一種淀粉質原料的預處理方法技術

本發明專利技術公開了一種淀粉質原料的預處理方法，該方法包括以下步驟：（1）制備含有耐高溫淀粉酶的水溶液，將含有耐高溫淀粉酶的水溶液與淀粉質原料粉末混合，得到混合物，所述混合的條件包括溫度為65-90℃；（2）將步驟（1）中得到的混合物一次噴射至90-100℃并保持；再將一次噴射得到的產物二次噴射至120-140℃并保持；（3）在酶解條件下，將步驟（2）得到的產物與淀粉酶混合，進行酶解，得到液化液。本發明專利技術方法能夠有效地抑制調漿過程中微生物的生長；液化效果穩定并徹底；淀粉利用率高且制糖糧耗低；而且不需要在噴射液化前添加氫氧化鈣調節pH值，降低了不可發酵性殘糖產生的可能性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
目前國內企業對淀粉質原料(以玉米為例)進行預處理的方法為:將玉米粉加入溫度為50-60°C的水中進行調漿得到漿液，然后，添加氫氧化鈣調節漿液的pH值為6.0-6.5，并加入淀粉酶，一次噴射至80-95°C，維持碘試合格后進行壓濾，制得液化清液。上述方法存在以下缺陷:(1)淀粉酶很難與玉米粉混合均勻，液化效果不穩定。(2 )淀粉利用率低。(3 )液化不徹底，制糖糧耗高，眾所周知，淀粉酶很難與沒有溶脹的淀粉晶體區作用，因此，雖然加入了比較多的淀粉酶，但是淀粉質原料仍然很難液化，即使最后勉強使液化液碘試合格，但是液化液壓濾困難，濾渣粘性大，含水量高，不但會把部分糖液帶入濾渣中，同時還造成淀粉酶的浪費。(4)添加氫氧化鈣調節漿液的pH值存在添加過量的風險，而氫氧化鈣添加過量會導致不可發酵性殘糖(發酵菌株不能利用的糖)的產生，從而對后續發酵產生負面影響。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種能夠提高淀粉利用率、液化徹底、降低制糖糧耗并減少不可發酵性殘糖產生的淀粉質原料的預處理方法。本專利技術的專利技術人發現，在現有技術的調漿過程中，調漿后漿液的溫度適合微生物的生長，而微生物生長會 消耗淀粉質原料中的部分可溶性糖，從而導致淀粉利用率下降。另夕卜，微生物在生長過程中還會產生雜酸和其他代謝產物，導致調漿后漿液的PH值下降，故限制調漿過程中微生物的生長能夠有效地提高淀粉利用率并防止調漿后漿液的PH值下降。因此，為了實現上述目的，本專利技術提供了，該方法包括以下步驟:(I)制備含有耐高溫淀粉酶的水溶液，將含有耐高溫淀粉酶的水溶液與淀粉質原料粉末混合，得到混合物，所述混合的條件包括溫度為65-90°C，優選為70-85°C ；(2)將步驟(I)中得到的混合物一次噴射至90-100°C并保持；再將一次噴射得到的產物二次噴射至120-140°C并保持；(3)在酶解條件下，將步驟(2)得到的產物與淀粉酶混合，進行酶解，得到液化液。通過上述技術方案，本專利技術方法能夠有效地抑制調漿過程中微生物的生長；液化效果穩定并徹底；淀粉利用率高且制糖糧耗低；而且不需要在噴射液化前添加氫氧化鈣調節PH值，降低了不可發酵性殘糖產生的可能性。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限制本專利技術。在本專利技術中，根據GB8275-2009定義:Ig固體酶粉(或Iml液體酶)，于70°C、pH=6.0條件下，Imin內液化Img可溶性淀粉所需要的酶量，即為I個酶活力單位，以u/g(或u/ml)表示，本專利技術中酶活力單位沿用此定義。另外，在未作相反說明的情況下，使用的術語“耐高溫淀粉酶”是指耐高溫a-淀粉酶；“淀粉酶”是指能夠分解淀粉糖苷鍵的一類酶的總稱，淀粉酶一般包括a-淀粉酶、￠-淀粉酶和異淀粉酶。a -淀粉酶又稱淀粉1，4-糊精酶，它能夠任意地、不規則地切開淀粉鏈內部的a -1, 4-糖苷鍵，將淀粉水解為麥芽糖、含有6個葡萄糖單位的寡糖和帶有支鏈的寡糖。3 -淀粉酶又稱淀粉1，4-麥芽糖苷酶，能夠從淀粉分子非還原性末端切開1，4-糖苷鍵，生成麥芽糖，此酶作用于淀粉的產物是麥芽糖與極限糊精。異淀粉酶又稱淀粉a-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于支鏈淀粉分子分枝點處的a -1, 6-糖苷鍵，將支鏈淀粉的整個側鏈切下變成直鏈淀粉。本專利技術提供的淀粉質原料的預處理方法包括以下步驟:(I)制備含有耐高溫淀粉酶的水溶液，將含有耐高溫淀粉酶的水溶液與淀粉質原料粉末混合，得到混合物，所述混合的條件包括溫度為65-90°C，優選為70-85°C ；(2)將步驟(I)中得到的混合物一次噴射至90-100°C并保持；再將一次噴射得到的產物二次噴射至120-140°C并保持；(3)在酶解條件下，將步驟(2)得到的產物與淀粉酶混合，進行酶解，得到液化液。步驟(I)中，只要所述混合的條件為上述條件即可實現本專利技術的目的。其中，所述制備含有耐高溫淀粉酶的水溶液的方法可以為本領域技術人員熟知的各種方法。而且本專利技術對所述混合的時間沒有特別限定，一般地，所述混合的時間為3-10min。另外，所述淀粉質原料粉末的平均粒徑可以為本領 域常規的適于噴射液化和酶解的平均粒徑，例如，可以為300-500 u mD根據本專利技術，步驟(I)中，所述耐高溫淀粉酶的用量可以為常規用量，但優選情況下，相對于每克以干重計的淀粉質原料粉末，所述耐高溫淀粉酶的用量為15-50酶活力單位，更優選為25-35酶活力單位，從而進一步提高液化效果。所述混合物中的水含量可以為常規含量，優選情況下，所述混合物中的水含量為60-70重量％。根據本專利技術，在步驟(2)中，對所述一次噴射和二次噴射的方式和時間沒有特別限定，可以在本領域技術人員所公知的噴射器(例如，兆光噴射器或天長水熱器)中進行噴射接觸，故在此不再贅述。需要說明的是，步驟(2)中提及的噴射至某溫度(以100°C為例)并保持，指的是噴射后物料的溫度為KKTC，并在該溫度(IO(TC)下保持。其中，噴射后保持的時間可以在較寬范圍內選擇，優選地，將步驟(I)中得到的混合物一次噴射至90-100°C，并在該溫度下保持60-120min ;將一次噴射得到的產物二次噴射至120_140°C，并在該溫度下保持 4-10min。根據本專利技術，步驟(3)中，所述淀粉酶可以為一般的淀粉酶，如a-淀粉酶、￠-淀粉酶和異淀粉酶；也可以為耐高溫淀粉酶。優選情況下，使用a-淀粉酶和/或異淀粉酶。更優選使用耐高溫淀粉酶即耐高溫a-淀粉酶，耐高溫a-淀粉酶具有極好的耐熱性，是采用地衣芽孢桿菌經深層培養，提取等工序精制而成，能隨機水解淀粉、糖原及其降解物內部的a -1, 4葡萄糖苷健使得膠狀淀粉溶液的粘度迅速下降，產生可溶性糊精和寡聚糖，過度的水解可產生少量葡萄糖和麥芽糖。上述各種淀粉酶均可以通過商購獲得。根據本專利技術，步驟(3)中，所述酶解的條件可以在較寬范圍內選擇，優選情況下，當所述淀粉酶為耐高溫淀粉酶時，所述酶解的條件包括酶解溫度為90-100°C，酶解時間為12_60mino根據本專利技術，步驟(3)中，所述淀粉酶的用量可以在較寬范圍內選擇，但優選情況下，所述淀粉酶的用量為制備含有耐高溫淀粉酶的水溶液的耐高溫淀粉酶用量的30-40重量％，更優選為25-35重量％。當步驟(3)中所述淀粉酶的用量在上述優選范圍內時，能夠獲得更好的液化效果。根據本專利技術，步驟(3)中，可以通過多種方式將步驟(2)得到的產物的溫度降至酶解溫度，優選情況下，通過閃蒸的方式將步驟(2)得到的產物的溫度降至酶解溫度，以使大顆粒淀粉膨脹破裂為小顆粒淀粉，從而達到更佳的酶解效果。可以通過本領域常規的工藝進行閃蒸，因此本文不再贅述。更優選的情況下，將閃蒸后得到的冷凝水返回步驟(I)中用于制備含有耐高溫淀粉酶的水溶液。這樣可以循環利用資源，降低生產成本。根據本專利技術，所述淀粉質原料可以為本領域公知的各種可以用于酶解、發酵的含有淀粉的原料，例如，可以選自玉米、薯類、小麥和高粱中的一種或多種。更優選地，所述淀粉質原料為未脫胚的玉米，此時該方法還包括除去步驟(3)中得到的液本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種淀粉質原料的預處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：（1）制備含有耐高溫淀粉酶的水溶液，將含有耐高溫淀粉酶的水溶液與淀粉質原料粉末混合，得到混合物，所述混合的條件包括溫度為65?90℃，優選為70?85℃；（2）將步驟（1）中得到的混合物一次噴射至90?100℃并保持；再將一次噴射得到的產物二次噴射至120?140℃并保持；（3）在酶解條件下，將步驟（2）得到的產物與淀粉酶混合，進行酶解，得到液化液。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：岳國君，羅虎，周勇，朱繼成，盧宗梅，
申請(專利權)人：中糧生物化學安徽股份有限公司，
類型：發明
國別省市：