大豆β-淀粉酶在生產麥芽糖漿上的優勢

許永苗 李惠安 伍伯良 黃玉新 黃智鈞

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州510280）

·綜述評論·

大豆β-淀粉酶在生產麥芽糖漿上的優勢

許永苗*李惠安 伍伯良 黃玉新 黃智鈞

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州510280）

介紹了β-淀粉酶和α-淀粉酶的酶種來源及其在生產麥芽糖漿中的作用機理，并對大豆β-淀粉酶、大麥β-淀粉酶、小麥β-淀粉酶、真菌α-淀粉酶、普魯蘭酶的適用條件、失活條件進行了比較，得出大豆β-淀粉酶在生產麥芽糖漿上的優勢。

麥芽糖漿；α-淀粉酶；β-淀粉酶；糖化

隨著食品工業中甜味劑的升級換代，麥芽糖漿的需求越來越大，沿海地帶及一些發達地區的糖果企業已逐步用麥芽糖漿代替傳統的飴糖和葡萄糖。傳統的麥芽糖漿生產工藝是以大米或其他糧食為原料，蒸熟后添加發芽的大麥作為糖化劑，淋出糖液，經熬糖制得麥芽飴糖，但該工藝已逐漸被純酶法取代。

淀粉糖工業中一般使用大麥β-淀粉酶或真菌α-淀粉酶與普魯蘭酶聯用生產麥芽糖漿，有文獻介紹新型淀粉酶小麥β-淀粉酶和大豆β-淀粉酶亦可用于麥芽糖漿的生產。本文就麥芽糖漿生產中使用的主要酶制劑的作用機理及適用條件作討論，得出大豆β-淀粉酶在生產高麥芽糖漿上的優勢。

1 酶種來源

β-淀粉酶廣泛存在于大麥、小麥、玉米、大豆、麩皮、甘薯等高等植物和一些微生物中，主要包括大豆β-淀粉酶、大麥β-淀粉酶、小麥β-淀粉酶；α-淀粉酶普遍存在于植物、微生物、動物中，工業中使用的α-淀粉酶主要來源于細菌和曲霉，真菌α-淀粉酶便是通過米曲霉（Aspergillus oryzae var）發酵生產出來的。

2 作用機理

β-淀粉酶是一種外切型糖化酶，從糊精的非還原尾端開始水解，只能有序地水解相隔的α-1,4葡萄糖苷鍵，而不能水解α-1,6葡萄糖苷鍵，并且不能越過此鍵繼續水解，當遇到此鍵時，水解停止，同時此酶亦不能水解麥芽三糖，所以其最終的水解產物是大量的麥芽二糖和少量的極限糊精，主要應用于麥芽糖或超高麥芽糖漿的生產。

真菌α-淀粉酶則是一種內切型淀粉酶，可以迅速地水解凝膠淀粉、直鏈淀粉和直鏈淀粉水溶液內部相隔的α-1,4葡萄糖苷鍵，與β-淀粉酶一樣，其不能作用于α-1,6葡萄糖苷鍵，但能越過此鍵繼續水解，并且可以水解麥芽三糖，所以其最終的產物是大量的麥芽二糖及少量的葡萄糖。此酶亦可用于麥芽糖漿的生產，有時也作為中溫淀粉酶使用于淀粉的液化過程中。

3 適用條件

一般而言，酶制劑的適用條件主要與溫度、pH、底物濃度、金屬離子種類等因素有關，而在相同的液化條件下，糖化液的溫度、pH對酶制劑的反應效果影響較大。

3.1 溫度

以酶制劑相對活性的80%～100%衡量酶制劑的反應溫度條件，酶制劑的最佳反應溫度見表1。

表1 酶制劑的最佳反應溫度

3.2 pH值

酶制劑的最佳反應pH見表2。

表2 酶制劑的最佳反應pH

由表1，表2可知，酶制劑的最佳反應溫度是大豆β-淀粉酶＞小麥β-淀粉酶＞大麥β淀粉酶＞真菌α-淀粉酶，而最佳反應pH是大豆β-淀粉酶＜真菌α-淀粉酶＜大麥β-淀粉酶=小麥β-淀粉酶。在麥芽糖漿的糖化過程中，使用大麥β-淀粉酶糖化的條件一般控制在溫度58℃～60℃，pH值5.3～5.6，這便給乳酸桿菌提供了一個豐富的“培養基”，使乳酸桿菌快速繁殖，繼而整個糖化pH值迅速下降，最終導致成品麥芽糖含量偏低，副產物增多，亦會增加過濾及離子交換工序的負擔。大豆β-淀粉酶可在溫度60℃～65℃，pH值4.3～4.8范圍內糖化，大大地抑制了雜菌的生長，減少有色物質生成，提高了糖化效率且在此范圍內亦能很好地協同普魯蘭酶一起生產麥芽糖漿。

4 失活條件

以酶制劑相對活性的20%衡量酶制劑的失活溫度、pH條件，酶制劑的失活條件見表3。

表3 酶制劑的失活條件

由表3可知，酶制劑的失活由難至易是大豆β-淀粉酶＞普魯蘭酶=小麥β-淀粉酶＞真菌α-淀粉酶=大麥β淀粉酶，即在糖化時，大麥β-淀粉酶及真菌α-淀粉酶易受溫度影響導致失活，不利于高麥芽糖漿的生產。

5 小結

大豆β-淀粉酶可在溫度60℃～65℃，pH值4.3～4.8條件下生產麥芽糖漿，對比其他用于生產麥芽糖漿的β-淀粉酶或真菌α-淀粉酶擁有更低pH值及更高的糖化溫度等優勢，一定程度上解決了糖化過程中雜菌導致pH值降低的難題，同時低pH值條件下糖化可減少有色副產物的產生，從而減少離子交換工序的負擔。而高麥芽糖漿的糖化一般需經歷6 h～40 h，在此過程中糖化pH值及溫度都會有所下降，采用大豆β-淀粉酶可避免在糖化過程中返調pH值及補加酶的現象，從而減少染菌及后續工序的負擔。

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Advantages of soybean β- amylase in maltose production

XU Yong-miao*LI Hui-an WU Bo-liang HUANG Yu-xin HUANG Zhi-jun
（Guangzhou Shuangqiao Co.Ltd.，Guangzhou Guangdong 510280，China）

This paper summarized the resources and mechanisms of β- amylase and α- amylase. Optimum conditions and inactivated conditions of the soybean β- amylase, barleyβ- amylase, wheat β- amylase, fungal α- amylase,and pullulanase were compared. Advantage of soybean β- amylase in maltose production was pointed out.

maltose syrup；α-amylase；β-amylase；saccharification

TS214.2

A

1673-6044（2014）04-0005-02

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.04.002

*許永苗，男，1980年出生，2009年畢業于廣東工業大學食品科學與工程專業，助理工程師。

2014-10-13