一种麦芽糊精生产工艺的制作方法

2021-02-02 18:02:42|

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本发明涉及食品加工
技术领域：
，具体涉及一种麦芽糊精生产工艺。
背景技术：
：麦芽糊精，也称水溶性糊精或酶法糊精，它是以各类淀粉作原料，经酶法工艺低程度控制水解转化、提纯、干燥而成。其原料是含淀粉质的玉米、大米等；也可以是精制淀粉，如玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉等。麦芽糊精是de值小于20的淀粉水解产物，它介于淀粉和淀粉糖之间，是一种价格低廉、口感滑腻、没有任何味道的营养性多糖。麦芽糊精一般为多种de值的混合物，它可以是白色粉末，也可以是浓缩液体。我国各地生产的麦芽糊精系列产品，均以大米、玉米等为直接原料，酶法工艺生产的。麦芽糊精广泛应用在糖果、麦乳精、果茶、奶粉、冰淇淋、饮料、罐头及其它食品中，是各类食品的填充料和增调剂。技术实现要素：本发明提供了一种麦芽糊精生产工艺，包括如下步骤：步骤s1，预处理：步骤s11：将淀粉烘干后，使用球磨机研磨，球磨机转速介于300-400r/min，研磨时间介于30-35min；步骤s12：将淀粉加入蒸馏水配制成淀粉浆液，并加入质量浓度介于0.06-0.15％的氯化钙溶液、质量浓度介于0.1-0.15％的分散剂、质量浓度介于0.1-0.15％的纤维素复合酶以及质量浓度介于0.1-0.15％的枯草芽孢杆菌；步骤s13：将淀粉浆液超声处理预定时间，得机械活化后的淀粉乳；步骤s14：将机械活化后的淀粉乳与预订量酸液混合，置入捏合机中搅拌后，得到粗品麦芽糊精；步骤s2，液化：主要包括如下步骤：步骤s21：将配制好的淀粉乳用泵打入液化喷射器，通过闪蒸罐向液化喷射器中打入蒸汽，调节蒸汽流量及喷射器上针阀，控制料温介于105-110摄氏度之间，利用温差和压差将淀粉分散、蛋白质凝固，之后将液化喷射器出来的料液通过维持罐保压、层流罐保温；步骤s22：根据生产成品de值的需要，再次加入液化酶，并进入第二个液化喷射器，通过闪蒸罐向液化喷射器中打入蒸汽，调节蒸汽流量及喷射器上针阀，控制料温，之后将料液再次通过维持罐保压、层流罐保温；步骤s23：将经过保压和保温的料液打入第三个液化喷射器，通过高温灭酶；步骤s3，中和冷却：边投料边检查，直至碘色试验无蓝色反应后将料液冷却，加盐酸调酸碱度介于4.6-4.9之间，当料液温度降至80摄氏度时，向液化完毕后的麦芽糊精中加入絮凝剂，絮凝剂由膨润土以温水浸泡制得，之后将加入絮凝剂的麦芽糊精打入糖化中转罐；步骤s4，板框除渣：将糖化中转罐中的料液打入过滤板框，除去料液内的杂质；步骤s5，一次、二次板框过滤：将除渣后的糊精液先流经充填有废碳的板框，再流经充填有新碳的板框；步骤s6，离子交换：将经过板框过滤后的液体打入离子交换柱，通过离子交换柱中阴阳离子交换树脂与糊精液中的钙、氯互换，达到提高糊精液纯度，除去有损糊精液质量的物质的目的；步骤s7，蒸发浓缩：将经过离子交换后的糊精液打入四效降膜式蒸发器内蒸发，蒸发器工作压力小于或等于0.2mpa，出料浓度控制在50-65bx；步骤s8，喷雾干燥：利用高压蒸汽把干燥塔预热使其温度介于120-130之间，将浓缩后的糊精液用高压均质机加压，至干燥塔喷雾干燥即得成品。其中，所述步骤s21中，所配制的淀粉乳ph值介于4.8-5.2之间，浓度介于25-36bx之间，液化酶含量介于0.1-0.7l/t之间，第一个液化喷射器内的温度介于105-110摄氏度，层流罐中保温时间介于20-30min；所述步骤s22中，当欲制备de值小于16％的麦芽糊精时，第二液化喷射器内的温度介于120-132摄氏度，当欲制备de值大于或等于16％的麦芽糊精时，第二液化喷射器内的温度介于95-110摄氏度；所述步骤s23中，第三个液化喷射器内的温度介于130-145摄氏度。其中，所述步骤s5中，一次板框过滤后糊精液色相小于或等于5#，糊精液含碳颗粒小于等于8粒/500毫升；二次板框过滤后糊精液色相小于或等于2#，糊精液含碳颗粒小于等于2粒/500毫升。其中，所述步骤s6中，离子交换过程中定期监测离子交换柱的电导率，在电导率达到50us/cm时更换离子交换柱。其中，所述步骤s12中，所加入的分散剂选自食品级聚乙烯吡咯烷酮。其中，所述步骤s21中，液化喷射过程中所加入的液化酶为α-淀粉酶以及异淀粉酶的混合物，其中，α-淀粉酶以及异淀粉酶的质量比介于4：1-8：1；所述步骤s12中，液化喷射过程中所加入的液化酶为α-淀粉酶以及分支酶的混合物，其中，当欲制备de值小于16％的麦芽糊精时，α-淀粉酶以及分支酶的质量比大于4：1；当欲制备de值大于或等于16％的麦芽糊精时，α-淀粉酶以及分支酶的质量比小于4：1。其中，所述步骤s5及所述步骤s6之间，在进行板框过滤之后，离子交换之前，还包括：将板框过滤后的料液进行超滤膜过滤，其中，超滤膜过滤的压力介于3.5-3.8mpa，膜通量介于50-52/lmh。本发明提供的麦芽糊精生产工艺，效率高、工艺流程时间短，且制得的成品纯度高、质量佳。具体实施方式为了对本发明的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面详细说明本发明的技术方案及其产生的有益效果。本发明提供的麦芽糊精生产工艺，主要步骤及关键工艺点如下：一、预处理1、采用亚硫酸铁浸泡2-4天，对淀粉原料起到杀菌消毒作用，之后将淀粉烘干，使用球磨机研磨，球磨机转速介于300-400r/min，研磨时间介于30-35min。2、将淀粉加入蒸馏水配制成淀粉浆液，并加入质量浓度介于0.06-0.15％的氯化钙溶液以及质量浓度介于0.1-0.15％的分散剂，质量浓度介于0.1-0.15％的纤维素复合酶以及质量浓度介于0.1-0.15％的枯草芽孢杆菌；所加入的分散剂选自食品级聚乙烯吡咯烷酮。3、将淀粉浆液超声处理预定时间，得机械活化后的淀粉乳。4、向淀粉乳中添加预订量的甲壳胺，改善后期液化过程中的粘壁现象，同时能够增加成品的颗粒度，避免成品黏连。5、将机械活化后的淀粉乳与预订量酸液混合，置入捏合机中搅拌后，得到粗品麦芽糊精。研磨与超声波处理的作用均在于破坏淀粉颗粒中的细胞壁，加快有效成分的溶解，降低后期液化酶的扩散阻力，提高酶解效率，缩短酶解时间，同时，超声波能够促进淀粉表面产生微小空化泡，空化泡在超声波所导致的溶液震荡过程中，能够产生破坏淀粉分子表面结构的压力，增加后期酶解液化的反应面积，进一步提高酶解效率(如下文，层流时间仅需20min左右，远小于已有技术的100min)。同时，分散剂能够快速作用至淀粉分子表面，防止淀粉凝结，并且，本发明选择的食品级聚乙烯吡咯烷酮，为从多种已有的分散剂中选择而出，经实验证明能够在后期过滤、超滤以及离子交换过程中去除，并不影响成品的质量及纯度。纤维素复合酶和枯草芽孢杆菌的结合作为一种生物活化处理方法，有助于提高最终制得成品中膳食纤维含量，使得所制得产品色泽浅、营养成分佳、口感好，应用范围广。氯化钙作为液化酶的激活剂和保护剂，其溶解在淀粉浆液中产生的钙离子能够对液化酶产生活化作用，从而促进淀粉分解。二、液化本发明中，鉴于不同的液化酶作用温度及作用的化学键的不同，分别进行了两次液化喷射处理，以使淀粉完全水解。1、将配制好的淀粉乳(ph值介于4.8-5.2之间，浓度介于25-36bx之间，液化酶含量介于0.1-0.7l/t之间)用泵打入液化喷射器，通过闪蒸罐向液化喷射器中打入蒸汽，调节蒸汽流量及喷射器上针阀，控制料温介于105-110摄氏度之间，利用温差和压差将淀粉分散、蛋白质凝固，之后将液化喷射器出来的料液通过维持罐保压、层流罐保温，层流罐中保温时间介于20-30min(第二次时间相同)。液化喷射过程中所加入的液化酶为α-淀粉酶以及异淀粉酶的混合物，其中，α-淀粉酶以及异淀粉酶的质量比介于4：1-8：1。2、根据生产成品de值的需要，再次加入液化酶，并进入第二个液化喷射器，通过闪蒸罐向液化喷射器中打入蒸汽，调节蒸汽流量及喷射器上针阀，控制料温，当欲制备de值小于16％的麦芽糊精时，第二液化喷射器内的温度介于120-132摄氏度，当欲制备de值大于或等于16％的麦芽糊精时，第二液化喷射器内的温度介于95-110摄氏度；之后将料液再次通过维持罐保压、层流罐保温。液化喷射过程中所加入的液化酶为α-淀粉酶以及分支酶的混合物，其中，当欲制备de值小于16％的麦芽糊精时，α-淀粉酶以及分支酶的质量比大于4：1；当欲制备de值大于或等于16％的麦芽糊精时，α-淀粉酶以及分支酶的质量比小于4：1。α-淀粉酶、分支酶以及异淀粉酶均作用于淀粉、糖原、分支糊精等，且作用于不同的糖苷键，有不同的最佳酶解温度，且不同液化酶的用量配比对成品的粘度、含糖量以及口感等均会产生影响；酶解反应中，在达到最佳温度之前，温度的上升能够提高分子运动速率，提高酶解效率，然而，过高的温度又会破坏淀粉分子内部结构，同时也会降低液化酶的活性，同时，考虑到不同液化酶实现最佳酶解的温度不同，本发明将上述三种酶分为两组，即α-淀粉酶及异淀粉酶作为一组，用于第一次液化喷射过程，α-淀粉酶和分支酶作为另一组，用于第二次液化喷射过程；通过正交优化实验，先选择了两次液化喷射过程中的两组酶液中两种酶的最佳质量比，在上述质量比下，经过前后两次液化酶解后，所得料液在后期的中和冷却阶段进行碘色试验时，几乎无蓝色反应，也即，在上述限定的质量比下，分别以两组不同配比的酶液混合液进行两次酶解过程，可使淀粉完全水解完毕。另外，选定最佳质量比之后，再通过优化实现，选择了两次液化喷射过程的最佳温度，即上文所限定温度，在此温度范围内，能够最大限度减小酶解时间，提高整个工艺流程的效率。如上文，层流时间仅需20min左右，远小于已有技术的100min。3、将经过保压和保温的料液打入第三个液化喷射器，第三个液化喷射器内的温度介于130-145摄氏度，通过高温灭酶，至此，几乎所有的液化酶均会失活。三、中和冷却如上所述，经过上文两次液化喷射过程中不同液化酶的组分配比，以及最佳作用温度的调整，淀粉几乎全部水解完毕，然而，为了避免少量淀粉残留，本发明需要通过碘色试验确定最终的水解结果，在第三次液化喷射后料液完全冷却之前，边投料边检查，直至碘色试验无蓝色反应后将料液冷却，之后，加盐酸调酸碱度介于4.6-4.9之间，在此酸碱度下，α-淀粉酶、分支酶以及异淀粉酶会进一步失活，借助此酸碱度的调整，可在保证液化酶灭活效果的同时，加快料液的降温速度，缩短整个工艺流程所耗时间，当料液温度降至80摄氏度时，向液化完毕后的麦芽糊精中加入絮凝剂，絮凝剂由膨润土以温水浸泡制得，之后将加入絮凝剂的麦芽糊精打入糖化中转罐。絮凝剂用于促进蛋白质凝结，降低麦芽糊精中蛋白质含量，提高成品麦芽糊精的质量，且降低后续精提负担。四、粗过滤粗过滤共分三个阶段：板框除渣-一次、二次板框过滤以及超滤膜过滤。1、板框除渣：将糖化中转罐中的料液打入过滤板框，除去料液内的杂质。之后，向料液中加入活性炭和微晶纤维素复合微球吸附搅拌半小时，以降低麦芽糊精的灰分。其中，所述微晶纤维素复合微球选自纳米微晶纤维素复合微球，其通过天然纤维素为原料，以水离子液体为反应介质，以负载贵金属作为催化剂，通过纤维素可控水解反应后对悬浮液离心分离制得。2、一次、二次板框过滤：将除渣后的糊精液先流经充填有废碳的板框，再流经充填有新碳的板框；其中，一次板框过滤后糊精液色相小于或等于5#，糊精液含碳颗粒小于等于8粒/500毫升；二次板框过滤后糊精液色相小于或等于2#，糊精液含碳颗粒小于等于2粒/500毫升。3、超滤膜过滤，其中，超滤膜过滤的压力介于3.5-3.8mpa，膜通量介于50-52/lmh。粗过滤的三个阶段，以由粗到精的顺序选取设备，分别依次过滤掉糊精粗液中的大颗粒、中颗粒以及小颗粒杂质，通过此顺序的设置，一方面能够提高纯化效果及过滤效果，将糊精粗液中的各杂质去除，另一方面，梯度过滤的方案也能够减少对设备的消耗，提高设备的使用寿命；最后，经过上述梯度过滤后，糊精粗液中的大部分杂质，尤其是大颗粒杂质以及微生物已经被彻底去除，在后期的离子交换阶段，仅需要通过离子交换去除剩余的小颗粒杂质及残存微生物即可，如此可延长离子交换柱的使用寿命，缩短离子交换所耗工艺流程，进而缩短整个工艺时间，提高工艺效率，并提高成品精度及品质。五、离子交换将经过板框过滤后的液体打入离子交换柱，通过离子交换柱中阴阳离子交换树脂与糊精液中的钙、氯互换，达到提高糊精液纯度，除去有损糊精液质量的物质的目的；离子交换过程中定期监测离子交换柱的电导率，在电导率达到20us/cm时更换离子交换柱。具体的，离子交换柱分别选择强酸性、弱碱性、强碱性以及弱酸性离子交换树脂，通过不同理化性质的离子交换柱的交替使用，增加小分子交换效率，经过交换后所得的成品，精度远远达到已有产品的标准(详见下表所得成品的质量标准)。并且，由于在离子交换之前已经过三次粗滤，在离子交换阶段，离子交换柱的使用寿命相对较长，在一个常规的麦芽糊精生产工艺(洗脱液：离子交换柱体积比介于1：1左右)中，本发明的离子交换柱可使用不少于1000个周期。六、得成品1、蒸发浓缩：将经过离子交换后的糊精液打入四效降膜式蒸发器内蒸发，蒸发器工作压力小于或等于0.2mpa，出料浓度控制在50-65bx；2、喷雾干燥：利用高压蒸汽把干燥塔预热使其温度介于120-130之间，将浓缩后的糊精液用高压均质机加压，至干燥塔喷雾干燥即得成品。表1为本发明通过上述工艺流程所制得的麦芽糊精产品的质量标准，如下表所示，经过本发明对整个工艺流程所做的一系列改进，本发明在缩短整个工艺流程的时间的基础上，得到了纯度更高、理化指标以及感官要求更加优异的麦芽糊精成品。表1：麦芽糊精成品质量标准为验证本发明提供的麦芽糊精生产工艺所生产成品的质量，本发明通过以下具体实施例对应条件(处下表对应条件有异，其它条件及工艺流程相同)，生产出相应产品：实施例1实施例2实施例3实施例4球磨机转速(r/min)300400350380研磨时间(min)30353331分散剂含量(％)0.120.150.110.10纤维素复合酶含量(％)0.150.100.110.13枯草芽孢杆菌含量(％)0.120.100.110.15α-淀粉酶及异淀粉酶质量比5：14：18：16：1第1次液化料温(摄氏度)106110108105第1次液化保温时间(min)28302025α-淀粉酶及分支酶质量比5：16：13：12：1第2次液化料温(摄氏度)12013095110第3次液化料温(摄氏度)140145130135超滤膜过滤压力(mpa)3.53.63.83.7超滤膜过滤膜通量(lmh)52515250经过上述实施例制备的成品，与市售的麦芽糊精成品产品质量比较如下：实施例1实施例2实施例3实施例4市售1市售2成品外观稳定性92％89％97％98％12％23％粘度稳定性233212227218150187膳食纤维含量72％67％78％71％43％42％溶液体系稳定性0.02％0.03％0.01％0.03％33.45％26.89％冷冻稳定性0.08％0.12％0.07％0.09％21.48％30.79％上表格中，各数据的物理性能确定方法如下：成品外观稳定性：将40g麦芽糊精成品溶解于100ml水中，放置3个月后测定透光率。粘度稳定性：将40g麦芽糊精成品溶解于100ml水中，煮沸后冷却，放置1个月后测定其粘度。溶液体系稳定性：将40g麦芽糊精成品溶解于100ml水中，煮沸后冷却，放置1个月后离心，沉淀物与麦芽糊精成品的质量比表示溶液体系稳定性。冷冻稳定性：将40g麦芽糊精成品溶解于100ml水中，于冷冻室中冷冻并将解冻，重复冷冻解冻5次后，离心，沉淀物与麦芽糊精成品的质量比表示冷冻稳定性。经上表对比可知：通过本申请提供的方法生产的麦芽糊精成品，产品各方面稳定性较已有技术有明显改善，且膳食纤维含量也有明显提高，产品质量佳。并且，本发明的工艺过程同时存在如下有益效果：1、通过研磨、超声波预处理，结合氯化钙以及分散剂的使用，能够提高酶解效率，缩短工艺流程。2、通过两次液化喷射中不同液化酶的组合、配比以及作用温度，最大发挥了酶解效率，缩短了整个工艺流程。3、通过调整酸碱度实现液化酶的灭活，可在保证液化酶灭活效果的同时，加快料液的降温速度，缩短整个工艺流程所耗时间。4、通过粗过滤的三个梯度阶段，可初步过滤大部分大颗粒杂质，可延长后期离子交换柱的使用寿命，缩短离子交换所耗工艺流程，进而缩短整个工艺时间，提高工艺效率。5、通过不同理化性质的离子交换柱的交替使用，增加小分子交换效率，经过交换后所得的成品，精度远远达到已有产品的标准。虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本发明所保护的范围，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为准。当前第1页1 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