石灰和S02,以维持反应酸（针对酚酞）并且碱(针对石 蕊）（pH约7.4-7.8)，（除朝向终点（end)外，当添加一定量的石灰从而获得强碱性反应(pH 10+)时，在其后完成亚硫酸化至针对石蕊的中性(pH约7.2))。正如在所有的其他相似方法 中，在汁液加热器中最终将汁液升至沸腾温度并沉降。离心汁液从而去除淤泥并且获得澄 清的上清液用于进一步加工。
[0012] 然而，如上所述的方法的局限性如下：
[0013] i.通过双重亚硫酸化产生的糖含有>20ppm的硫，其超出可接受的限度，因此影响 质量。
[0014] ii .由于存在硫酸钙和多糖，通过亚硫酸化产生的糖当溶解时不形成澄清汁液。
[0015] i i i . s〇2(二氧化硫)在亚硫酸化期间并不完全溶解并引起环境危险。
[0016] iv.该方法由于硫酸钙的沉积在蒸发器中引起积垢(scaling)问题。
[0017] v.在通过所述方法获得的产物中，在储存产物时存在二次颜色形成（secondary colour formation)(返色）。
[0018] 结晶化本身有助于从糖中分出着色剂，但不是100%有效并因此补充分离/去除着 色剂的其他物理和化学方法。每种方法在性能（磷酸化）、资金投资（离子交换和使用聚合 物)和对环境和消费者健康的影响(亚硫酸化和使用石灰)方面具有自身优点以及局限性。
[0019] 虽然亚硫酸化是最常用的方法（其涉及使用s〇2气体从而在甘蔗汁液净化中完成 着色剂去除），但是硫磺价格的周期性波动(periodic spike)以及由于在糖结晶中沉淀的 过量的硫(>10-20ppm)引起的糖质量问题已经激发了减少或甚至消除它的使用并生产"无 硫"糖的努力。因此开发具有成本效益的、相容的和环境友好的亚硫酸化替代方法是必要 的。
[0020] 本公开采用酶替换/补充在制糖期间脱色的现行实践并且因此是常规理化方法的 有吸引力的替代方法。
[0021] 本公开还提供了基于酶的硫替代产物、组合物和用于糖处理的方法，其解决了现 有的糖处理方法有关的顾虑。
【发明内容】
[0022] 因此，本公开涉及包含酶共混物，可选地连同赋形剂的组合物；用于净化糖汁液的 方法，所述方法包括如下操作:a)将汁液与酶共混物混合从而获得混合物，b)可选地保持接 着冷却混合物，c)通过添加 pH调节剂来中和步骤(a)或步骤(b)的混合物，接着再保持并可 选地再冷却，接着可选地添加赋形剂或过滤或两者，从而获得净化的糖汁液;通过如上所述 的方法获得净化的糖汁液；用于获得包含酶共混物可选地连同赋形剂的组合物的方法，所 述方法包括如下操作:选自包含淀粉酶、木聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、葡聚糖酶、半乳 糖苷酶、葡糖氧化酶和非酶组分-抗坏血酸或它们的任何组合的组的多种酶可选地连同赋 形剂从而获得酶共混物；以及用于净化糖汁液或用于获得净化的糖的试剂盒，所述试剂盒 包括选自包含淀粉酶、木聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、葡聚糖酶、半乳糖苷酶、葡糖氧化 酶和非酶组分-抗坏血酸或它们的任何组合的组的酶，选自包含氧化钙(石灰）、氢氧化钙 (石灰乳）、正磷酸和无机钙化合物或它们的任何组合的组的pH调节剂，和选自包含抗结块 剂、稳定剂和絮凝剂或它们的任何组合的组的赋形剂连同使用手册。
【附图说明】
[0023] 为了使本公开可以易于理解并付诸实践，现在参考如附图所示的示例性的实施方 式。附图连同下面的详细说明并入并构成说明书的一部分，并且用于进一步说明实施方式 并解释各种原则和优点(依照本公开），其中：
[0024] 图1示出了甘蔗制造的工艺流程图和用于替代硫的酶应用点。
[0025]图2示出了描述ICUMSA单位的条形图，用于评估在样品1中在没有处理、利用亚硫 酸化处理，以及存在酶共混物'G'的情况下甘蔗汁液中颜色的减少。
[0026]图3示出了描述在样品2中在没有处理的甘蔗汁液、亚硫酸化处理的清澈汁液，以 及利用酶共混物'G'处理的清澈的汁液中的颜色比较的条形图。
[0027]图4示出了描述与常规的亚硫酸化方法相比，利用酶共混物'G'处理的清澈汁液的 纯度增加的条形图。
[0028] 图5示出了描述通过亚硫酸化方法(87ICUMSA单位)和酶共混物' G '应用(91ICUMSA 单位)获得的最终糖的颜色的条形图。
[0029]图6示出了描述通过亚硫酸化方法（10.04 % )和酶共混物'G'应用（10.38%)获得 的最终糖的回收百分率的条形图。
[0030]图7示出了由甜菜制造糖的工艺流程。
[0031]图8示出了由粗糖制造糖的工艺流程。
【具体实施方式】
[0032] 本公开涉及包含酶共混物，可选地连同赋形剂的组合物。
[0033] 在本公开的实施方式中，组合物是增效组合物并且其中，酶共混物包括选自包含 淀粉酶、木聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、葡聚糖酶、半乳糖苷酶、葡糖氧化酶和非酶组分-抗坏血酸或它们的任何组合的组的多种酶。
[0034]在本公开的另一种实施方式中，淀粉酶选自包含浓度范围从约0.1%至约99%w/ w，优选地从约10 %至约20 %w/w的α-淀粉酶、β-淀粉酶和γ -淀粉酶或它们的任何组合的 组;木聚糖酶选自包含浓度范围从约0.1 %至约99 % w/w，优选地从约20 %至约40 % w/w的外 切木聚糖酶和内切木聚糖酶或它们的组合的组;纤维素酶选自包含浓度范围从约0.1 %至 约99 %w/w，优选地从约20 %至约40 %w/w的外切纤维素酶、内切纤维素酶和纤维二糖酶或 它们的任何组合的组;半纤维素酶浓度范围从约0.1 %至约99 %w/w，优选地从约15 %至约 30 % w/w;葡聚糖酶选自包含浓度范围从约0.1 %至约99 % w/w，优选地从约5 %至30 % w/w的 葡聚糖酶、β_葡聚糖酶、木葡聚糖-特异性内切-β-l，4-葡聚糖酶、木葡聚糖-特异性外切-β-1，4-葡聚糖酶和支链淀粉酶(普鲁兰酶，pullulanase)或它们的任何组合的组;半乳糖苷 酶选自包含浓度范围从约〇. 1 %至约99 % w/w，优选地从约5 %至10 % w/w的α-半乳糖苷酶和 半乳糖苷酶或它们的组合的组；葡糖氧化酶浓度范围从约〇. 1 %至约99 % w/w，优选地从 约5%至10%w/w;以及非酶组分-抗坏血酸浓度范围从约0.1 %至约99%w/w，优选地从约 0 · 015至约10%界/\￥。
[0035] 在本公开的又另一种实施方式中，组合物用于净化糖汁液或获得无化学品的糖 (chemical free sugar)，并且其中糖汁液获得自选自包含甘鹿、甜菜、粗糖，以及用于糖处 理的其它底物或它们的任何组合的组的来源。
[0036] 在本公开的又另一种实施方式中，赋形剂选自包含抗结块剂、稳定剂和絮凝剂或 它们的任何组合的组。
[0037] 在本公开的又另一种实施方式中，抗结块剂选自包含气相二氧化硅、膨润土和滑 石或它们的任何组合的组;其中，稳定剂选自包含氯化钠、气相二氧化硅、蔗糖、麦芽糊精、 海藻糖、乳糖、阿拉伯糖和纤维素或它们的任何组合的组;其中，絮凝剂是阴离子絮凝剂。 [0038]在本公开的又另一种实施方式中，赋形剂浓度范围从约0.01%至20%，优选地约 1% 至 10%〇
[0039] 本公开还涉及净化糖汁液的方法，所述方法包括如下操作：
[0040] a.将汁液与酶共混物混合从而获得混合物；
[0041 ] b.可选地保持(hold-up)接着冷却混合物；以及
[0042] c.通过添加 pH调节剂来中和步骤(a)或步骤(b)的混合物，接着再保持以及可选地 再冷却，接着可选地添加赋形剂或过滤或两者，从而获得净化的糖汁液。
[0043] 在本公开的实施方式中，糖汁液获得自选自包含甘蔗、甜菜、粗糖，以及用于糖处 理的其它底物或它们的任何组合的组的来源。
[0044] 在本公开的另一种实施方式中，酶共混物包括选自包含淀粉酶、木聚糖酶、纤维素 酶、半纤维素酶、葡聚糖酶、半乳糖苷酶、葡糖氧化酶和抗坏血酸或它们的任何组合的组的 多种酶;并且其中，淀粉酶选自包含浓度范围从约0.1 %至约99%w/w，优选地从约10 %至约 20%w/w的α-淀粉酶、β-淀粉酶和γ-淀粉酶或它们的任何组合的组;木聚糖酶选自包含浓 度范围从约0.1 %至约99 % w/w，优选地从约20 %至约40 % w/w的外切木聚糖酶和内切木聚 糖酶或它们的组合的组;纤维素酶选自包含浓度范围从约〇. 1 %至约99 % w/w，优选地从约 20%至约40%w/w的外切纤维素酶、内切纤维素酶和纤维二糖酶或它们的任何组合的组;半 纤维素酶浓度范围从约〇. 1 %至约99 % w/w，优选地从约15 %至约30 % w/w;葡聚糖酶选自包 含浓度范围从约〇. 1 %至约99 % w/w，优选地从约5 %至30 % w/w的