一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法 |
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| 申请号 | CN202311610062.X | 申请日 | 2023-11-29 | 公开(公告)号 | CN117587084A | 公开(公告)日 | 2024-02-23 |
| 申请人 | 山东省鲁洲食品集团有限公司; 鲁洲生物科技(山东)有限公司; | 发明人 | 赵玉斌; 王新增; 吴静; 李法田; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种可减少麦芽糖浆生产 糖化 过程pH下降的方法，属于 淀粉 糖生产技术领域。该方法包括以下步骤：向淀粉乳加入耐高温α‑淀粉酶，进行喷射 液化 ，再经二次喷射灭酶后进行 真空 闪蒸，降温后调节pH得到 冷却液 化液；然后将冷却液化液与糖化酶加到搅拌装置中，搅拌、保温糖化，用氢 氧 化钠溶液调节pH，得到减少糖化过程pH下降的糖化液；最后对减少糖化过程pH下降的糖化液进行 吸附 过滤、离交处理、真空浓缩，得到麦芽糖浆。本发明通过适当提高糖化 温度 、降低糖化pH，可以抑制杂菌的生长，减少麦芽糖浆生产糖化过程pH的下降程度，从而提高糖化 质量 ，降低麦芽糖浆精制成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法，其特征在于：包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法技术领域背景技术[0002] 淀粉糖是玉米深加工的主要产品，广泛应用于食品、饮料、医药等多个行业，麦芽糖浆是淀粉糖的主要品种，是以麦芽糖为主要成分的淀粉糖浆，麦芽糖(maltose)是由两个葡萄糖单位经由α‑1,4 糖苷键连接而成的二糖。麦芽糖可制备成麦芽糖浆，其用途广泛，用于食品行业的各个领域。 [0003] 糖化工序是生产不同淀粉糖产品的核心，糖化过程的稳定可控是保证产品质量稳定的关键。虽然麦芽糖的糖化没有明显的可逆反应和复合反应，但在糖化过程中具有较大的染菌概率。因为染菌，糖化过程pH会大幅度降低。pH降低不但会造成麦芽糖浆产率降低，还会偏离糖化酶发酵的适宜范围，从而影响糖化质量，并且代谢产物的产生会增加后续麦芽糖浆精制的负担。目前，各厂家技术人员采取各种措施采取管路、糖化罐CIP清洗、过氧化氢消毒、蒸汽灭菌等措施，仍然不能有效解决因染菌造成的糖化pH下降问题。由此可见，糖化过程pH下降问题成为长期以来困扰淀粉糖生产行业的难题之一。因此，提高糖化过程pH 对于麦芽糖浆生产至关重要。 发明内容[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法，通过适当提高糖化温度、降低糖化pH，可以抑制杂菌的生长，减少麦芽糖浆生产糖化过程pH的下降程度，从而提高糖化质量，降低麦芽糖浆精制成本。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法，包括以下步骤： （1）将淀粉乳用3‑5%的氢氧化钠溶液调节pH为5.0‑6.0，波美度为18.5‑20°Bé； （2）对耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加到步骤（1）淀粉乳中，在温度为 100‑110℃进行喷射液化，控制液化DE值为14‑16%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至60‑65℃，然后用3‑5%的盐酸调节pH至5.0‑5.5，得到冷却液化液； （4）将冷却液化液与糖化酶加到搅拌装置中，搅拌1‑2h，保温糖化时间24‑40h，再用氢氧化钠溶液调节pH至4.5‑6.0，得到减少糖化过程pH下降的糖化液； （5）将减少糖化过程pH下降的糖化液加入活性炭，搅拌20‑40min，得到脱色糖化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为75‑85%，得到麦芽糖浆。 [0006] 在麦芽糖浆制备过程中，不加入糖化酶时，将液化料进行搅拌、保温，pH保持不变，而加入糖化酶后，糖化过程中pH大幅度降低，因此酶制剂是主要的染菌源。本发明在不影响糖化效果的前提下，通过改变糖化条件，调整糖化温度和pH，抑制杂菌的生长，减轻产酸，从而达到减少糖化pH下降的目的。 [0007] 进一步的，步骤（1）中，所述pH为5.0‑5.5或5.8‑6.0。普通型耐高温α‑淀粉酶适用pH为5.8‑6.0，耐酸型耐高温α‑淀粉酶适用pH为5.0‑5.5。选用耐酸型耐高温α‑淀粉酶时，直接将pH调节到淀粉乳糖化所需的pH，减少碱液的消耗，并省去后续的糖化pH调节步骤，可以简化工艺、降低成本。适当降低糖化pH值可以抑制杂菌的生长，减少pH值的下降。 [0008] 进一步的，步骤（2）中，所述耐高温α‑淀粉酶为普通型耐高温α‑淀粉酶或耐酸型的耐高温α‑淀粉酶。 [0009] 进一步的，步骤（2）中，所述预处理是将耐高温α‑淀粉酶在温度90‑100℃、pH为5.8条件下保温搅拌60‑90min。预处理的目的是去除杂菌。 [0010] 进一步的，步骤（2）中，所述二次喷射的温度为120‑140℃，时间为5‑10分钟。 [0011] 进一步的，步骤（3）中，将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至61‑63℃，然后用3‑5%的盐酸调节pH至5.0‑5.5，得到冷却液化液。闪蒸后可以使液化液温度降低，并且可以回收能量。闪蒸降温后的温度为糖化温度，适当提高糖化温度能够抑制杂菌的生长繁殖，起到抑制pH下降的作用，并且不会影响糖化效率。 [0012] 进一步的，步骤（4）中，所述搅拌装置可用于去除无机酸，所述搅拌装置内部设有碱液桶，碱液桶的桶壁或桶底设有离子交换膜，碱液桶可在搅拌装置内部升降。 [0013] 碱液桶的桶壁或者桶底的部分区域由离子交换膜组成， 在糖化过程，质子交换膜+ +只能允许H 从搅拌装置流向碱液桶，减少了糖化液中的H，可以将产生的无机酸适时地吸收，减少糖化液pH的下降。搅拌装置的内壁上装有升降器，碱液桶安装在升降器上，可以实现自由升降，可控制溶液的pH。 [0014] 进一步的，步骤（4）中，所述搅拌装置上有加热和保温装置。 [0015] 进一步的，步骤（4）中，所述碱液桶中加入氢氧化钠溶液。 [0016] 进一步的，步骤（6）中，所述离交处理过程进料温度≤45℃，流速≤4m3/h。通过离交处理可以去除液化液中的离子，吸附色素和大分子。 [0017] 离交出料pH低于4.5时判定失效，需要重新再生。染菌产生的代谢产物会加重离子交换负担，特别是有机酸难以被弱碱性树脂的阴床吸附，使离交出料pH提前下降而失效，通过减轻染菌产酸，可以使离交出料的pH在有效范围内，减轻离交过程阴柱、阳柱的离子交换负担，提高离子处理量，减少再生次数。 [0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明适用于绝大多数麦芽糖浆品种，通过调整糖化温度和pH，抑制微生物的产生，从而减轻产酸，达到降低糖化过程pH下降的目的，能够把糖化终点pH从4.3左右提高到5.0以上，解决糖化染菌导致pH下降的问题，避免糖化过程的pH大幅度下降导致糖化质量不稳定，减少染菌产生的代谢产物，从而减轻精制负担并提高糖化质量。 [0019] （2）本发明方法通过减轻染菌产酸，可减轻离交过程阴柱、阳柱的离子交换负担，提高离子处理量，减少再生次数，从而减少糖的损耗，提高糖浆的产率，同时水、酸、碱的消耗，减少污水排放，有利于降低成本，保护环境。 [0020] （3）本发明选用高温α‑淀粉酶，通过降低糖化pH和提高糖化温度的方法减轻染菌产酸，减少碱液的消耗，减轻了冷却负担，节约时间，降低成本。另外选用耐酸型耐高温α‑淀粉酶，直接调节到糖化pH，既不影响糖化效率，保证糖化效果，又缩减了操作步骤，节省人力，简化了工艺步骤，节约成本。 [0021] （4）本发明通过在搅拌装置进行糖化过程，减少了糖化液中的H+，可以将产生的无机酸及时去除，减少糖化液pH的下降，并且可以通过升降装置，控制溶液的pH。传统方法是向糖化液中加入碱性溶液去除无机酸，会引入杂质离子，本发明可以避免引入杂质离子，减轻离交处理的压力，节约成本。 具体实施方式[0022] 实施例1一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法，包括以下步骤： （1）将淀粉乳用4%的氢氧化钠溶液调节pH为5.8，波美度为19°Bé； （2）对300mL普通型耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加入步骤（1）淀粉乳中，在温度为100℃进行喷射液化，控制液化DE值为15%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至61℃，然后用4%的盐酸调节pH至 5.3，得到冷却液化液； （4）将冷却液化液与2000mL博立真菌酶加入搅拌装置，搅拌1h，保温糖化时间32h，DE值为38.5%，pH为5.23，再用氢氧化钠溶液调节pH至6.0，得到减少糖化过程pH下降的糖化液； （5）将减少糖化过程pH下降的糖化液加入活性炭，搅拌25min，得到脱色糖化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为80%，得到DE值为38%的麦芽糖浆。 [0023] 实施例2一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法，包括以下步骤： （1）将淀粉乳用4%的氢氧化钠溶液调节pH为5.8，波美度为19.5°Bé； （2）对300mL普通型耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加入步骤（1）淀粉乳中，在温度为105℃进行喷射液化，控制液化DE值15%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至62℃，然后用4%的盐酸调节pH至 5.3，得到冷却液化液； （4）将冷却浓缩液化液与1000mL诺维信BBA加入搅拌装置，搅拌1.5h，保温糖化时间30h，DE值为41.5%，pH为5.32，再用氢氧化钠溶液调节pH至6.0，得到减少糖化过程pH下降的糖化液； （5）将减少糖化过程pH下降的糖化液加入活性炭，搅拌20min，得到糖色液化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为85%，得到DE值为40%的麦芽糖浆。 [0024] 实施例3一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法，包括以下步骤： （1）将淀粉乳用3%的氢氧化钠溶液调节pH为5.3，波美度为18.5°Bé； （2）对300mL百斯杰耐酸型耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加入步骤（1）淀粉乳中，在温度为100℃进行喷射液化，控制液化DE值14%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至60℃，得到冷却液化液； （4）将冷却液化液与9000mL博立真菌酶、200ml隆科特糖化酶加入搅拌装置，搅拌 2h，保温糖化24h，DE值为52.5%，pH为5.22，再用氢氧化钠溶液调节pH至5.5，得到减少糖化过程pH下降的糖化液； （5）将减少糖化过程pH下降的糖化液加入活性炭，搅拌40min，得到脱色糖化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为85%，得到DE值为55%的麦芽糖浆。 [0025] 实施例4一种可减少麦芽糖浆生产糖化过程pH下降的方法，包括以下步骤： （1）将淀粉乳用3‑5%的氢氧化钠溶液调节pH为5.3，波美度为20°Bé； （2）对300mL百斯杰耐酸型耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加入步骤（1）淀粉乳中，在温度为110℃进行喷射液化，控制液化DE值16%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至65℃，得到冷却液化液； （4）将冷却液化液与诺维信BBA、12kg百斯杰普鲁兰酶加入搅拌装置，搅拌2h，保温糖化时间40h，DE值为42.5%，pH为5.24，再用氢氧化钠溶液调节pH至6.0，得到减少糖化过程pH下降的糖化液； （5）将减少糖化过程pH下降的糖化液加入活性炭，搅拌40min，得到脱色糖化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为80%，得到麦芽糖含量为80%的超高麦芽糖浆。 [0026] 对比例1（1）将淀粉乳用4%的氢氧化钠溶液调节pH为5.8，波美度为19°Bé； （2）对300mL普通型耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加入步骤（1）淀粉乳中，在温度为100℃进行喷射液化，控制液化DE值为15%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至58℃，然后用4%的盐酸调节pH至 5.3，得到冷却液化液； （4）将冷却液化液与2000mL博立真菌酶混合搅拌1h，保温糖化时间32h，DE值为 38.5%，pH为4.26，再用氢氧化钠溶液调节pH至5.0，得到糖化液； （5）将提高pH的糖化液加入活性炭，搅拌25min，得到脱色糖化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为80%，得到麦芽糖浆。 [0027] 对比例2（1）将淀粉乳用4%的氢氧化钠溶液调节pH为5.8，波美度为19.5°Bé； （2）对300mL普通型耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加入步骤（1）淀粉乳中，在温度为105℃进行喷射液化，控制液化DE值15%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至62℃，然后用4%的盐酸调节pH至 5.3，得到冷却液化液； （4）将冷却液化液与1000mL诺维信BBA混合搅拌1.5h，保温糖化时间30h，DE值为 41.5%，pH为4.23，再用氢氧化钠溶液调节pH至6.0，得到糖化液； （5）将提高pH的糖化液加入活性炭，搅拌20min，得到脱色糖化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为85%，得到麦芽糖浆。 [0028] 对比例3（1）将淀粉乳用3%的氢氧化钠溶液调节pH为5.3，波美度为18.5°Bé； （2）对300mL百斯杰耐酸型耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加入步骤（1）淀粉乳中，在温度为100℃进行喷射液化，控制液化DE值14%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至60℃，得到冷却液化液； （4）将冷却液化液与9000mL博立真菌酶、200ml隆科特糖化酶加入去除无机酸的搅拌装置，搅拌2h，保温糖化时间24h，DE值为52.5%，pH为4.19，再用氢氧化钠溶液调节pH至 4.5，得到糖化液； （5）将提高pH的糖化液加入活性炭，搅拌40min，得到脱色糖化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为85%，得到麦芽糖浆。 [0029] 对比例4（1）将淀粉乳用3‑5%的氢氧化钠溶液调节pH为5.3，波美度为20°Bé； （2）对300mL百斯杰耐酸型耐高温α‑淀粉酶进行预处理，然后将其加入步骤（1）淀粉乳中，在温度为110℃进行喷射液化，控制液化DE值16%，而后进行二次喷射灭酶，得到液化液； （3）将液化液进行真空闪蒸，用板式换热器降温至65℃，得到冷却液化液； （4）将冷却液化液与糖化酶加入去除无机酸的搅拌装置，搅拌2h，保温糖化时间 40h，DE值为42.5%，pH为4.32，再用氢氧化钠溶液调节pH至6.0，得到糖化液； （5）将提高pH的糖化液加入活性炭，搅拌40min，得到脱色糖化液； （6）将脱色糖化液进行过滤，然后将其进行离交处理，得到离交糖化液； （7）将离交糖化液进行真空浓缩至浓度为80%，得到麦芽糖浆。 [0030] 上述实施例与对比例糖化过程的pH进行对比，结果列于表1。 [0031] 表1. 实施例与对比例糖化过程pH的对比由表1可知，实施例1‑4糖化过程的pH分别为5.23、5.32、5.22和5.24，对比例1‑4糖化过程的pH分别为4.26、4.23、4.19和4.32。在相同的反应条件和糖化时间下，实施例糖化过程的pH普遍高于对比例糖化过程的pH。由此可以说明，本发明通过适当提高糖化温度、降低糖化pH以及适当去除糖化过程中产生的无机酸，可以抑制杂菌的生长，减少麦芽糖浆生产糖化过程pH的下降，从而提高糖化质量，降低麦芽糖浆精制负担。 |
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