本发明属于麦芽糊精生产
技术领域：
，尤其涉及一种膨化麦芽糊精的制备方法。
背景技术：
：麦芽糊精的生产方法多是以淀粉为原料，经酶或酸液化后水解得到。麦芽糊精是一种没有任何味道的营养性多糖，由于其口感温和，甜度低和吸湿性弱，溶解性好等优点被广泛应用于多种食品配料中，例如麦芽糊精可以作填充剂、保湿剂、分散剂、成膜剂等。麦芽糊精生产方法的研究已经比较的深入，且研究热点主要集中在低de值麦芽糊精的生产。de(dextroseequivalent)值是还原糖(以葡萄糖计)占糖浆干物质的百分比，从理论上讲，纯淀粉的de值接近于0，而葡萄糖的de值为100，因此，随着de值的升高，其水解程度也逐渐增大。麦芽糊精为de值小于20的淀粉水解产物。由于麦芽糊精广泛而优良的功能性质，其市场前景非常广泛，国内市场上的麦芽糊精的生产方兴未艾。目前麦芽糊精的生产主要是存在三个方面的不足，一是传统喷射液化法能耗高，物料最小含水量为65％，生产1吨麦芽糊精需要蒸发1.6吨以上的水分；二是生产仍带有一定的经验性，产品质量不是十分稳定，精确控制产品的de值和组分分布仍有一定的困难；三是需要长时间的高温灭酶，不仅能耗高，且由于长时间高温下的羰氨反应导致麦芽糊精的质量下降。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种膨化麦芽糊精的制备方法，开发出一种低能耗、酶反应与灭酶一体化的膨化麦芽糊精生产工艺，设计了挤压与酶反应生物转化相结合的膨化麦芽糊精专用挤压膨化设备，制备的麦芽糊精产品密度0.15g/cm3以下，de值为1.5-20。本发明提出了一种的膨化麦芽糊精制备方法，具体步骤如下：1、调质、湿度平衡：将淀粉投入搅拌罐中，开启搅拌桨，边搅拌边加入高温α淀粉酶水溶液，混合均匀后在密闭低温环境中静置2小时以平衡水分，原料水分控制在25％-50％，加酶量0.3l/t；2、挤压、酶反应、灭酶一体化：利用双螺杆挤压机对物料进行挤压膨化处理，所述双螺杆挤压机的第一节套筒、第二节套筒、第三节套筒、第四节套筒温度分别为30～45℃、45～60℃、60～95℃和95～120℃，温度自控调节；第五节套筒区间为灭酶区，温度130℃～180℃，模头压力0.6～4.0mpa；螺杆转速为50～450r/min，因不同转速下物料在挤压腔内滞留的时间不同，即淀粉受酶作用的时间不等，以此制备不同de值的麦芽糊精；3、干燥：将物料挤出，采用“真空低温连续干燥机”干燥或热风干燥，至水分含量≤6％；4、粉碎：将产物粉碎为细度至100-200目。进一步的，α淀粉酶水溶液的酶活为180000u/ml。进一步的，淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉中的任意一种或多种。进一步的，双螺杆挤压机的螺杆长径比为15～25:1，螺杆的长度为90.0cm。进一步的，双螺杆挤压机的喂料速度为10kg/h。进一步的，第五节套筒的长度为15-30cm。本发明提出了一种由上述方法制备得到的膨化麦芽糊精。本发明提出了上述膨化麦芽糊精在制作饮料、糖果、焙烤类食品、冷冻制品及肉制品方面方面的应用。本发明提出了一种制备膨化麦芽糊精的双螺杆挤压机，包括依次连接的搅拌罐、调质区、主反应区、冷却系统，所述主反应区包括螺杆和套设在所述螺杆外的套筒，所述螺杆与所述套筒的出料端设有模头，所述套筒包括第一节套筒、第二节套筒、第三节套筒、第四节套筒和第五节套筒，所述双螺杆挤压机的螺杆长径比为15～25:1，螺杆的长度为90.0cm，第五节套筒的长度为15-30cm。借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明针对传统工艺制备麦芽糊精存在的高能耗、控制难等突出问题，以玉米淀粉为原料，采用自行设计制造的专用挤压膨化设备进行淀粉的酶解，原料经过调质、湿度平衡、挤压、酶反应降解、灭酶、干燥、粉碎制得，产品的密度达到0.15g/cm3以下、de值为1.5-20；与传统工艺相比，本方法制得的麦芽糊精产品具有以下突出优点：(1)干法制备，节能环保；(2)de值区间可控；(3)麦芽糊精密度低；(4)淀粉酶降解、灭酶一步完成；(5)无需脱色，产品白度高；(6)自行设计挤压机螺杆的灭酶区，适当增加了螺杆长径比，螺杆的长度长，具体是增加了灭酶区的长度，可增长灭酶时间使酶失活；(7)可通过高温、压力、剪切三种作用使酶失活，酶残存活力低于10％。附图说明图1为双螺杆挤压机的结构示意图。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例1(1)调质、湿度平衡：将10kg玉米淀粉投入搅拌罐中，开启搅拌桨，边搅拌边加入高温α淀粉酶水溶液，混合均匀后在4℃密闭环境中静置2小时以平衡水分，然后通过加水将原料水分控制在35％，加酶量0.3l/t，酶活是180000u/ml。(2)挤压、酶反应、灭酶一体化：利用双螺杆挤压机对物料进行挤压膨化处理，所述双螺杆挤压机的第一节套筒、第二节套筒、第三节套筒、第四节套筒温度分别为40℃、50℃、75℃和95℃，温度自控调节；第五节套筒区间为灭酶区，温度130℃，长度为20cm，模头压力1.5mpa，螺杆转速为100r/min，喂料速度为10kg/h。(3)干燥：挤出物经冷却系统输送至干燥系统，可采用“真空低温连续干燥机”干燥或热风干燥，至水分含量≤6％。(4)粉碎：将成品粉碎为细度至120目。根据国家标准gb/t20884-2007进行检测，本实施例所得产品的密度为0.13g/cm3，de值为15，白度90％，溶解度98.2％。采用残存酶活力来表示酶失活率，残存酶活力为10％，测定方法参照国标gb/t521-2008粮油检验、谷物及其制品中α-淀粉酶活性的测定比色法。实施例2(1)调质、湿度平衡：将10kg玉米淀粉投入搅拌罐中，开启搅拌桨，边搅拌边加入高温α淀粉酶水溶液，混合均匀后在4℃密闭环境中静置2小时以平衡水分，然后通过加水将原料水分控制在35％，加酶量0.3l/t，酶活是180000u/ml。(2)挤压、酶反应、灭酶一体化：利用双螺杆挤压机对物料进行挤压膨化处理，所述双螺杆挤压机的第一节套筒、第二节套筒、第三节套筒、第四节套筒温度分别为45℃、55℃、80℃和100℃，温度自控调节；第五节套筒区间为灭酶区，温度150℃，长度为20cm，模头压力1.8mpa，螺杆转速为200r/min，喂料速度为10kg/h。(3)干燥：挤出物经冷却系统输送至干燥系统，可采用“真空低温连续干燥机”干燥或热风干燥，至水分含量≤6％。(4)粉碎：将成品粉碎为细度至120目。根据国家标准gb/t20884-2007进行检测，本实施例所得产品的密度为0.11g/cm3，de值为10，白度89％，溶解度99.0％。采用残存酶活力来表示酶失活率，残存酶活力为9％，测定方法参照国标gb/t5521-2008粮油检验、谷物及其制品中α-淀粉酶活性的测定比色法。实施例3(1)调质、湿度平衡：将10kg玉米淀粉投入搅拌罐中，开启搅拌桨，边搅拌边加入高温α淀粉酶水溶液，混合均匀后在4℃密闭环境中静置2小时以平衡水分，然后通过加水将原料水分控制在35％，加酶量0.3l/t，酶活是180000u/ml。(2)挤压、酶反应、灭酶一体化：利用双螺杆挤压机对物料进行挤压膨化处理，所述双螺杆挤压机第一节套筒、第二节套筒、第三节套筒、第四节套筒温度分别为35℃、55℃、90℃和110℃，温度自控调节；第五节套筒区间为灭酶区，温度170℃，长度为20cm，模头压力2.2mpa，螺杆转速为300r/min，喂料速度为10kg/h。(3)干燥：挤出物经冷却系统输送至干燥系统，可采用“真空低温连续干燥机”干燥或热风干燥，至水分含量≤6％。(4)粉碎：将成品粉碎为细度至120目。根据国家标准gb/t20884-2007进行检测，本实施例所得产品的密度为0.10g/cm3，de值为6，白度92％，溶解度98.5％。采用残存酶活力来表示酶失活率，残存酶活力为7％，测定方法参照国标gb/t5521-2008粮油检验、谷物及其制品中α-淀粉酶活性的测定比色法。实施例4(1)调质、湿度平衡：将10kg玉米淀粉投入搅拌罐中，开启搅拌桨，边搅拌边加入高温α淀粉酶水溶液，混合均匀后在4℃密闭环境中静置2小时以平衡水分，然后通过加水将原料水分控制在35％，加酶量0.3l/t，酶活是180000u/ml。(2)挤压、酶反应、灭酶一体化：利用双螺杆挤压机对物料进行挤压膨化处理，所述双螺杆挤压机第一节套筒、第二节套筒、第三节套筒、第四节套筒温度分别为40℃、60℃、90℃和120℃，温度自控调节；第五节套筒区间为灭酶区，温度175℃，长度为20cm，模头压力2.2mpa，螺杆转速为400r/min，喂料速度为10kg/h。(3)干燥：挤出物经冷却系统输送至干燥系统，可采用“真空低温连续干燥机”干燥或热风干燥，至水分含量≤6％。(4)粉碎：将成品粉碎为细度至120目。根据国家标准gb/t20884-2007进行检测，本实施例所得产品的密度为0.09g/cm3，de值为1.5，白度91％，溶解度98.4％。采用残存酶活力来表示酶失活率，残存酶活力为6.9％，测定方法参照国标gb/t5521-2008粮油检验、谷物及其制品中α-淀粉酶活性的测定比色法。实施例5参见图1，一种制备膨化麦芽糊精的双螺杆挤压机，包括依次连接的搅拌罐、调质区、主反应区、冷却系统，主反应区包括螺杆和套设在螺杆外的套筒，螺杆和套筒的出料端设有模头6，套筒包括第一节套筒1、第二节套筒2、第三节套筒3、第四节套筒4和第五节套筒5，双螺杆挤压机的螺杆长径比为15～25:1，螺杆的长度为90.0cm，第五节套筒5的长度为20cm。双螺杆挤压机的反应区温度分段控制，第一节套筒1为喂料区(引流区)，第二节套筒2为压缩揉和区，第三节套筒3为反应区(强剪切区)，第四节套筒4为黏性无定形区(过渡区)，第五节套筒5为灭酶区。螺杆为分流型螺杆：销钉螺杆，在本实施例中，销钉形状为方形，在其他实施方式中，销钉形状还可以是菱形或圆柱形。销钉直径与其高度比为0.25-1.5。分流的设计可达到物料分散和均化的效果。螺杆为变距变深螺杆，适当增加了螺杆的长径比，螺杆长度较长，具体是增加了灭酶区的长度，可增长灭酶时间提高酶失活率；从第一节套筒1到第五节套筒5的设定温度是逐渐升高的，第五节套筒5的温度恰好最高，用于灭酶，第五节套筒5处于最后一个区，物料从机筒被挤出模头6的瞬间，高温高压瞬间释放，降为常温常压，物料经过此区会经历一个压力的骤降的过程，螺杆输送物料的同时也会伴随着剪切作用，因此利用高温、压力、剪切三种协同作用使酶失活。对比例1按照实施例1的制备方法，调整以下参数，结果见表1。表1对比例2按照实施例1的制备方法，调节第五节套筒的长度，对产物性能的影响见表2。表2序号第五节套筒长度(cm)de值白度(％)11518.091.821818.191.232118.590.842418.890.452719.089.7虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。当前第1页12