[发明专利]一种淀粉质原料的酶解方法和柠檬酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淀粉质原料的酶解方法和柠檬酸的制备方法。

背景技术

柠檬酸是一种广泛应用于饮料、食品及医药等行业的有机酸。我国是柠檬酸的生产大国，国内拥有20余家生产厂，年产量已超过80万吨。目前，柠檬酸主要通过发酵法制备，例如，一般需要先将淀粉质原料粉碎，将粉碎后的产物与水混合得到淀粉浆液，将淀粉浆液与酶混合进行酶解，得到酶解产物(液化液)，并将黑曲霉接种至含有所述酶解产物的发酵液中并发酵产生柠檬酸。但是，由现有的酶解淀粉质原料工艺得到的酶解产物中的残淀粉含量偏高，因此，会造成柠檬酸的收率较低，且柠檬酸成品的生产成本较高的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的柠檬酸的制备方法中，酶解产物中的残淀粉含量偏高，而造成柠檬酸的收率较低的缺陷，提供一种使酶解产物中具有较低残淀粉含量的淀粉质原料的酶解方法和具有较高柠檬酸收率的柠檬酸的制备方法。

本发明提供了一种淀粉质原料的酶解方法，其中，该方法包括下述步骤：

(1)将由淀粉质原料得到的淀粉浆液与部分酶混合，得到混合物，将该混合物与蒸汽接触，接触的条件使得与蒸汽接触后的混合物的温度为75-95℃，并在该温度下保持30-90分钟；

(2)将步骤(1)的与蒸汽接触后的混合物再次与蒸汽接触，接触的条件使再次与蒸汽接触后的混合物的温度为100-120℃，并在该温度下保持1-10分钟；

(3)将步骤(2)的再次与蒸汽接触后的混合物降温至80-90℃，并与剩余部分的酶混合、酶解。

本发明还提供了一种柠檬酸的制备方法，该方法包括将黑曲霉接种至发酵液中并发酵产生柠檬酸，所述发酵液含有淀粉质原料的酶解产物，其中，所述淀粉质原料的酶解产物的制备方法为本发明提供的方法。

本发明提供的酶解方法可以更充分的水解淀粉质原料中的淀粉、可溶性糊精及低聚糖中的a-1，4葡萄糖苷键，使淀粉链逐渐变短，减少了大分子量淀粉的存在，同时使糊化淀粉的粘度迅速下降，还能有效的控制淀粉液化程度，减少淀粉老化。因此，本发明提供的方法解决了现有技术中存在的酶解产物(液化液)中残淀粉偏高的问题，从而有效提高了柠檬酸的收率并降低了粮耗，降低了柠檬酸的生产成本。

具体实施方式

按照本发明，所述淀粉质原料的酶解方法包括下述步骤：

(1)将由淀粉质原料得到的淀粉浆液与部分酶混合，得到混合物，将该混合物与蒸汽接触，接触的条件使得与蒸汽接触后的混合物的温度为75-95℃，并在该温度下保持30-90分钟；

(2)将步骤(1)的与蒸汽接触后的混合物再次与蒸汽接触，接触的条件使再次与蒸汽接触后的混合物的温度为100-120℃，并在该温度下保持1-10分钟；

(3)将步骤(2)的再次与蒸汽接触后的混合物降温至80-90℃，并与剩余部分的酶混合、酶解。

本发明的发明人发现，现有技术中酶解的方法为将淀粉浆液和淀粉酶混合后升温至指定温度后维持一定时间使其充分酶解(导致升温时间过长)。在本发明的步骤(1)中，在将淀粉浆液与部分酶混合并将得到的混合物与蒸汽经过一次接触后，使混合物的温度保持在75-95℃，优选为80-90℃，可以达到使淀粉充分糊化而达到预液化的目的，同时在该温度下与蒸汽的混合还能够有效降低淀粉浆液的粘度。为了能够达到充分液化而达到最佳的液化效果，优选情况下，在步骤(1)的温度下保持30-90分钟，更优选为50-80分钟。在步骤(2)中，将经过步骤(1)的充分预液化的淀粉浆液再次与蒸汽接触，使接触后的混合物的温度保持为100-120℃，优选为100-110℃。一方面，在蒸汽与淀粉浆液混合的过程中，蒸汽对淀粉浆液具有剪切、搅拌的作用，另一方面，热蒸汽能够进一步使在淀粉浆液预液化时一些包裹在纤维里(生产原料采用的是淀粉质原料，原料中会有纤维存在)的淀粉分子和一些支链淀粉瞬间膨胀，然后在步骤(3)中，使淀粉浆液在经高温后，迅速降温至80-90℃，快速的温度变化可使淀粉分子的膨胀更加充分，以至于能够使大颗粒淀粉膨胀破裂为小颗粒淀粉，从而使酶与淀粉颗粒的接触效果更好，以达到更佳的酶解(液化)效果。在经过第二次与蒸汽接触后的淀粉浆液的温度基本恒定在80-90℃，此时再次补充剩余部分的酶，不仅可以使酶在最适的温度范围内发挥其最佳的酶解性能，而且还可以避免因温度波动而导致液化效果不稳定的现象。为了能够达到充分液化而达到最佳的液化效果，优选情况下，在步骤(2)的温度下保持1-10分钟，更优选为5-9分钟。