一种提高生淀粉的酶解效率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高生淀粉的酶解效率的方法，属于淀粉制糖技术领域。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，淀粉糖的需求量越来越大。在淀粉糖传统酶法生产工艺中，淀粉乳初始浓度通常控制在30%左右，相对较低的浓度会带来高水耗、高能耗等问题；另外，在一些氨基酸、抗生素的发酵中，需要添加40%以上的糖液作为碳源，而传统工艺所得到的糖液需要浓缩才能使用，会增加这些发酵产品的成本。因此，着力于提高淀粉乳初始浓度非常必要。然而，随着底物浓度的提高，淀粉酶解效率会存在明显的下降，不利于淀粉糖生产成本的控制。
[0003]目前，国内外对生淀粉酶酶解高浓度淀粉已有一定研究，但仍存在酶解效率低的问题。有关生淀粉酶处理过程中，采用两阶段温度控制策略提高酶解效率的研究未见报道。
【发明内容】
[0004]本发明主要是提供一种提高生淀粉的酶解效率的方法，是以高浓度淀粉为底物，分两阶段控制温度，以提高生淀粉酶所催化酶解反应的葡萄糖得率和还原糖得率。
[0005]所述分两阶段控制温度，是在加入生淀粉酶后，先在45-60°C下反应15-40min，后升温至60-70°C反应，共反应时间为2-3h。
[0006]在本发明的一种实施方式中，所述淀粉为玉米淀粉。
[0007]本发明的一种实施方式，是以质量分数30-60%的玉米淀粉为底物，调pH值至
3.5-5.5，加入生淀粉酶40-60U/g淀粉(以干基计)，在45_6(TC下反应15_40min，升温至60-70°C继续反应，反应时间共2-3h。
[0008]在本发明的一种实施方式中，所述pH值的调节采用0.05-1M盐酸。
[0009]在本发明的一种实施方式中，所述生淀粉酶的用量为50U/g淀粉。
[0010]在本发明的一种实施方式中，调节淀粉乳pH值为4.0。
[0011]在本发明的一种实施方式中，总反应时间为2h。
[0012]本发明的一种实施方式，是以质量浓度为50%玉米淀粉为底物，用盐酸调pH值至
4.0，加入生淀粉酶50U/g淀粉(以干基计)，进行两阶段温度反应:在55°C下反应25min后，升温至65°C反应，共反应2h。
[0013]本发明的有益效果:两阶段控制温度可以明显促进生淀粉酶对高浓度玉米淀粉乳的酶解，从而提高了酶解效率。第一阶段在较低温度下进行酶解反应，降低高浓度淀粉乳的粘度，从而避免由于生淀粉颗粒溶胀所带来的粘度过大等问题；随后升高反应温度，一方面提高生淀粉酶的催化活力，另一方面使生淀粉颗粒适当膨胀，生淀粉酶与淀粉更容易发生反应，从而提闻了酶解效率。本发明的底物浓度由可由30%左右提闻到50%以上,可以减少淀粉制糖后期蒸发能耗，从而克服淀粉制糖能耗、水耗高等缺陷。
【附图说明】
[0014]图1温度对生淀粉酶酶解30% (w/w)淀粉乳的葡萄糖得率和DE值的影响。
[0015]图2温度对生淀粉酶酶解50% (w/w)淀粉乳的葡萄糖得率和DE值的影响。
[0016]图3两阶段控制温度对生淀粉酶酶解30% (w/w)淀粉乳的葡萄糖得率和DE值的影响。
[0017]图4两阶段控制温度对生淀粉酶酶解50% (w/w)淀粉乳的葡萄糖得率和DE值的影响。
[0018]图5第二阶段温度对生淀粉酶酶解30% (w/w)淀粉乳的葡萄糖得率和DE值的影响。
[0019]图6第一阶段处理时间对生淀粉酶酶解50% (w/w)淀粉乳的葡萄糖得率和DE值的影响。
【具体实施方式】
[0020]实施例1生淀粉酶酶活的测定方法
[0021]以1%的可溶性淀粉溶液作为底物(pH 4.0)，201^底物中加入0.51^酶液，在40°C下反应lOmin，立即加入0.5mL 0.1mol/LNaOH溶液终止反应，反应结束后将反应液在8000r/min离心5min，上清液用二硝基水杨酸(DNS)法测定葡萄糖含量；以灭活酶液作为对照。生淀粉酶酶活力定义:上述反应体系中，每分钟产生葡萄糖的量定义为一个酶活(U)。
[0022]实施例2温度对生淀粉酶酶解30% (w/w)淀粉乳的影响。
[0023]配制30%的淀粉乳加入到四口烧瓶中，在55?70°C下，调节pH为4.0，分别加入生淀粉酶反应2h后，测定葡萄糖含量以及还原糖含量。如图1所示，温度控制在65°C时，生淀粉酶对30 %淀粉乳的酶解效果最好。
[0024]实施例3温度对生淀粉酶酶解50% (w/w)淀粉乳的影响。
[0025]配制50%的淀粉乳加入到四口烧瓶中，在50?70°C下，调节pH为4.0，分别加入生淀粉酶反应2h后，测定葡萄糖含量以及还原糖含量。如图2所示，温度控制在55 °C时，生淀粉酶对50 %淀粉乳的酶解效果最好。
[0026]实施例4两阶段控制温度对生淀粉酶酶解30% (w/w)淀粉乳的影响。
[0027]配制30%的淀粉乳加入到四口烧瓶中，在65°C温度下，调节pH为4.0，搅拌15min后，分别加入生淀粉酶反应，经过15min后，升温至70°C，继续反应至2h后，测定葡萄糖含量以及还原糖含量。如图3所示，相比于恒定在65 °C，两阶段控制温度可以明显促进生淀粉酶对30%淀粉乳的酶解。
[0028]实施例5两阶段控制温度对生淀粉酶酶解50% (w/w)淀粉乳的影响。
[0029]配制50%的淀粉乳加入到四口烧瓶中，在55°C温度下，调节pH为4.0，搅拌15min后，分别加入生淀粉酶反应，经过15min后，分别升温至60、65、70°C，继续反应至2h后，测定葡萄糖含量以及还原糖含量。如图4所示，相比于恒定在55°C，两阶段控制温度可以明显促进生淀粉酶对50 %淀粉乳的酶解。
[0030]实施例6第二阶段温度对生淀粉酶酶解50% (w/w)淀粉乳的影响。
[0031]工艺过程:配制50%的淀粉乳加入到四口烧瓶中，在55°C温度下，调节pH为4.0,搅拌15min后，加入生淀粉酶反应，经过15min后，分别升温至60、65°C，继续反应至2h后，测定葡萄糖含量以及还原糖含量。如图5所示，两阶段控制温度可以明显地促进生淀粉酶对50%淀粉乳的酶解。在55°C下反应一段时间后，升温至60°C或65°C，淀粉颗粒溶胀，酶与淀粉更容易发生反应，其中第二阶段温度控制在65°C效果最好。
[0032]实施例7第一阶段处理时间对生淀粉酶酶解50% (w/w)淀粉乳的影响。
[0033]工艺过程:配制50%的淀粉乳加入到四口烧瓶中，在55°C温度下，调节pH为4.0,搅拌15min后，分别加入生淀粉酶反应，分别搅拌15、25、30、35、40min后，升温至60 V，继续反应至2h后,测定葡萄糖含量以及还原糖含量。如图6所示,在55°C下反应25min后,再升温至65 °C下反应，50 %淀粉乳的酶解效果最好。
[0034]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。
【主权项】
1.一种提高生淀粉的酶解效率的方法，是以高浓度生淀粉为底物，分两阶段控制温度，以促进生淀粉酶所催化的酶解反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分两阶段控制温度，是在淀粉乳中加入生淀粉酶后，先在45-60 V下反应15-40min，后升温至60-70 V反应，总反应时间为2_3h。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:以30-60%玉米淀粉为底物，调pH值至3.5-5.5，加入生淀粉酶40-60U/g淀粉，在45_6(TC下反应15_40min，升温至60_7(TC反应，反应时间共2-3h。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于调pH值所用的酸为盐酸。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述生淀粉酶的用量为50U/g淀粉。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，调节淀粉乳pH值为4.0。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，总酶解反应时间为2h。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以初始浓度为50%淀粉为底物，加入生淀粉酶50U/g淀粉，先在55°C下反应25min后，升温至65 °C，共反应2h。
【专利摘要】本发明公开了一种提高生淀粉的酶解效率的方法，属于淀粉制糖技术领域。本发明是以高浓度淀粉为底物，添加生淀粉酶，采用两阶段控制温度方法提高酶解效率，最终降低葡萄糖或其他淀粉糖的生产成本。
【IPC分类】C12P19-20, C12P19-02
【公开号】CN104673861
【申请号】CN201510062270
【发明人】李兆丰, 顾正彪, 李才明, 房丹, 程力, 洪雁
【申请人】江南大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月5日