真菌酶和β-淀粉酶在麥芽糖漿生產(chǎn)中的應用

展現(xiàn)明，王念祥，閆鎖，李龍偉

（鄲城財鑫糖業(yè)有限責任公司，河南 鄲城 477150）

近年來，由于蔗糖供應不足及淀粉糖生產(chǎn)技術(shù)的改進，促使淀粉糖快速發(fā)展。2010年全國淀粉糖產(chǎn)量大約在900萬t左右；國家糧油信息中心的統(tǒng)計也表明2010年全國淀粉糖產(chǎn)量將達到900萬t[1]。淀粉糖包含的種類很多，生產(chǎn)量最大的是DE值40～46和50～60的麥芽糖漿，即麥芽糖含量為40%～50%和50%～60%。由于麥芽糖漿一些突出的優(yōu)點，如結(jié)晶性低、甜味溫和、粘度和吸潮性也較低，現(xiàn)已在食品和其它工業(yè)上得到廣泛應用。麥芽糖漿按其中麥芽糖含量分為3種，即麥芽糖含量小于50%為麥芽糖飴，50%以上為麥芽糖漿，70%以上為超高麥芽糖漿[2]。淀粉糖產(chǎn)能的過快增長，加之近幾年原料玉米價格的上漲，淀粉糖市場競爭越來越激烈。如何選用一個最適的加酶方案，成為淀粉糖企業(yè)降低生產(chǎn)成本的一個亮點。

麥芽糖漿工業(yè)化生產(chǎn)中常用的酶制劑主要有以下三種:（1）真菌酶。屬于內(nèi)切淀粉酶，能分解α-1，4葡萄糖苷鍵，不能水解α-1，6鍵，但可繞過繼續(xù)水解。水解產(chǎn)物除麥芽糖外，還有部分葡萄糖、麥芽三糖和α-極限糊精，主要應用在麥芽糖漿生產(chǎn)。（2）β-淀粉酶。屬于外切酶，從非還原性末端水解糊精的α-1，4鍵產(chǎn)生麥芽糖，大麥β—淀粉酶添加量對麥芽糖產(chǎn)率有很大影響；無α-淀粉酶活力，不能水解或繞過α-1，6鍵，也不能水解麥芽三糖[3]，主要應用在麥芽糖和超高麥芽糖漿的生產(chǎn)。（3）普魯蘭酶。一種脫支酶，催化支鏈淀粉和糊精中的α-1，6-D-葡糖鍵產(chǎn)生包含α-1，4鍵的線性低聚糖。普魯蘭酶通常與糖化酶或β-淀粉酶共同使用來生產(chǎn)結(jié)晶葡萄糖和高麥芽糖漿。筆者從市場和生產(chǎn)實際考慮，研究了幾種酶在生產(chǎn)中的應用對糖漿組分的影響，以期為制糖企業(yè)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

淀粉液化液（財鑫糖業(yè)公司提供）；真菌酶Fungamyl 800 L（NOVO，丹麥）；大麥β-淀粉酶OPTIMALT BBA（杰能科，無錫）；普魯蘭酶Promozyme D2（NOVO，丹麥）。

1.2 儀器設備

PHS-3C型精密酸度計，JA1003N-電子分析天平，DZKW-4雙列四孔恒溫水浴鍋，抽濾瓶，真空泵，高壓液相色譜分析儀（美國）。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計取酶法液化的淀粉乳液，降溫至60℃，pH值調(diào)整為5.0～5.5，加入適量的酶放入恒溫水浴鍋中進行糖化，糖化結(jié)束滅酶，取樣用高效液相色譜檢測糖漿組分。試驗對比分析了麥芽糖生產(chǎn)中常見幾種酶的使用與糖漿組分的關(guān)系，并考察了酶的協(xié)同對糖漿組分的影響。流程如下:淀粉液化液→調(diào)pH、加酶→糖化→脫色→離交→檢測糖漿組分。

1.3.2 糖漿組分測定高壓液相色譜法；糖柱:Aminex HPX-87C，流動相:去離子水，柱溫:85℃，流量0.5 mL/min，示差折光檢測。

1.3.3 糖漿DE值的測定費林試劑法，參照GB/T20883-2007。

1.3.4 真菌酶和β-淀粉酶不同用量對糖漿組分的影響液化DE值的高低直接影響糖化麥芽糖含量[4]，考慮到生產(chǎn)實際，液化液的DE值控制在10～15。試驗取DE值11.2的淀粉液化液，分別按0.3、0.6、0.9、3.0 g/kg·d的加酶量，糖化36 h終止、滅酶，取樣檢測糖漿組分。

1.3.5 β-淀粉酶和真菌酶協(xié)同對糖漿組分的影響取DE值12.5的淀粉液化液，β-淀粉酶添加量0.4g/kg·d，真菌酶按0、0.1、0.2 g/kg·d的加酶量，糖化36 h終止、滅酶，取樣檢測糖漿組分。

1.3.6 真菌酶和普魯蘭酶協(xié)同對糖漿組分的影響取DE值12.0的淀粉液化液，真菌酶添加量0.4g/kg·d，普魯蘭酶添加量分別按0、0.1、0.3 g/kg·d，糖化36 h終止、滅酶，取樣檢測糖漿組分。

1.3.7 普魯蘭酶和β-淀粉酶協(xié)同對糖漿組分的影響取DE值10.2的淀粉液化液，普魯蘭酶添加量0.3 g/kg·d，β-淀粉酶分別按0.2、0.4、0.6、1.0 g/kg·d的加酶量，糖化36 h終止、滅酶，取樣檢測糖漿組分。

1.3.8 不同加酶方案對糖漿過濾速度的影響取DE值12.8的淀粉液化液，做4組對比試驗，分別加入0.4 g/kg·d的真菌酶，0.4 g/kg·d的β-淀粉酶，0.4 g/kg·d的β-淀粉酶和0.2 g/kg·d的真菌酶，0.4 g/kg·d的β-淀粉酶和0.2 g/kg·d的普魯蘭酶。糖化結(jié)束，各取2000 mL，用抽濾瓶進行過濾，同時記錄時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 真菌酶和β-淀粉酶不同用量對糖漿組分的影響

由表1、表2可知:真菌酶和β-淀粉酶添加量的增加，麥芽糖含量有所提高，但接近最高點時，再增加酶量，麥芽糖含量提高不大；從而得出真菌酶生產(chǎn)麥芽糖漿，麥芽糖含量最高點在56%左右，β-淀粉酶在66%左右，真菌酶和β-淀粉酶都可用于制取含量大于50%的麥芽糖漿。

表1 真菌酶不同用量對糖漿組分的影響（%）

表2 β-淀粉酶不同用量對糖漿組分的影響（%）

2.2 β-淀粉酶和真菌酶協(xié)同對糖漿組分的影響

由表3可知:提高真菌酶的添加量，麥芽糖含量變化不大，葡萄糖含量明顯提高，由此可得出，真菌酶與β-淀粉酶協(xié)同效果不好，兩者協(xié)同不能提高麥芽糖含量。

表3 β-淀粉酶和真菌酶協(xié)同對糖漿組分的影響

2.3 真菌酶和普魯蘭酶協(xié)同對糖漿組分的影響

由表4可知:真菌酶與普魯蘭酶協(xié)同作用差，普魯蘭酶的加入使麥芽糖的含量降低，但麥芽三糖的含量明顯提高,麥芽三糖屬于低聚糖，具有許多優(yōu)越的性能[5]，使其增加了麥芽糖飴在部分食品中的應用性能。

表4 真菌酶與普魯蘭酶協(xié)同對糖漿組分的影響

2.4 普魯蘭酶和β-淀粉酶協(xié)同對糖漿組分的影響

由表5可知:普魯蘭酶和β-淀粉酶有較好的協(xié)同作用，麥芽糖含量可達70%以上，這表明β-淀粉酶與普魯蘭酶協(xié)同作用可用于超高麥芽糖漿的

表5 普魯蘭酶和β-淀粉酶協(xié)同對糖漿組分的影響

2.5 不同加酶方案對糖漿過濾速度的影響

前面已介紹了3種酶的性質(zhì)，作用位點和方式均不同，決定了在麥芽糖漿生產(chǎn)中糖漿過濾速度的差異。

從表6可知，真菌酶的過濾速度最快，β-淀粉酶的過濾速度最慢，β-淀粉酶與真菌酶協(xié)同，過濾速度明顯提高；β-淀粉酶與普魯蘭酶協(xié)同，過濾速度比單一酶有所提高。

表6 不同的加酶方案糖漿過濾速度差異

3 結(jié)論

綜合以上數(shù)據(jù)分析，并考慮到生產(chǎn)實際和酶的價格，得出以下結(jié)論:

（1）添加真菌酶生產(chǎn)的麥芽糖漿過濾速度最快，非常適宜在生產(chǎn)含量45%～55%的麥芽糖漿中的應用。

（2）真菌酶與β-淀粉酶協(xié)同生產(chǎn)麥芽糖漿，不能提高麥芽糖的含量，但可以彌補β-淀粉酶過濾速度較慢的不足，適宜在生產(chǎn)含量50%～55%的麥芽糖漿中的應用。

（3）真菌酶與普魯蘭酶在麥芽糖漿生產(chǎn)中不適合協(xié)同糖化，不能提高麥芽糖含量，但可明顯提高麥芽三糖的含量。

（4）β-淀粉酶與普魯蘭酶協(xié)同作用效果較好，麥芽糖含量明顯提高，適宜生產(chǎn)含量為55%～65%的高麥芽糖漿。

[1]中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會.2009年中國淀粉糖市場運行形勢[EB/OL].http://news.static.gsmn.cn/200912/23/183.000015.532B.html，2009-12-23.

[2]GB/T20883-2007，麥芽糖[S].

[3]張力田.淀粉糖（第2版）[M].北京:中國輕工業(yè)出版社，2007.

[4]周建芹，羅發(fā)興.Maltogenas和β-淀粉酶制取高麥芽糖漿的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2002，1（18）:126-128.

[5]徐貴華，劉鐘棟，陳肇錟.小麥淀粉制備麥芽三糖的研究[J].鄭州工程學院學報，2002，23（3）:1-4.