【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及淀粉衍生物生產(chǎn)，具體涉及一種替代氧化淀粉酶改性淀粉的制備方法。
技術介紹
1、氧化作為淀粉改性的一種重要方法，主要發(fā)生在淀粉分子中α-1,4、α-1,6糖苷鍵和羥基上，其能被氧化劑氧化成為羰基、醛基或羧基，破壞淀粉分子中部分糖苷鍵，使分子發(fā)生一定的降解，從而提高淀粉白度，降低糊化溫度及糊化黏度，使其透明度增加、黏結(jié)力增高，形成良好的成膜性。
2、常用的淀粉氧化劑包括次氯酸鈉、雙氧水、高錳酸鉀等；其中，次氯酸鈉是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中一種常見的氧化劑，其作為淀粉氧化劑的優(yōu)勢在于擁有低廉的價格以及充足的來源；但是在次氯酸鈉作為氧化劑使用時，反應條件苛刻，如反應溫度、ph、加入次氯酸鈉的速度等，都影響著氧化效果，因此對反應條件需應進行嚴格控制；而且，該次氯酸鈉氧化工藝產(chǎn)生的污水難以處理，導致生產(chǎn)不能連續(xù)，產(chǎn)量大幅度降低；雙氧水價格低廉，易獲得，但其氧化速率較低導致其應用受限；高錳酸鉀氧化過程復雜，對于現(xiàn)階段來說，仍存在著許多困難。可見，傳統(tǒng)的氧化淀粉改性方法存在成本高、氧化程度難以控制、對環(huán)境有污染等缺點。
3、酶轉(zhuǎn)化淀粉工藝可以克服傳統(tǒng)的氧化淀粉工藝所存在的不足；酶轉(zhuǎn)化淀粉是用α-淀粉酶對原生淀粉進行改性所得的產(chǎn)品，這種改性方法具有操作工藝簡單、成本低、無污染等優(yōu)點；然而，通過目前酶轉(zhuǎn)化工藝制備的酶轉(zhuǎn)化淀粉存在流動性能較氧化淀粉差、容易產(chǎn)生泡沫（尤其是在溫度降低時表現(xiàn)更加明顯）、且長時間放置容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象的缺點，導致酶轉(zhuǎn)化工藝難以推廣應用。
4、因此，研究開發(fā)綠色淀粉氧化改性工藝、并制備性
技術實現(xiàn)思路
1、鑒于此，本專利技術提供了一種替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，具體為一種通過β-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶協(xié)同作用制備酶改性淀粉的方法。該方法制備的酶改性淀粉的糊粘度、流動性好、稀糊液穩(wěn)定性、粘附性、抗老化性能優(yōu)異，且制備工藝具有簡單易控、周期短、綠色安全、生產(chǎn)成本低、設備簡單的優(yōu)點，適于工業(yè)化生產(chǎn)，且生產(chǎn)期間安全無污染。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，該制備方法中，使用β-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶水解淀粉，得到酶改性淀粉；通過β-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶協(xié)同作用，得到的酶改性淀粉粘度為10mpa.s、流動性好、稀糊液穩(wěn)定性高。
4、優(yōu)選的，上述酶改性淀粉制備方法，過程如下：
5、（1）將淀粉與緩沖液a混合均勻，調(diào)節(jié)ph后制成淀粉懸浮液；
6、（2）將淀粉懸浮液加入β-淀粉酶進行α-1,４-糖苷鍵酶解，之后鈍化酶活，得到酶解液a；
7、（3）將酶解液a用淀粉葡萄糖苷酶進行α-1,４-糖苷鍵和α-1,6-糖苷鍵水解反應，之后鈍化酶活，得到酶解液b；
8、（4）將酶解液b離心、水洗，將沉淀物干燥，得到酶改性淀粉。
9、優(yōu)選的，在步驟（1）中，所述緩沖液a為濃度為0.1m的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液，用以提供適宜的酶反應環(huán)境；淀粉與磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液的重量體積（g/ml）比為1-4:20-40，在該濃度比下淀粉乳可以更好的進行酶解反應。
10、優(yōu)選的，步驟（1）具體為：用濃度為0.1m的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液調(diào)節(jié)ph為4.0-6.0，加入玉米淀粉配置淀粉乳，然后置于40-60℃水浴鍋中攪拌制得淀粉懸浮液。
11、優(yōu)選的，步驟（2）具體為：以淀粉干基計，β-淀粉酶的加入量與淀粉的重量比為2-5:100；β-淀粉酶的酶活為30-60u/mg；酶解反應時間為10-24h；然后加入濃度為1mol/l的氫氧化鈉溶液調(diào)ph至9-10終止酶反應。
12、優(yōu)選的，步驟（3）具體為：將200ml磷酸鹽緩沖溶b液加入酶解液a中，然后加入淀粉葡萄糖苷酶，在500rpm轉(zhuǎn)速下40-60℃反應2-5h；反應完成后加入1mol/l?naoh溶液調(diào)ph至12，攪拌均勻后放置10min終止酶反應，這一操作可以有效鈍化酶的活性。
13、優(yōu)選的，所述磷酸鹽緩沖溶b的ph為4.5-6.5，濃度為1mol/l，該ph和濃度條件下，可以有效維持葡萄糖苷酶的酶活性；所述淀粉葡萄糖苷酶的酶活為200-400u/g。
14、優(yōu)選的，步驟（4）具體為：將酶解液倒b入離心瓶中，置于3000-5000g離心機中離心10-20min，用以沉淀出酶解淀粉樣品；第一次離心后棄去上清液，加入純水離心，水洗離心重復三次，以沖洗掉樣品表面附著的緩沖液，得到沉淀物，置于烘箱中烘干得到酶改性淀粉。
15、優(yōu)選的，沉淀物的烘干溫度為50-70℃，以快速高效地烘干制備樣品。
16、相對于現(xiàn)有技術，本專利技術的有益效果在于：
17、1、本專利技術采用β-淀粉酶部分水解淀粉內(nèi)部的α-1,4-糖苷鍵，水解產(chǎn)物為分子量相對較低的葡聚糖；然后利用淀粉葡萄糖苷酶水解α-1,４-糖苷鍵和α-1,6-糖苷鍵的研究理論，將淀粉水解成分子量均勻的低聚葡聚糖，即酶改性淀粉；從而得到的酶改性淀粉的糊粘度、稀糊液穩(wěn)定性、抗剪切、抗老化的化學性質(zhì)接近或優(yōu)于化學氧化淀粉。
18、2、本專利技術的制備方法中，利用β-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶復合酶法對淀粉進行改性，克服了氧化改性淀粉制備過程中出現(xiàn)的安全、環(huán)境污染等問題，開發(fā)出完全替代化學氧化淀粉的高附加值、高性能、環(huán)保、安全的綠色酶改性淀粉，將推動變性淀粉產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
19、3、本專利技術制備的酶改性淀粉的糊粘度、流動性好、稀糊液穩(wěn)定性、粘附性、抗老化性能優(yōu)異，且制備方法具有簡單易控、周期短、綠色安全、生產(chǎn)成本低、設備簡單的優(yōu)點，適于工業(yè)化生產(chǎn)，且生產(chǎn)期間安全無污染。
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1.一種替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，該制備方法中，使用β-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶水解淀粉，得到酶改性淀粉；通過β-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶協(xié)同作用，得到的酶改性淀粉粘度為10mPa.s、流動性好、稀糊液穩(wěn)定性高。
2.如權(quán)利要求1所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，過程如下：
3.如權(quán)利要求2所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，在步驟（1）中，所述緩沖液A為濃度為0.1M的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液；淀粉與磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液的重量體積（g/mL）比為1-4:20-40。
4.如權(quán)利要求3所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，步驟（1）具體為：用濃度為0.1M的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液調(diào)節(jié)pH為4.0-6.0，然后置于40-60℃水浴鍋中攪拌制得淀粉懸浮液。
5.如權(quán)利要求2所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，步驟（2）具體為：以淀粉干基計，β-淀粉酶的加入量與淀粉的重量比為2-5:100；β-淀粉酶的酶活為30-60u/mg；酶解反應時間為
6.?如權(quán)利要求2所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，步驟（3）具體為：將200mL磷酸鹽緩沖溶B液加入酶解液A中，然后加入淀粉葡萄糖苷酶，在500rpm轉(zhuǎn)速下40-60℃反應2-5h；反應完成后加入1mol/L?NaOH溶液調(diào)pH至12，攪拌均勻后放置10min終止酶反應。
7.如權(quán)利要求6所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，所述磷酸鹽緩沖溶B的pH為4.5-6.5，濃度為1mol/L，所述淀粉葡萄糖苷酶的酶活為200-400u/g。
8.如權(quán)利要求2所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，步驟（4）具體為：將酶解液倒B入離心瓶中，置于3000-5000g離心機中離心10-20min；第一次離心后棄去上清液，加入純水離心，水洗離心重復三次，置于烘箱中烘干得到酶改性淀粉。
9.如權(quán)利要求8所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，沉淀物的烘干溫度為50-70℃。
...【技術特征摘要】
1.一種替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，該制備方法中，使用β-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶水解淀粉，得到酶改性淀粉；通過β-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶協(xié)同作用，得到的酶改性淀粉粘度為10mpa.s、流動性好、稀糊液穩(wěn)定性高。
2.如權(quán)利要求1所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，過程如下：
3.如權(quán)利要求2所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，在步驟（1）中，所述緩沖液a為濃度為0.1m的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液；淀粉與磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液的重量體積（g/ml）比為1-4:20-40。
4.如權(quán)利要求3所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，步驟（1）具體為：用濃度為0.1m的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液調(diào)節(jié)ph為4.0-6.0，然后置于40-60℃水浴鍋中攪拌制得淀粉懸浮液。
5.如權(quán)利要求2所述的替代氧化淀粉的酶改性淀粉制備方法，其特征在于，步驟（2）具體為：以淀粉干基計，β-淀粉酶的加入量與淀粉的重量比為2-5:100；β-淀粉酶的酶活為30-60u/m...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：郭麗，崔波，袁超，李若冰，崔云龍，鄒飛雪，盧璐，方奕珊，高偉，劉鵬飛，吳正宗，董蝶，
申請(專利權(quán))人：齊魯工業(yè)大學山東省科學院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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