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利用复合酶制备低聚木糖糖浆、糖粉的方法

  • 专利名称
    利用复合酶制备低聚木糖糖浆、糖粉的方法
  • 发明者
    刘宽, 刘鹏, 孙勇民, 岳鹍, 王立晖, 王芃, 范树生
  • 公开日
    2012年7月25日
  • 申请日期
    2012年3月31日
  • 优先权日
    2012年3月31日
  • 申请人
    天津现代职业技术学院
  • 文档编号
    C12P19/14GK102605021SQ20121009437
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其特征在于该方法的步骤为(1)、将纤维素原料进行粉碎,粉碎后过40-60目筛清理除杂后加入水中配置成纤维素原料悬浮液;(2)、采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH值至5.5-6. 5,加入纤维素原料悬浮液重量O. 5-1. 5%的耐高温α -淀粉酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至85-95°C后水解30-45min ;冷却至40_45°C,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH值至7. 5-8. 5,加入纤维素原料悬浮液重量2. 5-3. 5%的碱性蛋白酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至45-60°C后水解100-150min ;反应结束后,在100°C下煮沸 10-15min灭酶,得到灭酶悬浮液;(3)、将灭酶悬浮液离心沉淀,弃去上清液,用蒸馏水进行洗涤3-5次,得到沉淀物经干燥处理后得到膳食纤维原料,将膳食纤维原料在30-40°C下干燥24-30h,至其水分含量为 10-12% ;(4)、将干燥后的膳食纤维原料配制成60g/L膳食纤维悬浮液,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节膳食纤维悬浮液PH值至5. 6,加入内切β -I,4-木聚糖酶、阿魏酸酯酶以及真菌漆酶构成的复合酶液,在55°C下反应6-12h,反应结束后过滤,得低聚木糖酶解液;(5)、将低聚木糖酶解液经过精滤后通过纳滤膜截留相对分子质量为100-800的纳滤溶液,再通过超滤膜截留相对分子质量为1500-20000的超滤溶液,将超滤溶液脱盐、脱色、 浓缩后得到低聚木糖糖浆成品2.根据权利要求I所述的利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其特征在于所述的纤维素原料为玉米芯、甘蔗渣、稻草、小麦麸皮、棉籽壳和菜籽壳3.根据权利要求I所述的利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其特征在于所述的纤维素原料与水的重量比为15-1 154.根据权利要求I所述的利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其特征在于所述的复合酶液为加入膳食纤维悬浮液重量O. 6% -0.7%的内切β-1,4-木聚糖酶、膳食纤维悬浮液重量O. 2% -O. 4%阿魏酸酯酶以及膳食纤维悬浮液重量O. 15% -O. 25%真菌漆酶的混合液5.一种利用复合酶制备低聚木糖糖粉的方法,其特征在于将如权利要求I或2或3 或4所述的利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法得到的低聚木糖糖浆经过喷雾干燥,即得到低聚木糖糖粉成品
  • 技术领域
    本发明属于低聚木糖制备领域,尤其是一种利用复合酶制备低聚木糖糖浆、糖粉的方法
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围本发明中玉米芯、甘蔗渣、稻草、小麦麸皮、棉籽壳和菜籽壳,磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、耐高温α -淀粉酶、碱性蛋白酶、内切β_1,4-木聚糖酶、阿魏酸酯酶以及真菌漆酶均可以在市场上购买得到实施例I一种利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其方法的步骤为(I)、将纤维素原料进行粉碎,本实施例采用的纤维素原料为玉米芯、甘蔗渣、稻草的混合物,粉碎后过40目筛清理除杂后加入混合物5倍重量的水,配置成纤维素原料悬浮液;纤维素原料也可以为小麦麸皮、棉籽壳和菜籽壳;(2)、采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH值至5. 5,加入纤维素原料悬浮液重量O. 5%的耐高温α -淀粉酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至85°C 后水解30min ;冷却至40°C,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH 值至7. 5,加入纤维素原料悬浮液重量2. 5%的碱性蛋白酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至45°C后水解IOOmin ;反应结束后,在100°C下煮沸IOmin灭酶,得到灭酶悬浮液;(3)、将灭酶悬浮液离心沉淀,弃去上清液,用蒸馏水进行洗涤3次,得到沉淀物经干燥处理后得到膳食纤维原料,将膳食纤维原料在30°C下干燥24h,至其水分含量为10% ;(4)、将干燥后的膳食纤维原料配制成60g/L膳食纤维悬浮液,采用磷酸氢二
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专利名称:利用复合酶制备低聚木糖糖浆、糖粉的方法低聚木糖又称木寡糖,是由2-7个木糖分子以β_1,4糖苷键结合而成,以木二糖和木三糖为主要成分的混合物。低聚木糖是一种重要的功能性食品,除了具有低热、稳定、 安全、无毒等良好的理化特征外,还具有促进肠道内益生菌群繁殖、抑制有害菌群生长的独特生理性能,可广泛应用于食品、饮料、医疗保健等领域。目前低聚木糖的生产主要有酸降解和生物降解两种方法。采用酸降解法时,木聚糖降解速度和产品的组成难以控制,很难制备高纯度低聚木糖。生物降解法包括微生物发酵法和酶水解法。由于微生物发酵法的产品提纯非常困难,因此目前工业化生产低聚木糖主要采用酶水解法,而现有酶水解法主要应用单一酶进行水解,而对应的原料也是单一种类,譬如单一的玉米芯、甘蔗渣、稻草、小麦麸皮、棉籽壳或菜籽壳,制备时原料种类使用受到限制,再者酶解时间较长,一般需要16-24小时,低聚木糖产率较低,一般只有15-20%。
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,该方法工艺简单,原料来源广泛并能混合使用,缩短了生产时间,提高了生产效率以及产率。本发明的另一个目的在于提供一种利用复合酶制备低聚木糖糖粉的方法。本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的—种利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其方法的步骤为(I)、将纤维素原料进行粉碎,粉碎后过40-60目筛清理除杂后加入水中配置成纤维素原料悬浮液;(2)、采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH值至5. 5-6. 5, 加入纤维素原料悬浮液重量O. 5-1. 5%的耐高温α -淀粉酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至85-95°C后水解30-45min ;冷却至40_45°C,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液PH值至7. 5-8. 5,加入纤维素原料悬浮液重量2. 5-3. 5%的碱性蛋白酶, 在搅拌机匀速搅拌条件下升温至45-60°C后水解100-150min ;反应结束后,在100°C下煮沸 10-15min灭酶,得到灭酶悬浮液;(3)、将灭酶悬浮液离心沉淀,弃去上清液,用蒸馏水进行洗涤3-5次,得到沉淀物经干燥处理后得到膳食纤维原料,将膳食纤维原料在30-40°C下干燥24-30h,至其水分含量为 10-12% ;(4)、将干燥后的膳食纤维原料配制成60g/L膳食纤维悬浮液,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节膳食纤维悬浮液PH值至5. 6,加入内切β -I,4-木聚糖酶、阿魏酸酯酶以及真菌漆酶构成的复合酶液,在55°C下反应6-12h,反应结束后过滤,得低聚木糖酶解液;(5)、将低聚木糖酶解液经过精滤后通过纳滤膜截留相对分子质量为100-800的纳滤溶液,再通过超滤膜截留相对分子质量为1500-20000的超滤溶液,将超滤溶液脱盐、 脱色、浓缩后得到低聚木糖糖浆成品。而且,所述的纤维素原料为玉米芯、甘蔗渣、稻草、小麦麸皮、棉籽壳和菜籽壳。而且,所述的纤维素原料与水的重量比为I : 5-1 15。而且,所述的复合酶液为加入膳食纤维悬浮液重量O. 6%-O. 7%的内切β-1, 4-木聚糖酶、膳食纤维悬浮液重量O. 2% -O. 4%阿魏酸酯酶以及膳食纤维悬浮液重量 O. 15% -O. 25%真菌漆酶的混合液。一种利用复合酶制备低聚木糖糖粉的方法,其将利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法得到的低聚木糖糖浆经过喷雾干燥,即得到低聚木糖糖粉成品。本发明的优点和有益效果为I、本利用复合酶制备低聚木糖糖浆、糖粉的方法,可同时应用于玉米芯、甘蔗渣和稻草等不同纤维素原料,酶解时间短,传统工艺酶解时间为16-24h,本工艺酶解时间为 6-12h,低聚木糖酶解产率高传统工艺酶解产率一般为15-20%左右,本工艺酶解产率可达 25-30 %左右,具有良好的工业化应用前景。2、本发明工艺简单,原料来源广泛并能混合使用,缩短了生产时间,提高了生产效率以及产率,是一种安全可靠的利用复合酶制备低聚木糖糖浆、糖粉的方法。4钠-柠檬酸缓冲溶液调节膳食纤维悬浮液PH值至5. 6,加入膳食纤维悬浮液重量O. 6%的内切β_1,4-木聚糖酶、膳食纤维悬浮液重量O. 2%阿魏酸酯酶以及膳食纤维悬浮液重量O.15%真菌漆酶构成的复合酶液,在55°C下反应6h,反应结束后过滤,得低聚木糖酶解液;(5)、将低聚木糖酶解液经过精滤后通过纳滤膜截留相对分子质量为100的纳滤溶液,再通过超滤膜截留相对分子质量为1500的超滤溶液,将超滤溶液脱盐、脱色、浓缩后得到低聚木糖糖浆成品。一种利用复合酶制备低聚木糖糖粉的方法,其利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法得到的低聚木糖糖浆经过喷雾干燥,即得到低聚木糖糖粉成品。实施例2一种利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其方法的步骤为(I)、将纤维素原料进行粉碎,该纤维素原料为小麦麸皮、棉籽壳和菜籽壳的混合物,粉碎后过60目筛清理除杂后加入混合物重量15倍的水,配置成纤维素原料悬浮液;(2)、采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH值至6. 5,加入纤维素原料悬浮液重量I. 5%的耐高温α -淀粉酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至95°C 后水解45min ;冷却至45°C,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH 值至8. 5,加入纤维素原料悬浮液重量3. 5%的碱性蛋白酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至60°C后水解150min ;反应结束后,在100°C下煮沸15min灭酶,得到灭酶悬浮液;(3)、将灭酶悬浮液离心沉淀,弃去上清液,用蒸馏水进行洗涤5次,得到沉淀物经干燥处理后得到膳食纤维原料,将膳食纤维原料在40°C下干燥30h,至其水分含量为12% ;(4)、将干燥后的膳食纤维原料配制成60g/L膳食纤维悬浮液,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节膳食纤维悬浮液PH值至5. 6,加入膳食纤维悬浮液重量O. 7 % 的内切β-1,4-木聚糖酶、膳食纤维悬浮液重量O. 4%阿魏酸酯酶以及膳食纤维悬浮液重量O. 25%真菌漆酶构成的复合酶液,在55°C下反应12h,反应结束后过滤,得低聚木糖酶解液;(5)、将低聚木糖酶解液经过精滤后通过纳滤膜截留相对分子质量为800的纳滤溶液,再通过超滤膜截留相对分子质量为20000的超滤溶液,将超滤溶液脱盐、脱色、浓缩后得到低聚木糖糖浆成品。一种利用复合酶制备低聚木糖糖粉的方法,其利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法得到的低聚木糖糖浆经过喷雾干燥,即得到低聚木糖糖粉成品。实施例3一种利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其方法的步骤为(I)、将纤维素原料进行粉碎,本实施例纤维素原料为玉米芯,粉碎后过50目筛清理除杂后加入玉米芯重量7倍的水,配置成纤维素原料悬浮液;(2)、采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH值至6,加入纤维素原料悬浮液重量I %的耐高温α -淀粉酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至90°C后水解38min ;冷却至43°C,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节纤维素原料悬浮液pH值至 8,加入纤维素原料悬浮液重量3%的碱性蛋白酶,在搅拌机匀速搅拌条件下升温至53°C后水解125min ;反应结束后,在100°C下煮沸13min灭酶,得到灭酶悬浮液;(3)、将灭酶悬浮液离心沉淀,弃去上清液,用蒸馏水进行洗涤4次,得到沉淀物经干燥处理后得到膳食纤维原料,将膳食纤维原料在35°C下干燥27h,至其水分含量为11% ;(4)、将干燥后的膳食纤维原料配制成60g/L膳食纤维悬浮液,采用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液调节膳食纤维悬浮液PH值至5. 6,加入膳食纤维悬浮液重量O. 65%的内切β_1,4-木聚糖酶、膳食纤维悬浮液重量O. 3%阿魏酸酯酶以及膳食纤维悬浮液重量O.2%真菌漆酶构成的复合酶液,在55°C下反应9h,反应结束后过滤,得低聚木糖酶解液;(5)、将低聚木糖酶解液经过精滤后通过纳滤膜截留相对分子质量为450的纳滤溶液,再通过超滤膜截留相对分子质量为11000的超滤溶液,将超滤溶液脱盐、脱色、浓缩后得到低聚木糖糖浆成品。一种利用复合酶制备低聚木糖糖粉的方法,其利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法得到的低聚木糖糖浆经过喷雾干燥,即得到低聚木糖糖粉成品。实施例4应用本发明取等量的玉米芯、稻草和小麦麸皮组成混合原料,加水搅拌,过胶体磨。调节加水量,配制料液比为I : 12的混合原料悬浮液,调节pH为5. 6,控制温度在95 100°C之间,加入I. 5%的耐高温淀粉酶,不断搅拌下水解30min。悬浮液温度降到50°C,调节pH为9. O,加入3%碱性蛋白酶,酶解120min。5000r .min-l下离心20min,弃去上清液, 用热蒸馏水冲洗沉淀物3遍,沉淀物放在烘箱中,在60°C下烘10h,得到去除淀粉和蛋白的膳食纤维。取干燥称重后的膳食纤维,配制成60g. L—1悬浮液,调节pH为5. 6,加入阿魏酸酯酶、木聚糖酶和漆酶组成的复合酶,其中阿魏酸酯酶用量O. 20%,木聚糖酶用量O. 64%, 漆酶用量O. 16%,于55°C下反应6h,反应结束后过滤,得低聚木糖酶解液;此条件下测得木聚糖酶解产率达27.2%。

本发明涉及一种利用复合酶制备低聚木糖糖浆的方法,其方法的步骤为(1)将纤维素原料进行粉碎配置成纤维素原料悬浮液;(2)调节pH值至5.5-6.5,加入耐高温α-淀粉酶,升温至85-95℃后水解;冷却,调节pH值至7.5-8.5,加入碱性蛋白酶,匀速搅拌升温至45-60℃后水解、灭酶;(3)将灭酶悬浮液离心沉淀,洗涤干燥;(4)配制成膳食纤维悬浮液,调节pH值至5.6,加入内切β-1,4-木聚糖酶、阿魏酸酯酶以及真菌漆酶构成的复合酶液,得低聚木糖酶解液;(5)经过精滤后、纳滤、超滤、脱盐、脱色、浓缩后得到低聚木糖糖浆。本发明工艺简单,原料来源广泛并能混合使用,缩短了生产时间,提高了生产效率以及产率。



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