低DE值麦芽糊精生产工艺的探讨

2019-09-10曹文毅

科学导报·学术 2019年19期

关键词：液化

摘要：DE值是葡萄糖值或葡萄糖当量，用来表示淀粉降解产物中还原糖的数量，是衡量淀粉被水解的程度。麦芽糊精是淀粉经酶法水解后产生的一种介于淀粉和淀粉糖之间，DE值≤20的没有任何味道的营养性多糖。本文从原材料选择及特性分析到小试和中试实验数据的分析，确定了低DE值麦芽糊精生产的最优工艺方案;并对工业化试生产进行了研究与评价，提出改进措施。

关键词：玉米淀粉;液化：低DE值;麦芽糊精

1.概述

1.1麦芽糊精是淀粉通过热、酸或具有特异性的酶处理而产生一大类主要有D-葡萄糖、麦芽糖、麦芽二糖、三糖等一系列低聚糖和多糖组成的降解产物。由于降解过程中还原端基的增加，其降解程度可以用DE值表示（Dextrose Equivalent，还原糖含量）。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DE值的升高其淀粉水解程度也逐渐增大。

1.2 不同DE值的麦芽糊精的性质

1.DE值是测定脱水α-D-葡萄糖单位，即还原端的数量，通常人们只能定表观DE值。DE值反映了淀粉水解程度，随着水解程度的增加，各组分向平均分子量减少的方向移动，而DE值升高。麦芽糊精的DE在4-6%时，其糖组分全部是四糖以上的较大分子。DE在9-12%时，其糖组分是低分子糖类的比例较小而高分子糖类较多，产品无甜味，不易受潮，难以褐变，粘性强。DE值在13-17%时，甜度较低，不易受潮，还原糖比例少，故难褐变，溶解性较好，粘度适当。DE值在18-20%时，有甜味，吸潮，还原糖含量比例适当，发生褐变反应，溶解性良好，粘度低。

2.玉米淀粉酶解生产低DE值麦芽糊精工艺的研究

2.1酶法生产麦芽糊精的机理

酶法生产工艺利用α-淀粉酶对淀粉的催化水解具有高度的专一性，即只能按照一定方式水解一定种类和一定部位的葡萄糖苷键。α-淀粉酶水解直链淀粉分子的方式可分成两个阶段。前阶段反应速度很快，初始产物是以短链糊精为主，后阶段水解速度很慢，可不规则的切断淀粉分子内的α-1、4葡萄糖苷键，但水解位于分子末端的α-1、4键要比位于分子中间的α-1、4键困难。

α-淀粉酶水解支链淀粉的方式与直链淀粉相似。α-1、4键被水解的先后次序没有一定，不能水解α-1、6键分支点，一不能水解紧靠分支点的α-1、4键，但可以水解含有3个或3个以上α-1、4键的寡糖，可得含有α-1、6键、聚合度为3-4的低聚糖和糊精。α-淀粉酶能够越过α-1、6键继续水解其他的α-1、4键，但α-1、6键的存在会降低其水解速度。这些原因就使的α-淀粉酶水解支链淀粉的速度较直链淀粉慢。α-淀粉酶水解支链淀粉，最初阶段很快，初始产物大部分为分支的α-界限糊精和短支链糊精，继续水解麦芽糊精分子越来越小，直到遇碘不变色。故酶的特异性与专一性使产物分子发布较均匀，聚合度高的分子数目很少，线性大分子的长度不足以产生老化现象，没有混浊。

α-淀粉酶的水解速度因底物分子和分子大小而不同。直链淀粉的水解速度快于支链淀粉和糖原，水解较小分子的低聚糖的速度更快。

酶法生产副反应少，条件温和，易于控制，更适合于低降解程度或需要进一步处理的淀粉液化产物的生产，因此生产低DE值麦芽糊精，更适合用酶法生产。

2.2反应时间与澄清度及DE值的关系

由数据可知，随着时间的延长，得率及澄清度均迅速增加，随后变化平缓，而且DE值不断上升。

2.3加酶量对DE值的影响

淀粉浓度为30%、溶液PH6.5、喷射温度105-107℃条件下观察加酶量对喷射样品DE值的影响。随着加酶量的增加，喷射样品DE值变化不大，说明在较短的喷射时间内，酶活力还不足以充分发挥，在酶制剂添加量为0.3L/T时DE值达到最高，残留酶活较低

2.4保温工艺优化

就保温时间、温度及酶用量对保温工艺进行正交优化，以加酶量A（L/t淀粉）0.025、0.03、0.035，反应温度B（℃）85、90、95，反应时间C60、90、120三个因素结果如下表

由数据可知，随着加酶量的增加，产品DE值不断增加;在较低温度（85℃）下保溫时，DE值变化较快;随着保温时间的延长，DE值也逐渐变大。

低DE值麦芽糊精的生产并不是单纯从DE值上考虑的，为了使产品性质更加符合使用要求，所选择的生产工艺应该保证水解过程更加均匀。通常选择适当加酶量，以略高的温度（90℃以上）进行保温，减缓DE值的变化，从而增加水解的均匀性和可控性。

2.5保温时间的确定

根据低DE值麦芽糊精（DE值5左右）的生产要求，保温时间选择90min。