專利名稱：連續(xù)生產(chǎn)部分水解淀粉的方法，用此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將研碎的未加工含淀粉基質(zhì)經(jīng)同時(shí)進(jìn)行冷水解和發(fā)酵而連續(xù)生產(chǎn)部分水解淀粉的方法，還涉及生產(chǎn)的產(chǎn)品和這種產(chǎn)品的應(yīng)用。
法國專利86.18380敘述了一種利用研碎的含淀粉基質(zhì)冷水解并同時(shí)發(fā)酵連續(xù)生產(chǎn)乙醇的方法。術(shù)語“冷”應(yīng)理解為溫度低于基質(zhì)的膠凝點(diǎn)。
根據(jù)本方法，在一個(gè)裝有酵素的容器里，連續(xù)加入一定量的淀粉、水、酶;容器里維持低溫，發(fā)酵介質(zhì)在該容器中停留時(shí)間達(dá)10-40小時(shí)之后;傾析所得到的汁，在一分離器中，人們從其汁中提取不溶解的部分，此不溶解的部分返回到該容器中，余下的澄清汁進(jìn)行蒸餾，其殘?jiān)祷鼗虿环祷氐皆撊萜髦小２蝗芙獾牟糠趾形赐耆獾暮矸鄣奈镔|(zhì)和未轉(zhuǎn)變的組分(酵母、糖……)。
由于這種不溶解部分連續(xù)返回，所以有必要除去其中的一部分以保持該容器中干物質(zhì)的比率不變。在分離器之后，用容器中回流管道排流除去。同樣，對(duì)于殘?jiān)矐?yīng)準(zhǔn)備在蒸餾塔出口清除，人們還應(yīng)保證進(jìn)出量的平衡。
因?yàn)樵诔吻逯写紳舛瓤梢赃_(dá)到48-80克/升，所以該方法是滿意的。
去除后的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成渣。在農(nóng)業(yè)食物范圍里，這些渣一般都是除去酒之后的谷物殘?jiān)?。在上述的方法中，由下述已知方式得到這些渣。劣酒是由水、沉淀蛋白質(zhì)和非沉淀蛋白質(zhì)以及無機(jī)鹽所組成。用離心法從稱為澄清劣酒的可溶部分中分離對(duì)其進(jìn)行干燥的沉淀蛋白質(zhì)(固體)。部分澄清劣酒返回其容器中，其余的經(jīng)濃縮與已干燥的固體部分混合;該混合物一般稱之“可溶渣”。
至于在分離器以后被排除的汁中不溶解部分，正如人們已看到的，含有未完全水解的含淀粉物料，這種物料既不是糖，也不再是天然淀粉，它被認(rèn)為是不可利用的這是一種來自于含淀粉物料未完全分解的渣，而且，它是不穩(wěn)定的，因?yàn)榧词乖谇宄筮€能緩慢地轉(zhuǎn)化。為了不使這種含淀粉物料全部都消失掉，可將這種含淀粉物料加入到來自劣酒的渣中，然后按常規(guī)方法干燥。
這種方法的缺點(diǎn)在于不能將全部含淀粉物料轉(zhuǎn)化成醇，并損失未轉(zhuǎn)化的部分。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，這種損失是相當(dāng)大的，因?yàn)槿绻扇芙獾脑旧硎且环N商品的話，它們的價(jià)格也比含淀粉產(chǎn)品低很多。本發(fā)明的目的在于克服這種缺陷。
本發(fā)明的目的在于一種利用磨碎的未加工含淀粉基質(zhì)進(jìn)行冷水解并同時(shí)發(fā)酵而連續(xù)生產(chǎn)部分水解淀粉的方法，這種方法是以已知的方式由釋放糖的酶制劑水解含淀粉基質(zhì)，酶制劑中添加了酵母，其特征在于-在經(jīng)至少20-60小時(shí)水解與發(fā)酵之后，取出潷清所得到的汁，其汁主要含有已溶解的產(chǎn)物和未溶解的產(chǎn)物。
-從這種汁里分離出返回(使其再循環(huán))水解后都不溶的那些渣(尤其是纖維、酵母、酶和已部分水解的淀粉)。
-在返回之前，要全部或部分提取含有部分水解淀粉的未溶解部分，并且利用一切已知的方法，尤其是干燥、凍凝(凍)、霧化(粉化)或青貯使其穩(wěn)定。
水解的時(shí)間最好是35-60小時(shí)。
正如人們所知道的。本方法在于中止同時(shí)進(jìn)行的水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化過程，又在于提取未完成的水解產(chǎn)物，即中間產(chǎn)物，還在于中斷水解。
事實(shí)上，人們發(fā)現(xiàn)，如此部分降解的淀粉外觀與未加工即天然的淀粉外觀很不一樣未加工的淀粉顆粒是光滑的，而部分水解的顆粒具有分解時(shí)產(chǎn)生的大量空洞和/或小孔，并且發(fā)現(xiàn)，這些已降解的顆粒所處的介質(zhì)在生物學(xué)上是良好的，致病菌因酵母的存在而不可能大量繁殖，相應(yīng)的酵母群體比例很大，其數(shù)量級(jí)為1-106以上。
本發(fā)明的目的在于按照前面定義的方法，由中斷特定酶的部分分解含淀粉產(chǎn)物而得到這種新產(chǎn)品，這種新產(chǎn)品在純化后至少含有部分降解的淀粉和至少少量酵母。
未加工狀態(tài)的產(chǎn)品，其特征在于部分降解淀粉含量約50-98%(在已純化的含淀粉基質(zhì)情況下)，余下的組分由不溶的基質(zhì)成分(纖維、蛋白質(zhì)、脂類、灰分、無機(jī)物、離子)，酵母、酶和幾種細(xì)菌為代表，其pH值根據(jù)所使用的一種酶或多種酶可以是4-8。
本發(fā)明還包括該產(chǎn)品的應(yīng)用，尤其是-作粘結(jié)劑、填充劑、膠凝劑的應(yīng)用;
-作香味載體的應(yīng)用;
-作擠壓添加劑的應(yīng)用;
-作比如慢轉(zhuǎn)化糖營養(yǎng)劑以及作無麥醇溶蛋白幼兒食品的應(yīng)用;
-用于生產(chǎn)動(dòng)物飼料產(chǎn)品且用青貯法所穩(wěn)定與貯存的產(chǎn)品。
為了更好地理解本發(fā)明，在唯一的附圖
上描繪出了使用本方法的設(shè)備示意圖。
該產(chǎn)品(還稱之“沉淀物”)是從同時(shí)進(jìn)行水解與發(fā)酵的轉(zhuǎn)化設(shè)備中提取的。
容易看出，該裝備有一個(gè)容器1或發(fā)酵罐，連續(xù)地以不同途徑向該容器進(jìn)料充分磨碎的未加工的含淀粉產(chǎn)品2(谷物磨成的粉)、酶3、水4、返回的沉淀物5。所說的進(jìn)料產(chǎn)品是未加工的，在這個(gè)意義上講它最好沒有經(jīng)過任何純化或其它特殊處理。其發(fā)酵罐還有一個(gè)在圖上未標(biāo)出的與溫度調(diào)節(jié)設(shè)備相連接的溫度探測(cè)器和一個(gè)在圖上同樣未標(biāo)出的與供堿相連接的pH值探測(cè)器。
該發(fā)酵罐有一個(gè)酒連續(xù)排放口6，酒又送入水平式離心沉清(潷析器)7。
這種沉清器是一種分離器，但與其他類型分離器(板式過濾機(jī)、回轉(zhuǎn)或加壓滾筒、水力旋流器沉清器、超過濾、盆式或噴管式離心分離器)相比，它具有從含醇的流出液中簡單安全地分離不溶物的優(yōu)點(diǎn)。
例如，在沉清出口得到的沉淀物與流出液分別為40%(質(zhì)量)和60%(質(zhì)量)，沉淀物中干物質(zhì)是42-48%(P/P)。
其沉淀物有一部分被取出，一部分返回到該容器，以避免排盡該容器中的生物學(xué)物質(zhì)，尤其是發(fā)酵的酵母。
返回的比例主要取決于人們所要求得到的乙醇和/或沉淀物的相對(duì)量。其比例是沉清槽出口沉淀物總質(zhì)量的90%(本發(fā)明的沉淀物只是10%)至50%。
甚至人們可以考慮全部取出，也就是說不返回。
作為實(shí)施例，進(jìn)行了下述試驗(yàn)容器的有效體積100升，連續(xù)運(yùn)行并返回，在容器中停留時(shí)間是33小時(shí)，pH4，溫度33℃-谷物粉流量0.9公斤/小時(shí)-酶5.8×10-3AMG溶液(升酶/升酒)-水流量2.1公斤/小時(shí)-流向沉清器的輸口流量4.75公斤/小時(shí)-流出液的流量(酒)2.75公斤/小時(shí)-已澄清的產(chǎn)品流量(渣、沉淀物及其他)2公斤/小時(shí)-提取25%即0.50公斤/小時(shí)-返回產(chǎn)品的流量(75%)1.50公斤/小時(shí)按照本方法以每天幾十噸的較大規(guī)模，用相同的酶和按相同的比例實(shí)施小麥轉(zhuǎn)化成乙醇，得到下述量Ⅰ.60噸/天 淀粉20000升乙醇6.6噸本發(fā)明的沉淀物9噸麩皮(糠)9.5噸渣Ⅱ.100噸/天 谷物粉20000升乙醇9.5噸本發(fā)明沉淀物
15噸麩皮(糠)15.8噸渣正如人們所看到的，同樣生產(chǎn)乙醇，可以改變根據(jù)發(fā)明的部分水解淀粉、即沉淀物的生產(chǎn)。相反地，對(duì)于恒定的淀粉流量來說，有可能按照乙醇量來調(diào)節(jié)沉淀提取物的量。
粉狀沉淀物經(jīng)凍干干燥之后，或絮凝狀沉淀物經(jīng)加熱干燥之后根據(jù)本方法制得的產(chǎn)品;按前述實(shí)施例實(shí)施、在水解容器中停留時(shí)間約為40小時(shí)的產(chǎn)品其組成大約如下-淀粉72%±2%-纖維4.8%±2%-蛋白質(zhì)7%-脂類0.5%±0.3%-灰分0.9%±0.5%-無機(jī)物(ppm)Cu7.3、Zn47、Fe124、Mn12.5-離子NH+40.25%，PO3-40.34%，Cl2372ppm，NO-2＜0.01%，NO-3＜0.01%含淀粉的部分沒有G2-G10之間的殘余糊精。
產(chǎn)品的pH約3.8-4，其密度真密度d＝0.96，表觀密度d＝0.214。
當(dāng)然，這種組成變化很大，并且主要取決于所使用基質(zhì)的量，這里為小麥粉的量，但也取決于所選擇的酶及其濃度、停留時(shí)間等。
本發(fā)明產(chǎn)品在食品中的許多應(yīng)用與使用是很出色的豬肉食品、燒熟的菜、調(diào)味汁、甜食和含乳甜點(diǎn)、飲料、餅干與面包、皮特(Peet)-食品等的制作。
此外，本發(fā)明的方法及其產(chǎn)品具有無麥醇溶蛋白的特殊優(yōu)點(diǎn)，甚至當(dāng)所應(yīng)用的基質(zhì)是小麥時(shí)也是如此，這就允許在幼兒食物中使用該產(chǎn)品。
人們都知道麥醇溶蛋白是一種幼兒食用不適宜的食品。然而，生產(chǎn)乙醇通常使用的小麥粉用在其它產(chǎn)品中也含有麥醇溶蛋白。本發(fā)明方法特別令人感興趣的地方在于，沉淀物實(shí)際上沒有麥醇溶蛋白在發(fā)酵罐中已溶解的麥醇溶蛋白在澄清時(shí)從沉淀物中分離出來，并且再返回到流出液中。
測(cè)量表明流出液中除去了至少95%的麥醇溶蛋白。余下至多5%又在含沉淀物的那部分中。與沉淀物一起被提取的極少量麥醇溶蛋白可以毫無困難地除去，因?yàn)辂湸既艿鞍资侨苡诖嫉摹?br> 這種產(chǎn)品的許多應(yīng)用都是可能的，或者直接使用提取的產(chǎn)品，或者在提取結(jié)束二次處理后使用。
事實(shí)上，產(chǎn)品的展觀與應(yīng)用都根據(jù)中止水解的方式和/或狀態(tài)而有所改變。
在穩(wěn)定化之前，沉淀物可為了除去某些不希望的物質(zhì)而進(jìn)行預(yù)處理在醇、鹽或可改變pH的產(chǎn)品存在下，用水溶液稀釋沉淀物，例如醇溶液可除去微量麥醇溶蛋白。
沉淀物由下述方法穩(wěn)定-冷卻干燥凍干法，這可得到粉末，-在帶或圓柱上加熱干燥沉淀物膨脹，并得到轉(zhuǎn)化成絮凝粒薄膜，-霧化，在已知的霧化塔中將沉淀物噴射成顆粒，其顆粒在熱空氣流中干燥，
-引入已知的適當(dāng)細(xì)菌青貯。
另外，利用已知類型的機(jī)械分離純化其沉淀物，純化可以進(jìn)行到基本上只保留部分水解的淀粉顆粒。
第一種應(yīng)用是利用它的營養(yǎng)作用，例如在營養(yǎng)學(xué)方面，該沉淀物在腸道上起作用。
第二種應(yīng)用是利用它的技術(shù)作用，它進(jìn)入燒熟菜的組分之中-作為粘結(jié)劑，因其同時(shí)具有乳化、增稠和膠凝的能力。尤其可以在嬰兒食品中應(yīng)用，以很小的劑量治療可引起嘔吐的胃痙攣。
-作為乳化劑，例如，它可加入當(dāng)時(shí)正尋求使之穩(wěn)定的乳化組合物中，又不因此而達(dá)到膠凝階段(例如工業(yè)化生產(chǎn)的蛋黃醬);
-作為增稠劑例如保持已燒好準(zhǔn)備食用和保存在實(shí)際冷卻條件下的那些菜中調(diào)味汁的稠度。
-作為膠凝劑例如，在制備應(yīng)該保持在實(shí)際冷卻條件下的烹調(diào)制品或幼兒食品中在4℃冷水中不到16小時(shí)而在室溫下幾分鐘內(nèi)，沉淀物凝膠化，并在對(duì)其加熱時(shí)沉淀物保持凝膠狀態(tài)。
-作為擠壓劑例如，在餅干制作時(shí)，人們尤其可以看到擠壓所消耗的能量增加達(dá)20%的效益，在作擠壓劑的應(yīng)用情況下，可使用未加工狀態(tài)的產(chǎn)品，無需進(jìn)行第二次純化處理;
-作為填充劑例如，由于該填充劑能提高保留香味、水和脂肪物質(zhì)的作用，在制作餅干、糕點(diǎn)、糖果時(shí)使用它。在這類應(yīng)用中，該產(chǎn)品經(jīng)提取后最好經(jīng)過一次或多次純化處理，以除去不需要的一種或多種組分纖維、酵母等;
-作為營養(yǎng)劑例如，由于根據(jù)患糖尿病鼠所觀察到的長效作用，用于治療人體中與胰島素相關(guān)的早期糖尿病;沉淀物事實(shí)上被作為“慢轉(zhuǎn)化(lent)糖”。由于它可調(diào)節(jié)嬰兒的消化，這種“慢轉(zhuǎn)化糖”作用同樣對(duì)幼兒食品是有利的。
第三類應(yīng)用是用于植食動(dòng)物的食料由青貯法轉(zhuǎn)化與貯存的產(chǎn)品非常有利于作為動(dòng)物食料提供給產(chǎn)奶動(dòng)物，尤其是奶牛。發(fā)現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶量顯著增加人們觀察到產(chǎn)奶量增加15-20%。
所制得的產(chǎn)品特別有利的是，在提取與穩(wěn)定之后，它可以無需特殊處理便能保存，也無需預(yù)處理便能直接應(yīng)用。尤其是由于酵母的存在，不會(huì)產(chǎn)生任何細(xì)菌的繁殖。
本方法能得到穩(wěn)定的產(chǎn)品，也就是說對(duì)于確定的基質(zhì)其組成不變，并且由于酶與能量消耗低而成本不高。
權(quán)利要求
1.由研碎的未加工含淀粉基質(zhì)經(jīng)冷水解，同時(shí)發(fā)酵連續(xù)生產(chǎn)部分水解淀粉的方法，其中以已知的方式用可釋放糖的酶制劑實(shí)施含淀粉基質(zhì)的水解，酶制劑中添加酵母，其特征在于-潷清(取出)經(jīng)20-60小時(shí)水解后所得到的汁，其汁含有溶解的產(chǎn)物和未溶解的產(chǎn)物；-從這種汁里分離出使其再循環(huán)(返回)經(jīng)水解都不溶的那些渣；-在返回之前，要全部或部分提取含有部分水解淀粉的未溶解部分并使其穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于由干燥、凍凝、霧化(粉化)或青貯實(shí)施穩(wěn)定。
3.由前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述方法得到的部分水解的含淀粉產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的產(chǎn)品，其特征在于它至少含有部分降解的淀粉和少量酵母。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的產(chǎn)品，其特征在于部分降解的淀粉含量是50-98%，余下的組分以基質(zhì)不溶解成分(纖維、蛋白質(zhì)、脂類、灰分、無機(jī)物、離子)、酵母、酶和某些細(xì)菌為代表，其pH值為4-8。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5中任何一個(gè)權(quán)利要求所述產(chǎn)品在食品工業(yè)中作香味載體的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5中任一權(quán)利要求所述產(chǎn)品在食品工業(yè)中作擠壓添加劑的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5中任一權(quán)利要求所述產(chǎn)品在食品工業(yè)中作營養(yǎng)劑的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法得到的部分水解含淀粉的、并且由青貯法穩(wěn)定與保存的產(chǎn)品在動(dòng)物食料產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用。
全文摘要
由研碎的未加工含淀粉基質(zhì)冷水解和同時(shí)發(fā)酵連續(xù)生產(chǎn)部分水解淀粉的方法，其中以已知的方式用可釋放糖的酶制劑實(shí)施水解基質(zhì)，酶制劑中加入了酵母，該方法中——潷清(取出)在水解20—60小時(shí)后所得到的汁，其汁含有已溶解的產(chǎn)物和未溶解的產(chǎn)物，——從這種汁里分離出使其再循環(huán)(返回)經(jīng)水解都未溶的那些渣(特別是纖維、酶和部分水解淀粉)?！诜祷?再循環(huán))之前，要全部或部分提取部分水解淀粉，并使其穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C08B31/00GK1071309SQ9210919
公開日1993年4月28日 申請(qǐng)日期1992年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月3日
發(fā)明者A·拉米爾茨, D·福茨蘭 申請(qǐng)人:拜爾達(dá)因·伯朗尼