机械活化淀粉糖化制备麦芽糖浆的研究
麦芽糖浆甜度低、抗结晶性好、稳定性高，广泛应用于食品工业、化学工业、保健产品及医药行业中，是淀粉糖工业的重要产品之一。然而淀粉具有半结晶的颗粒结构，内部主要是非晶区域，外层主要为结晶区域且非常牢固，淀粉颗粒的结晶性结构对酶作用的抵抗力强，从而导致其反应效率低。因此，以淀粉为原料，生产麦芽糖浆时必须进行加热淀粉乳使淀粉颗粒吸水膨胀、糊化，以破坏其结晶结构，再进行水解糖化。
本文采用自制搅拌球磨机对木薯、玉米淀粉进行机械活化，以不同活化时间的淀粉为原料，以真菌α-淀粉酶为糖化试剂，分别研究了机械活化淀粉直接糖化效果、糖化动力学及直接糖化生产麦芽糖浆工艺，实验结果表明：
(1)在同样反应条件下，木薯原淀粉及其活化60 min淀粉糖化DE值分别是46.64％、64.41％；玉米原淀粉及其活化60 min淀粉糖化DE值分别是43.81％、61.33％。由此可见，淀粉经机械活化后由于其紧密的颗粒表面受到破坏，分子链发生断裂，粘度下降，流动性增强，淀粉酶的扩散阻力下降，淀粉的酶解反应活性明显提高。其它的反应条件如糊化温度、反应时间、底物浓度、淀粉酶用量等对淀粉的酶解反应也有较大的影响，但它们的影响规律受到活化时间的制约，活化时间越长，酶解反应对它们的依赖性越低。
(2)动力学研究表明，真菌α-淀粉酶对活化木薯、玉米淀粉的作用与原淀粉同样遵循Michaelis-Menten方程，其中活化60 min木薯及玉米淀粉Km分别为9.086 mg·mL-1，1.335 mg·mL-1，Vmax分别为0.761 mg·mL-1·min-1，0.171 mg·mL-1·min-1；木薯及玉米原淀粉Km分别为1.651 mg·mL-1，0.639mg·mL-1，Vmax分别为0.145 mg·mL-1·min-1，0.086 mg·mL-1·min-1，可见活化淀粉的反应速率明显比原淀粉大。证明了机械活化预处理对淀粉结晶结构具有破坏作用，提高了淀粉的酶解能力，从而起到强化淀粉酶解的作用。
(3)麦芽糖浆工艺研究表明，活化30 min的木薯淀粉和活化60 min玉米淀粉均不糊化，在制备条件为反应温度50℃，底物浓度30 mg·mL-1，酶用量4 U，pH值为5.5，反应15 h时，糖化产物中麦芽糖的含量分别为49.55％，47.77％；而在相同条件下，80℃糊化15min的木薯及玉米原淀粉糖化产物中麦芽糖的含量分别仅为37.34％，41.59％。由此可见，机械活化淀粉不经糊化直接糖化制备麦芽糖浆即可达到较好效果。
麦芽糖浆;木薯;玉米淀粉;机械活化;制备工艺
广西大学
硕士
化学工艺
黄祖强
2008
中文
TS245.5
51
2008-11-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）