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结晶麦芽糖醇的研制

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结晶麦芽糖醇的研制结晶麦芽糖醇的研制 56《食品研究与开发)2oo5年6月第26卷第3期 结晶麦芽糖醇的研制 赵光辉王运刚周娟禹城福田药业有限公司禹城251200 近年来,随着膳食结构由温饱型向小康型过渡, 人们的生活水平不断提高,功能性甜味剂以其独特 生理功能逐渐被人们接受,市场规模逐年增加.多 作者简介:赵光辉(1970-),男,山东省禹城I盯人.高级工程师,大学,1991 年毕业于复旦大学化学专业.主要从事糖醇新产品,新技术开发及应用. 元糖醇,包括麦芽糖醇,赤藓糖醇,山梨醇,甘露糖 醇等均属于功能性甜味剂产品.由于麦...
结晶麦芽糖醇的研制
结晶麦芽糖醇的研制 56《食品研究与开发)2oo5年6月第26卷第3期 结晶麦芽糖醇的研制 赵光辉王运刚周娟禹城福田药业有限公司禹城251200 近年来,随着膳食结构由温饱型向小康型过渡, 人们的生活水平不断提高,功能性甜味剂以其独特 生理功能逐渐被人们接受,市场规模逐年增加.多 作者简介:赵光辉(1970-),男,山东省禹城I盯人.高级工程师,大学,1991 年毕业于复旦大学化学专业.主要从事糖醇新产品,新技术开发及应用. 元糖醇,包括麦芽糖醇,赤藓糖醇,山梨醇,甘露糖 醇等均属于功能性甜味剂产品.由于麦芽糖醇的适 用性较木糖醇,山梨醇更为广泛,有效利用我国丰 富的玉米淀粉资源,生产麦芽糖醇,对拓宽淀粉深 加工的途径,发展淀粉生产以及增强企业竞争力等 ttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttt CHz’O’CO.RCH2’OH ll CH?OHCH?O?CO?R ll CH2?OHCH2?OH 1一MAG2一MAG H~COORCH ,OH }-HO.一.一I.0H0IH0H{CH2OH 其分子结构中同时具 单甘酯为油溶性乳化剂, 有亲油的烷基和亲水的羟基,但其亲油性超过亲水 性,而蔗糖酯分子结构中亦具有亲油性的烷基和大 量亲水性羟基,当二者以某个合适的比例共存于乳 液中,将会大幅度地提高乳化剂的乳化效率,增加 乳液稳定性,本课题所研究的可可牛奶中,经实验 确定,该比例为2:3. 牛乳和可可粉中的油脂和其它部分所构成的 体系中加人该种乳化剂后,它就在两种物质间的界 面发生吸附,形成界面膜.在这种界面膜中,乳化剂 按其分子内极性发生定向排列.即亲油部分伸向 油,而亲水部分朝水定向排列.其结果是油分子和 乳化剂的亲油部分为一方,与水分子和乳化剂的亲 水部分为另一方的相互作用.这种相互作用使界面 张力发生变化.界面张力变化可以使一种液体以液 滴形式分散于另一种液体中,即形成乳状液.界面 膜具有一定的强度,对分散相液滴起保护作用,使 液滴在相互碰撞中不易聚结. 综上所述,对于复杂体系如牛乳饮品这样含有 碳水化合物和蛋白质的食品,HLB值就只能作为一 个选择乳化剂的重要依据,而不是唯一的依据.在 牛乳饮品选择乳化剂其需要考虑以下几方面的情 况:l,饮料的pH值;2,牛乳饮品中添加的其它物质 对乳状液体系的影响;3,牛乳饮品的热处理情况. 总而言之,一个理想的牛乳饮品乳化剂配方,应与 水相和油相均有较强的亲和力,能够对牛乳饮品中 的各种不稳定因子(主要是油脂和蛋白质)都有较 好的乳化稳定作用.而单一的乳化剂很难达到这种 理想状态.一般都应将HLB值大的乳化剂与HLB 值小的乳化剂复配使用,同时还要与适当的胶体同 时使用,方能取得最佳的乳化效果. 参考文献: [1]钟芳,王璋,许时婴.豆乳乳化条件的变化中国乳品工业, 1001--2230(2003)O4—伽l7一O4 [2]丁泉水,曾友明.牛乳饮品中乳化剂的作用机理及其选用原则. 中国食品添加剂.加03NO5 [3]周云,张守文.食品乳化剂的结晶理论及实际应用.中国食品添 加剂,2002NO3 [4]黄鸿志,阚建全.食用乳化剂使用方法.食品工业科技,1998.NO.5 『5]富田,昌晓.蔗糖酯在乳饮料中的应用.BEVERAGECFI8(9) SEP2oo1 [6]黄鸿志,分子蒸馏单甘酯的使用方法.食品工业,1997.NO.6 『7]OwenR.Fennema食品化学,__E璋,许时婴,等译 『8]亦森.可可功能性粮食与油脂.1997.ooo(oo1).54—56 [9]汪多仁.蔗糖脂肪酸酯的开发应用及f场前景.化学工业与工程 技术,1998192 [10]ErixP.Schokker,MartinA.Bos,AlmaJ.Kuijpers,MarliesE. Wijnen,PieterWalstraCSpreadingofoilfromproteinsta- bilisedemulsionsatair/waterinterfacesColloidsandSur- facesB:Biointerfaces26(2002)315-327 [11]M.ZaharD.E.SmithAdsorptionofProteinsattheLipid— SerumInterfaceinMilkSystemswithVariousLipidslnt. DairyJournal6(1996)697—708 [12]MattGoldinga,AdenSeinSurfacerheologyofaqueousca- sein—monoglyceridedispersionsFoodHydrocolloids18(2004) 45l一46l 收稿日期:2004—1O一11 《食品研究与开发)2005年6月第26卷第3期57 都有重要意义.目前,国内市场销售的主要为液体 产品,结晶麦芽糖醇. 麦芽糖醇是以玉米淀粉为原料,经酶法水解制 得麦芽糖后,加氢还原而得的一种双糖醇.它的化 学名称是4-0—2一D一吡喃葡萄糖基山梨醇:分子式 C2Hm分子量344.31;融点146.5—147.0?;溶解度 为100克水中能溶解165克无水结晶麦芽糖醇(在 25?条件下),难溶于甲醇和乙醇;溶解热:150?时 在190摩尔水中溶解无水结晶麦芽糖醇1摩尔时, 显示3.5千卡的吸收热.麦芽糖醇的甜度是蔗糖的 90%,具有柔合的风味;麦芽糖醇不被大多数微生物 利用,在口腔内不产生酸,能有效防止龋齿,同时也 可延长食品的保质期;通过与蔗糖的对比实验,服 用麦芽糖醇将不引起血糖胰岛素及无机物的明显 变化,因此适于做糖尿病人的甜味剂. 1实验部分 1.1材料和试剂 淀粉和液化淀粉玉米淀粉优级山东惠民产 液化淀粉由玉米淀粉加Termamyl.Supra用喷 射液化法制得,其DE值为5—8%. 酶制剂(1)NovozymeWBA(2)PromozymeD2 (3)MaltogenaseL(4)BNA480L,诺维信公司生产. 粉末活性炭河北产 离子交换树脂杭州产 2.5%盐酸溶液配制 1.5%氢氧化钠溶液配制 斐林试剂配制 加氢催化剂MC880德国德固塞公司产 1.2仪器和设备 恒温箱 烧杯1000ml2000ml 真空抽滤装置一套 DDS一11A型电导率仪 阿贝折光仪 高效液相色谱仪一套 真空干燥箱 滴定装置一套 1_3实验步骤 l-3.1工艺 搅拌器 离子交换柱 PHS一3C酸度计 721分光光度计 分析天平 离心机 WHFS一5型加氢反应釜 玻璃旋转蒸发器 Termamyl.Su , pra(PromozymeD2,NovozymeWBA,MahogenaseL) \,f 玉米淀粉一调浆一液化一灭酶一糖化一灭酶一过滤一脱色一过 滤一离交一加氢一脱色一过滤一离交一浓缩一结晶一离心一烘干 1.3.2高麦芽糖浆的生产生产结晶麦牙糖醇,必 须先生产高纯度麦芽糖浆. (1)液化 把玉米淀粉调到所需浓度,调好PH值,加入 TermamylSupra,用低压蒸汽喷射器液化,控制液 化淀粉浓度在25%左右,DE值在5—8%,高温灭酶. 液化DE值对高麦糖浆的生产很重要,若DE 值过高,虽然糖化速度快,糖化液过滤效果好,但生 成的葡萄糖增加,麦芽糖纯度下降;若DE值过低, 则操作困难糖化液过滤困难,糖化速度较慢,所以 DE值应控制在5—8%为最值. (2)糖化 取量的液化淀粉于烧杯中,在糖化温度下 调PH值,加入规定量的酶,置于保温箱中糖化,间 隔两小时搅拌一次,以使温度和PH值均匀.糖化结 束,升温灭酶,过滤,用高效液相色谱测纯度. 糖化酶的选择 要生产结晶性高麦芽糖浆,就要求糖化液生产 成麦芽三糖及低糖含量尽量少,而生成麦芽糖含量 高,因此糖化酶的选择十分重要.我们选择诺维信 公司的四种酶以下不同组合做糖化实验,加以选 择.由表一可知,加NovozymeWBA和PromozymeD2 的糖化液葡萄糖很少,鸸科芽三糖和低聚糖较多, 麦芽三糖和低聚糖粘度很大,抑制麦芽糖结晶,不 适合生产结晶性麦芽糖浆,适于生产普通麦芽糖 浆.加NovozymeWBA,PromozymeD2和BAN480L 的糖化液虽然能提高1-2%的麦芽糖,但麦芽三糖 及低聚糖仍较多,也不适于生产结晶性麦芽糖浆. 加NovozymeWBA,PromozymeD2和MahogeenaseL 糖化液麦芽三糖及低聚糖很少,麦芽糖纯度增加, 葡萄糖含量较高,但葡萄糖对麦芽糖结品影响较 小,所以此三种酶适于生产性麦芽糖浆,我们实验 中选择这三种酶做为糖化酶. ?糖化条件的选择 我们通过查阅大量资料,做了大量实验,模索 出最佳糖化条件:PH值5.2?l;温度56??2;加酶 量:NovozymeWBA2kg/t.ds,PromzymeD22kg/t. ds,MahogenaseL2kg/t.ds;糖化时间40h.在此糖化 条件下,麦芽糖纯度达88%以上. l-3_3脱色过滤 因在液化,糖化,灭酶过程中有色素产生,还有 混在糖浆中的脂肪蛋白质等脱色过滤除去.加入干物 质的3%的粉末活性炭,80?条件下搅拌保温30min, 用抽滤装置过滤. 58《食品研究与开发))2005年6月第26卷第3期 注:糖化条件液化淀粉DE值7.4%PH5.50温度58? l-3.4离子交换 通过离子交换除去滤液中的金属离子,离子型 色素以及残留的可溶性含氯物等杂质,可进一步提 高糖液的纯度和热稳定性.因为麦芽糖在强酸条件 下易水解为葡萄糖,强碱条件下易发生异构化反 应,所以离交指标控制较为重要.我们选用强酸性 阳树脂和大孑L弱碱性阴树脂,离交流程:糖化液一 阳柱一阴柱一阳柱一阴柱 1.4结晶麦芽糖醇的制备 1.4.1麦芽糖加氢 将1.1.3制得的高纯度麦芽糖浆浓缩至折光 25—30%,调pH值至7.5—80,按干物质的5%)Jn人催 化剂MC880,在氢气压力8—10Mpa,温度125—135oC, 搅拌转速300R/min的条件下反应2h.pH值对加 氢转化率影响极大,应严格控制pH值偏低,影响催 化剂的催化活性,转化率低,不宜结晶,且麦芽糖易 分解,导致山梨醇增加;pH值偏高,则副反应增加, 且麦芽糖发生异构,所以应严格控制原料的pH值. 氢化转化率对生产结晶麦芽糖醇的影响较大,转化 率高则麦芽糖纯度高,晶粒大,结晶收率高. 1.4.2脱色 按干物质的2%,1J11入粉末活性炭,升温至80?, 搅拌脱色20min,抽滤. 1.4.3离子交换 除去溶解在氢化液中的镍离子及离子型色素. 工艺流程阳柱一阴柱一阳柱 1.4.4浓缩 用玻璃旋转蒸发器蒸发至折光80%,准备结晶. 1.4.5结晶 将浓缩后的麦芽糖醇浆60?开始降温结晶,50cI= 时按干物质的2%加入麦芽糖醇品种,缓慢降温,每 2h降温1oC为佳,结晶时间最少不少于48h,最好 用冷水结晶,以降低麦芽糖醇的溶解度,增加品粒 的填径,且增)JHd~率. 1.4.6烘干 结晶完毕,将醇膏转移至离心机内离心.离心 机转速4080转/min,离心15min左右,加少许纯水 冲洗离心完后,在真空干燥箱内烘4h,真空度 0.08MPa,温度45cI=结晶麦芽糖醇检测结果: 麦芽糖醇(%)麦芽三糖醇(%)高级醇(%)山梨醇(%)还原糖(%)水份(%) 指标98.09021196Q640.10Ctl5 离心母液含有较多的麦芽糖醇,可以浓缩至 70—75%做为液体麦芽糖醇出售,也可以加入结晶麦 芽糖醇品种结晶固化,然后粉碎,做为粉末麦芽糖 醇出售. 2 2.1我们以玉米淀粉为原料,采用全酶法工艺,以 多酶协同糖化生产高纯度结晶性麦芽糖浆,进而加 氢,脱色,离交,浓缩,结晶,生产出了色谱纯度为 98.09%的结晶麦芽糖醇样品. 2.2结晶麦芽糖醇生产的关键工序是液化,糖化, 离交,氢化等工序,这些工序工艺指标控制好坏,对 结晶麦芽糖醇原料来源广泛,生产成本低,具有更 广阔的市场.结晶麦芽糖醇的研制丰富了麦芽糖醇 的产品链,满足不同市场需求. 参考文献: [1]张锡清.麦芽糖醇的特性及应用.中国食品添加剂,1997(2): 3l-35 [2]朱霓,王建中.麦芽糖醇及其生产技术,河南科技,1997(8):18一 l9 [33张力田.淀粉糖.北京:轻工业出版社,1981 [4]尤新.功能性发醇食品【M】.北京:中国轻工业出版社,2000 [5]尤新.淀粉糖品生产与应用手册.北京:中国轻工业出版社, l997 收稿日期:2004-12-03
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