用于糖处理的组合物、方法和试剂盒的制作方法_2

文档序号:9692684阅读:来源:国知局
α-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-l,4-葡聚糖酶和支链淀 粉酶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0.1 %至约99 %w/w,优选 地从约5%至10%w/w的α-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷酶或它们的组合的组;葡糖氧化酶浓度 范围从约0.1 %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。
[0045] 在本公开的又另一种实施方式中,通过将酶共混物添加至具有约35°C至约45°C的 温度的糖汁液从而实施混合或其中,通过将酶共混物添加至糖汁液以实施混合从而获得混 合物接着煮混合物至约65°C至约75°C的温度。
[0046]在本公开的又另一种实施方式中,步骤(b)的保持是在范围从约50°C至约80°C的 温度下,范围从约5分钟至约15分钟的时间段。
[0047]在本公开的又另一种实施方式中,冷却是在范围从约25°C至约30°C的温度下。
[0048] 在本公开的又另一种实施方式中,通过添加选自包含氧化钙(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调节剂实施中和。
[0049] 在本公开的又另一种实施方式中,步骤(c)的再保持是在范围从约90°C至约110°C 的温度下,范围从约20分钟至约90分钟的时间段或者在范围从约90°C至约110°C的温度下, 范围从约10分钟至约20分钟的时间段。
[0050] 在本公开的又另一种实施方式中,通过选自包括膜过滤、过滤机压滤和沉降或它 们的任何组合的组的方法实施过滤。
[0051] 在本公开的又另一种实施方式中,可以进一步处理净化的糖汁液从而获得净化的 糖。
[0052]在本公开的又另一种实施方式中,方法包括以下操作:
[0053] a.将酶共混物添加至具有约30°C至约45°C的温度的糖汁液从而获得混合物;
[0054] b.可选地在范围从约50°C至约80°C的温度下保持范围从约5分钟至约15分钟的时 间段,接着在范围从约25°C至约30°C的温度下冷却混合物;以及
[0055] c.通过添加 pH调节剂来中和步骤(a)或步骤(b)的混合物,接着在范围从约90°C至 约110°C的温度下,再保持范围从约20分钟至约90分钟的时间段并可选地再冷却,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。
[0056] 在本公开的又另一种实施方式中,方法包括如下操作:
[0057] a.将酶共混物添加至糖汁液从而获得混合物,接着煮混合物至约65°C至约75°C的 温度;
[0058] b.可选地在范围从约50°C至约80°C的温度下保持范围从约5分钟至约15分钟的时 间段,接着在范围从约25°C至约30°C的温度下冷却混合物;以及
[0059] c.通过添加 pH调节剂来中和步骤(a)或步骤(b)的混合物,接着在范围从约90°C至 约110°C的温度下再保持范围从约10分钟至约20分钟的时间段并可选地再冷却,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。
[0060] 本公开还涉及通过如上所述方法获得的净化的糖汁液。
[0061] 在本公开的实施方式中,汁液可以被进一步处理从而获得净化的糖。
[0062 ] 本公开还涉及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:结合选自包含淀粉酶、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。
[0063]本公开还涉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;以及选自包含抗结块剂、 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。
[0064]由于糖处理领域中的先前已知的和现有的方法的缺点并考虑到制造糖的"绿色方 法(greener process)"的当前要求,在本公开中设计酶学方法,从而替换化学品如在糖处 理中的硫。
[0065]相对于糖处理的其它已知的技术,酶的使用提供了以下优势如不要求资本投资 (与使用柱离子交换树脂相比较),产生低量的淤泥(与使用活性炭和碳化相比较)和相对更 加经济(cost effective)(与通过使用树脂和聚合物使用昂贵技术相比较)。
[0066] 酶作用于在底物(优选地甘蔗汁液)中形成的着色剂;水解在底物中的半纤维素物 质或纤维或多糖并防止酚类前体的氧化。因而,本公开发现了在制糖工业中的生产无硫糖 以及净化甘蔗糖汁液、甜菜汁液或粗糖的应用。
[0067] 相应地,本公开涉及基于酶的硫替代产物,包含用于获得基于酶的硫替代产物的 组分的组合物,净化糖汁液的方法以及制备无硫糖的方法(两者均是用于获得基于酶的硫 替代产物)
[0068] 在本公开的实施方式中,用于糖处理的底物选自包含甘蔗汁液(来自于甘蔗)和用 于糖处理的其他底物包括,但不限于甜菜汁液(来自于甜菜),粗糖等等,以及它们的组合的 组。
[0069] 在本公开的另一种实施方式中,酶选自包含木聚糖酶(外切木聚糖酶、内切木聚糖 酶)、纤维素酶(外切纤维素酶、内切纤维素酶、纤维二糖酶)、半纤维素酶、葡聚糖酶(α-葡聚 糖酶、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-l,4_ 葡聚糖酶、支链淀粉酶)、半乳糖苷酶(半乳糖苷酶,β_半乳糖苷酶)、葡糖氧化酶、淀粉酶 (α_淀粉酶β_淀粉酶,γ -淀粉酶)和抗坏血酸或它们的任何多种组合的组。
[0070] 在本公开的又另一种实施方式中,每种酶浓度范围从约0.1%至约99%;优选地范 围从约5%至约99%,从约10 %至约99%,从约5 %至约80 %,从约10%至约80 %,从约5 %至 约60 %,从约10%至约60 %,从约5 %至约50%,从约10 %至约50 %,从约5%至约40%,从约 10 %至约40 %,从约5 %至约20 %,或从约10 %至约20 %,更优选地约5 %、约10 %、约15 %、 约20 %、约25 %、约30 %、约35 %、约40 %、约45 %、约50 %、约55 %、约60 %、约65 %、约70 %、 约75%、约80%、约85%、约90%、约95%,或约99%。
[0071] 在本公开的又另一种实施方式中,淀粉酶选自包含浓度范围从约0.1%至约99% w/V,优选地从约5%至约50%w/w并且最优选地从约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〇. 1 %至约99%w/ w,优选地从约10 %至约50 % w/w并且最优选地从约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10 %至约50 % w/w并且最优选地从约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5 %至50 % w/w并且最优选地从约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2 %至约50 % w/w并且最优选地从约5 %至约30 % w/w的 α_葡聚糖酶、β_葡聚糖酶、木葡聚糖特异性内切-β_1,4-葡聚糖酶、木葡聚糖-特异性外切-β-l,4-葡聚糖酶和支链淀粉酶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 0.1%至约99% w/w,优选地从约2 %至约50 % w/w并且最优选地从约5%至10% w/w的α-半乳 糖苷酶和β_半乳糖苷酶或它们的组合的组;葡糖氧化酶浓度范围从约0.1 %至约99%w/w, 优选地从约2 %至约50 %w/w并且最优选地从约5 %至10 %w/w;以及抗坏血酸浓度范围从约 0.1 %至约99 % w/w,优选地从约2 %至约50 % w/w并且最优选地从约0.015至约10% w/w
[0072] 在本公开的又另一种实施方式中,将这些酶结合从而获得酶共混物/酶系统,在本 公开的糖处理步骤(无硫方法/基于酶的硫替代方法)中使用它们。
[0073] 在本公开的又另一种实施方式中,酶共混物包括选自包含木聚糖酶和纤维素酶; 木聚糖酶、纤维素酶和半纤维素酶;木聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶和葡聚糖酶;木聚糖 酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和葡聚糖酶;木聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、 葡聚糖酶、半乳糖苷酶和葡糖氧化酶;以及木聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、葡聚 糖酶、半乳糖苷酶、葡糖氧化酶和抗坏血酸的组的酶的组合,可选地连同赋形剂。
[0074]在本公开的又另一种实施方式中,使用的酶共混物的剂量是在约lppm至约50ppm, 优选地约2ppm至约30ppm范围内,取决于着色剂和造成汁液浑池的物质的性质。
[0075] 在本公开的又另一种实施方式中,在如图1所示的甘蔗处理期间,在汁液收集罐或 汁液加热器或初级亚硫酸化罐或第三蒸发器中,通过添加酶实施获得无硫糖或净化糖汁液 的方法。在压碎甘蔗或甜菜期间,也可以添加本公开的酶共混物。
[0076] 在本公开的又另一种实施方式中,通过添加酶和可选地一种或更多种赋形剂(包 括但不限于抗结块剂和稳定剂)实施获得无硫的糖或净化糖汁液的方法。因为制剂是粉末 并且由蛋白质(即酶共混物)组成,所以将抗结块剂(如气相二氧化硅、膨润土或滑石)添加 至产物从而防止块的形成并使产物保持自由流动使它易于包装、传输和应用。添加稳定剂 (如氯化钠)从而帮助酶在溶液中保持活性。
[0077] 在本公开的又另一种实施方式中,赋形剂使用的浓度范围从约0.01%至20%,优 选地约1 %至约10 %,最佳的是大约5 %。
[0078] 在本公开的又另一种实施方式中,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、阿拉伯糖和纤维素和/或它们的任何组合的组。
[0079] 在本公开的又另一种实施方式中,在罐中,通过搅拌器(agitator)、通风机 (aerator)等确保在糖处理期间适当地混合组分。
[0080] 本公开,使用酶遵循如下原则:
[0081] i.针对在甘蔗汁液/糖汁液中形成的着色剂的酶:
[0082] 针对水解、氧化/还原、去稳定(de stab i 1 i ze)着色剂分子(颜料、酸类化合物 (pheno 1 ic)、焦糖、蛋白黑素(melanoidin)等)中的键起作用的酶在减少汁液颜色中是有效 的。
[0083] ii.水解甘蔗汁液/糖汁液中半纤维素物质或纤维或多糖的酶:
[0084] 纤维和半纤维素植物物质造成汁液浑浊。酶催化半纤维素聚合物转化成单糖,从 而去除浑浊并增强汁液透明度。这也防止着色剂-多糖复合物的形成(这将减少颜色)。
[0085] 在甘蔗汁液中大部分浊度和颜色归因于与
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