大豆β-淀粉酶在生產(chǎn)麥芽糖漿上的優(yōu)勢

許永苗 李惠安 伍伯良 黃玉新 黃智鈞

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州510280）

·綜述評論·

大豆β-淀粉酶在生產(chǎn)麥芽糖漿上的優(yōu)勢

許永苗*李惠安 伍伯良 黃玉新 黃智鈞

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州510280）

介紹了β-淀粉酶和α-淀粉酶的酶種來源及其在生產(chǎn)麥芽糖漿中的作用機理，并對大豆β-淀粉酶、大麥β-淀粉酶、小麥β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶、普魯蘭酶的適用條件、失活條件進行了比較，得出大豆β-淀粉酶在生產(chǎn)麥芽糖漿上的優(yōu)勢。

麥芽糖漿；α-淀粉酶；β-淀粉酶；糖化

隨著食品工業(yè)中甜味劑的升級換代，麥芽糖漿的需求越來越大，沿海地帶及一些發(fā)達地區(qū)的糖果企業(yè)已逐步用麥芽糖漿代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飴糖和葡萄糖。傳統(tǒng)的麥芽糖漿生產(chǎn)工藝是以大米或其他糧食為原料，蒸熟后添加發(fā)芽的大麥作為糖化劑，淋出糖液，經(jīng)熬糖制得麥芽飴糖，但該工藝已逐漸被純酶法取代。

淀粉糖工業(yè)中一般使用大麥β-淀粉酶或真菌α-淀粉酶與普魯蘭酶聯(lián)用生產(chǎn)麥芽糖漿，有文獻介紹新型淀粉酶小麥β-淀粉酶和大豆β-淀粉酶亦可用于麥芽糖漿的生產(chǎn)。本文就麥芽糖漿生產(chǎn)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β-淀粉酶在生產(chǎn)高麥芽糖漿上的優(yōu)勢。

1 酶種來源

β-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β-淀粉酶、大麥β-淀粉酶、小麥β-淀粉酶；α-淀粉酶普遍存在于植物、微生物、動物中，工業(yè)中使用的α-淀粉酶主要來源于細菌和曲霉，真菌α-淀粉酶便是通過米曲霉（Aspergillus oryzae var）發(fā)酵生產(chǎn)出來的。

2 作用機理

β-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α-1,4葡萄糖苷鍵，而不能水解α-1,6葡萄糖苷鍵，并且不能越過此鍵繼續(xù)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，所以其最終的水解產(chǎn)物是大量的麥芽二糖和少量的極限糊精，主要應(yīng)用于麥芽糖或超高麥芽糖漿的生產(chǎn)。

真菌α-淀粉酶則是一種內(nèi)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(nèi)部相隔的α-1,4葡萄糖苷鍵，與β-淀粉酶一樣，其不能作用于α-1,6葡萄糖苷鍵，但能越過此鍵繼續(xù)水解，并且可以水解麥芽三糖，所以其最終的產(chǎn)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(chǎn)，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(guān)，而在相同的液化條件下，糖化液的溫度、pH對酶制劑的反應(yīng)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(yīng)溫度條件，酶制劑的最佳反應(yīng)溫度見表1。

表1 酶制劑的最佳反應(yīng)溫度

3.2 pH值

酶制劑的最佳反應(yīng)pH見表2。

表2 酶制劑的最佳反應(yīng)pH

由表1，表2可知，酶制劑的最佳反應(yīng)溫度是大豆β-淀粉酶＞小麥β-淀粉酶＞大麥β淀粉酶＞真菌α-淀粉酶，而最佳反應(yīng)pH是大豆β-淀粉酶＜真菌α-淀粉酶＜大麥β-淀粉酶=小麥β-淀粉酶。在麥芽糖漿的糖化過程中，使用大麥β-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(yǎng)基”，使乳酸桿菌快速繁殖，繼而整個糖化pH值迅速下降，最終導(dǎo)致成品麥芽糖含量偏低，副產(chǎn)物增多，亦會增加過濾及離子交換工序的負擔(dān)。大豆β-淀粉酶可在溫度60℃～65℃，pH值4.3～4.8范圍內(nèi)糖化，大大地抑制了雜菌的生長，減少有色物質(zhì)生成，提高了糖化效率且在此范圍內(nèi)亦能很好地協(xié)同普魯蘭酶一起生產(chǎn)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。

表3 酶制劑的失活條件

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

5 小結(jié)

大豆β-淀粉酶可在溫度60℃～65℃，pH值4.3～4.8條件下生產(chǎn)麥芽糖漿，對比其他用于生產(chǎn)麥芽糖漿的β-淀粉酶或真菌α-淀粉酶擁有更低pH值及更高的糖化溫度等優(yōu)勢，一定程度上解決了糖化過程中雜菌導(dǎo)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(chǎn)物的產(chǎn)生，從而減少離子交換工序的負擔(dān)。而高麥芽糖漿的糖化一般需經(jīng)歷6 h～40 h，在此過程中糖化pH值及溫度都會有所下降，采用大豆β-淀粉酶可避免在糖化過程中返調(diào)pH值及補加酶的現(xiàn)象，從而減少染菌及后續(xù)工序的負擔(dān)。

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Advantages of soybean β- amylase in maltose production

XU Yong-miao*LI Hui-an WU Bo-liang HUANG Yu-xin HUANG Zhi-jun
（Guangzhou Shuangqiao Co.Ltd.，Guangzhou Guangdong 510280，China）

This paper summarized the resources and mechanisms of β- amylase and α- amylase. Optimum conditions and inactivated conditions of the soybean β- amylase, barleyβ- amylase, wheat β- amylase, fungal α- amylase,and pullulanase were compared. Advantage of soybean β- amylase in maltose production was pointed out.

maltose syrup；α-amylase；β-amylase；saccharification

TS214.2

A

1673-6044（2014）04-0005-02

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.04.002

*許永苗，男，1980年出生，2009年畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)，助理工程師。

2014-10-13