碎米制備高果糖漿的工藝研究

許飛

摘 要：本文通過以碎米作為主要的原料來制備高果糖漿的工藝，對碎米葡萄糖制取果葡萄葉以及其他的果糖的工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。僅供參考。

關(guān)鍵詞：碎米；高果糖漿；異構(gòu)化；果糖

中圖分類號：TS24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在大米加工的過程中就形成一定量的碎米，經(jīng)過相應(yīng)的檢驗(yàn)和研究，碎米中的淀粉量較高，可以經(jīng)過加工產(chǎn)生更多的糖類。其中高果糖中的果糖含量和其價(jià)值成正比，而且，在代謝的過程中不需要胰島素，速度相對較慢。不會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)高血糖會(huì)這是發(fā)胖的現(xiàn)象，同時(shí)還可以對蔗糖的供應(yīng)量進(jìn)行補(bǔ)充?，F(xiàn)如今，在一些西方發(fā)達(dá)的國家，對于高果糖的利用率相對較高，促進(jìn)了人們的身體健康。在我國，對這種高果糖的實(shí)驗(yàn)和研究也逐漸增多，形成了加大的加工基地。因此，本實(shí)驗(yàn)主要針對碎米制備高果糖的工藝進(jìn)行研究和介紹，旨在提高高果糖的糖含量和相應(yīng)的純度，進(jìn)而提高碎米的價(jià)值量。

1材料與方法

1.1材料與試劑

在整個(gè)試驗(yàn)中，所用到材料和試劑相對較為簡單，主要是雜交稻的副產(chǎn)品：碎米。這種碎米是純天然的，無任何雜質(zhì)。葡萄糖異構(gòu)酶，強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，另外還有葡萄糖、果糖、氫氧化鈉以及氯化鈣等等。這些材料的純度都很高，而且是從正規(guī)的生產(chǎn)廠家中獲得。

1.2儀器與設(shè)備

自動(dòng)旋轉(zhuǎn)儀，手持糖量計(jì)，數(shù)字酸度計(jì)，高效液相色譜儀，層析柱等等。

1.3方法

（1）高果糖漿制備工藝流程

這一流程相對較為簡單，容易操作，主要是由碎米制備相應(yīng)的碎米葡萄糖，然后將葡萄糖異構(gòu)酶異構(gòu)化，形成一定的果葡糖液，然后經(jīng)過滅酶處理，進(jìn)行鈣型樹脂離子交換，進(jìn)行洗脫液環(huán)節(jié)，將其脫色，然后進(jìn)行過濾處理，最后進(jìn)行濃縮，制備出高果糖漿的樣本。

（2）操作要點(diǎn)以及工藝優(yōu)化

第一，操作要點(diǎn)。操作要點(diǎn)主要可以分成三個(gè)部分來進(jìn)行分析，首先是碎米葡萄糖的制備工作。碎米要經(jīng)過多次篩選，要在90℃的環(huán)境下進(jìn)行，同時(shí)要將酸堿綜合指數(shù)控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，然后加入耐高溫的淀粉酶，在保證液料比的比例狀態(tài)下，進(jìn)行液化。然后控制好糖化酶的加酶量，過濾工作要將pH值控制在3.5左右，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%的溶液。樹脂處理：在實(shí)驗(yàn)之前要將樹脂浸泡在氫氧化鈉和鹽酸溶液中半個(gè)小時(shí)左右。將蒸餾水的酸堿值進(jìn)行中和，使其達(dá)到中性，裝柱之后用氯化鈣的溶液進(jìn)行過柱。對于多余的鈣離子要沖洗去除，轉(zhuǎn)變樹脂為鈣型。洗脫液脫色：要在其中加入活性炭，將其放置在水浴鍋中，要將水浴鍋的溫度控制在60℃的范圍內(nèi)。然后在其中進(jìn)行脫色處理。

第二，異構(gòu)化工藝的優(yōu)化。從理論上來看，葡萄糖的異構(gòu)是可逆反應(yīng)的一種，當(dāng)這種反應(yīng)實(shí)現(xiàn)平衡的時(shí)候，可以獲得比例相等的果糖和葡萄糖。在實(shí)驗(yàn)之前要以果糖的含量作為相應(yīng)的指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)的方式，選擇科學(xué)合理的工藝條件。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，要將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行兩次以上，然后對相應(yīng)的數(shù)據(jù)取平均值，需要注意的是，要保證初始的實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定性，保證碎米葡萄糖的加酶量、酸堿中和指數(shù)為7、發(fā)生反應(yīng)的溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間不能少于30h，在進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)的過程中，要將優(yōu)化值帶入其中。

第三，分離條件的優(yōu)化。在進(jìn)行葡萄糖和果糖相互交換的過程中，需要采用鈣型離子的形式來進(jìn)行，并且將洗脫液的果糖的相應(yīng)含量作為評價(jià)指標(biāo)，同樣要控制溫度以及糖液體積，包括洗脫液的流速和進(jìn)料量等等，選擇最佳的工藝條件。

1.4相關(guān)指標(biāo)的檢測與計(jì)算

采用菲林試劑法來對還原糖含量進(jìn)行測定，用手持糖量計(jì)對總糖含量進(jìn)行測定。其中，要對旋光度以及酸堿中和指數(shù)等因素進(jìn)行測定。其中果糖含量和旋光度與直接的關(guān)系。應(yīng)用對高果糖漿中的果糖量進(jìn)行測定，主要采用的方法是液相色譜分析法，采用高效的檢測器以及蒸發(fā)光檢測器來進(jìn)行測量。

2結(jié)果與分析

2.1異構(gòu)化工藝的優(yōu)化

加酶量對異構(gòu)化效果會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，如圖1所示。

從圖1中可知，加酶量和異構(gòu)化成正比，果糖的含量也是不斷變化的，先增大，然后趨于穩(wěn)定，在一個(gè)臨界狀態(tài)時(shí)，果糖的含量最高。在酶的飽和度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用量的增加對于異構(gòu)效果的影響程度也會(huì)逐漸減弱，所以，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，需要從經(jīng)濟(jì)的角度入手，采用合適的加酶量。

2.2酸堿中和指數(shù)對于異構(gòu)化的效果也產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，通常情況下，弱堿的條件下，異構(gòu)化效果最佳，其中當(dāng)pH值達(dá)到7.5時(shí)，酶的活性最高，果糖的含量也最大，但是如果pH值逐漸增大，果糖的含量就開始下降。如果酸堿值處于堿性的狀態(tài)，則酶的活性降低。所以，最終最佳的方案：將pH值控制在為7.5。

2.3反應(yīng)溫度對于異構(gòu)化效果也會(huì)產(chǎn)生較大的影響，溫度也存在著臨界的狀態(tài)，在溫度達(dá)到70℃時(shí)，果糖的含量較高，如果溫度過低，酶的活性度也逐漸降低，無法達(dá)到最佳的狀態(tài)。所以，正交實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行通常要溫度控制在50℃、60℃以及70℃的狀態(tài)下。

3碎米葡萄糖異構(gòu)化制備果葡糖液的最佳工藝條件

異構(gòu)酶加酶量9mg/g碎米葡萄糖、pH7.5、反應(yīng)溫度70℃、反應(yīng)時(shí)間35h。此時(shí)旋光度法測得果糖含量為39.9%。樹脂法分離果葡糖液制備高果糖漿的最佳條件：分離溫度70℃、糖液體積分?jǐn)?shù)20%、洗脫液流速4mL/min、進(jìn)料量40mL。通過高效液相色譜測得最優(yōu)條件下果糖含量為89.6%。

我國目前的生產(chǎn)技術(shù)，大米加工過程中的碎米率較高。高果糖漿是一種優(yōu)良的天然甜味劑，利用價(jià)值低廉的碎米生產(chǎn)制備高果糖漿，既以開發(fā)碎米的附加值，又為壯大我國的淀粉糖業(yè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

[1]郭瑞東.高果糖漿新舊國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)對比[J].食品工業(yè)，2005（06）：46-47.

[2]張樂興，林象聯(lián).我國高果糖漿的發(fā)展現(xiàn)狀[J].廣州食品工業(yè)科技，2008（07）：48-49.