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      β淀粉酶
      β淀粉酶

      對于生產麥芽糖漿,大豆β-淀粉酶有什么優勢

      2021-08-13 14:07:28

      隨著食品工業甜味劑的升級,對麥芽糖漿的需求越來越大,沿海地區和一些發達地區的糖果企業逐漸用麥芽糖漿取代傳統的麥芽糖和葡萄糖。常規麥芽糖漿的生產方法是將稻谷等糧食作物蒸煮后加入發芽的大麥作為糖化劑,淋出糖液,用熬糖的方法制取麥芽糖,但該工藝已逐漸被純化。

      淀粉糖工業中一般使用大麥-淀粉酶或真菌-淀粉酶與普魯蘭酶聯用生產麥芽糖漿,有文獻介紹新型淀粉酶小麥-淀粉酶和大豆-淀粉酶亦可用于麥芽糖漿的生產。本文就麥芽糖漿生產中使用的主要酶制劑的作用機理及適用條件作討論,得出大豆-淀粉酶在生產高麥芽糖漿上的優勢。

      1、酶種來源

      -淀粉酶廣泛存在于大麥、小麥、玉米、大豆、麩皮、甘薯等高等植物和一些微生物中,主要包括大豆-淀粉酶、大麥-淀粉酶、小麥-淀粉酶;-淀粉酶普遍存在于植物、微生物、動物中,工業中使用的-淀粉酶主要來源于細菌和曲霉,真菌-淀粉酶便是通過米曲霉(Aspergillusoryzaevar)發酵生產出來的。


      2、作用機理

      -淀粉酶是一種外切型糖化酶,從糊精的非還原尾端開始水解,只能有序地水解相隔的-1,4葡萄糖苷鍵,而不能水解-1,6葡萄糖苷鍵,并且不能越過此鍵繼續水解,當遇到此鍵時,水解停止,同時此酶亦不能水解麥芽三糖,所以其水解產物是大量的麥芽二糖和少量的極限糊精,主要應用于麥芽糖或超高麥芽糖漿的生產。

      真菌-淀粉酶則是一種內切型淀粉酶,可以迅速地水解凝膠淀粉、直鏈淀粉和直鏈淀粉水溶液內部相隔的-1,4葡萄糖苷鍵,與-淀粉酶一樣,其不能作用于-1,6葡萄糖苷鍵,但能越過此鍵繼續水解,并且可以水解麥芽三糖,所以其產物是大量的麥芽二糖及少量的葡萄糖。此酶亦可用于麥芽糖漿的生產,有時也作為中溫淀粉酶使用于淀粉的液化過程中。


      3、適用條件

      一般而言,酶制劑的適用條件主要與溫度、pH、底物濃度、金屬離子種類等因素有關,而在相同的液化條件下,糖化液的溫度、pH對酶制劑的反應效果影響較大。


      3.1溫度

      以酶制劑相對活性的80%~100%衡量酶制劑的反應溫度條件,酶制劑的較佳反應溫度見表1。


      酶種類

      溫度范圍°C

      溫度

      大豆B-淀粉酶

      50 ?72

      63

      大麥P-淀粉酶

      45 ?60

      57

      小麥淀粉酶

      60-63

      61

      真菌a-淀粉酶

      45 ?58

      53

      普魯蘭酶

      53~65

      60


      3.2pH值

      酶制劑的較佳反應pH見表2。


      酶種類

      pH范圍

      pH

      大豆。-淀粉酶

      3.5~6.2

      4.5

      大麥B-淀粉酶

      5.2~6.2

      5.5

      小麥3-淀粉酶

      5.0-6.5

      5.5

      真菌a-淀粉酶

      4.0 ?6.2

      5.0

      普魯蘭酶

      4.0~5.8

      5.0


      由表1,表2可知,酶制劑的較佳反應溫度是大豆-淀粉酶>小麥-淀粉酶>大麥淀粉酶>真菌-淀粉酶,而較佳反應pH是大豆-淀粉酶<真菌-淀粉酶<大麥-淀粉酶=小麥-淀粉酶。在麥芽糖漿的糖化過程中,使用大麥-淀粉酶糖化的條件一般控制在溫度58℃~60℃,pH值5.3~5.6,這便給乳酸桿菌提供了一個豐富的培養基,使乳酸桿菌快速繁殖,繼而整個糖化pH值迅速下降,導致成品麥芽糖含量偏低,副產物增多,亦會增加過濾及離子交換工序的負擔。大豆-淀粉酶可在溫度60℃~65℃,pH值4.3~4.8范圍內糖化,大大地抑制了雜菌的生長,減少有色物質生成,提高了糖化效率且在此范圍內亦能很好地協同普魯蘭酶一起生產麥芽糖漿。


      4、失活條件

      以酶制劑相對活性的20%衡量酶制劑的失活溫度、pH條件,酶制劑的失活條件見表3。


      酶種類

      失活溫度

      °C

      失活pH

      大豆淀粉酶

      382

      大麥8-淀粉酶

      N66

      W3.5

      小麥P-淀粉酶

      N68

      W3.5

      真菌a-淀粉酶

      368

      W3.0

      普魯蘭酶

      368

      W3.5


      由表3可知,酶制劑的失活由難至易是大豆-淀粉酶>普魯蘭酶=小麥-淀粉酶>真菌-淀粉酶=大麥淀粉酶,即在糖化時,大麥-淀粉酶及真菌-淀粉酶易受溫度影響導致失活,不利于高麥芽糖漿的生產。


      5、小結

      大豆-淀粉酶可在溫度60℃~65℃,pH值4.3~4.8條件下生產麥芽糖漿,對比其他用于生產麥芽糖漿的-淀粉酶或真菌-淀粉酶擁有更低pH值及更高的糖化溫度等優勢,一定程度上解決了糖化過程中雜菌導致pH值降低的難題,同時低pH值條件下糖化可減少有色副產物的產生,從而減少離子交換工序的負擔。而高麥芽糖漿的糖化一般需經歷6h~40h,在此過程中糖化pH值及溫度都會有所下降,采用大豆-淀粉酶可避免在糖化過程中返調pH值及補加酶的現象,從而減少染菌及后續工序的負擔。

      通過以上講解對于生產麥芽糖漿,大豆β-淀粉酶的優勢你都了解了吧,更多相關資訊敬請關注!

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