酶制劑在淀粉生產(chǎn)與深加工中的有效應(yīng)用

范紅霞，王可富

（諸城興貿(mào)玉米開發(fā)有限公司，山東諸城 262200）

當(dāng)前，越來越多的食品加工企業(yè)出現(xiàn)在激烈的市場競爭中，對淀粉的需求量也在日益增加，這在一定程度上推動了淀粉價格的不斷提升，如小麥、玉米等重要的淀粉原材料的價格也隨之有所提升。因此，企業(yè)為了能夠進一步拓展市場占有率、提升自己的食品生產(chǎn)加工技術(shù)，必須通過有效的方式提高淀粉的生產(chǎn)效率，增加淀粉的產(chǎn)量。在這樣的需求下，酶制劑在淀粉生產(chǎn)和深加工中的應(yīng)用越來越廣泛，為各企業(yè)的生產(chǎn)效率提升帶來了新的思路。

1 淀粉的加工與深加工的工業(yè)價值

淀粉是極為常見的工業(yè)原材料之一，在食品加工業(yè)中發(fā)揮著十分重要的作用。①最常見的應(yīng)用途徑是在面團成型的過程中有效地調(diào)節(jié)面筋潤度，尤其是在餅干類食品的生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)制作要求有效地添加淀粉，進一步提升食品口感和質(zhì)量。②淀粉是一種重要的填充劑和穩(wěn)定劑，能夠有效降低食品中其他添加劑的成分[1]。例如，在制造蛋黃醬時可通過適量添加淀粉的方式取代過多的蛋黃，能夠讓食品中含有的膽固醇得到有效的控制；在蒜蓉醬的制作過程中，可溶性淀粉能夠?qū)Υ笏馑仄鸬接行У姆€(wěn)定作用，從而保持食品的風(fēng)味；在面包的制作過程中，紅薯淀粉可用作有效的填充劑；在芹菜紙型食品的生產(chǎn)過程中，可加入玉米淀粉增加食品的口感。③淀粉可當(dāng)作保水劑對食品進行有效的保水和抗壓，在肉糜類制品中極為常見。通過淀粉的加入，能夠在肉糜類制品中形成一定的凝膠體系，使肉糜類制品具有一定的組織形態(tài)，具有較好的持水效果。例如，在生產(chǎn)西式火腿的過程中，一般會添加低于5%的淀粉；在生產(chǎn)火腿腸的過程中為了實現(xiàn)有效的保水會添加5%左右的淀粉。此外，在進行調(diào)味類肉罐頭的生產(chǎn)過程中，同樣會加入適量淀粉，這樣能夠起到有效的增稠效果。④在速溶飲料的生產(chǎn)過程中，淀粉也發(fā)揮著十分重要的作用，能夠有效地提高速溶飲料的口感和溶解效果。⑤在進行凝膠的生產(chǎn)時，還會使用淀粉及其副產(chǎn)品作為重要的凝膠劑。⑥在增塑劑中加入適量的玉米淀粉，能夠生產(chǎn)出更加自然環(huán)保的食品包裝材料，不僅具有一定的可食效果，還能夠進一步提高包裝材料的降解速度。因此，進一步提升淀粉生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，對于淀粉加工產(chǎn)業(yè)有積極的促進作用。

淀粉糖是淀粉深加工的產(chǎn)物，在食品工業(yè)中同樣發(fā)揮著十分重要的作用[2]。淀粉糖主要包括麥芽糖、葡萄糖、果葡糖漿和淀粉糖漿等。這些淀粉糖是天然的甜味劑，能夠在食品加工中充分發(fā)揮增甜的效果。①淀粉糖漿、麥芽糖等在實際的餅干和面包生產(chǎn)中已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用，食品經(jīng)過受熱后其中的淀粉糖會出現(xiàn)美拉德反應(yīng)，從而使食品呈現(xiàn)出棕黃色，并產(chǎn)生焦糖的香味，同時淀粉糖在受熱后能夠起到有效的抗氧化效果，從而進一步延長食品的保質(zhì)期。此外，在糖果原料、果凍的生產(chǎn)過程中，同樣會加入淀粉糖漿，以降低食品中的蔗糖含量，減少食品中的熱量，滿足人們對飲食健康的要求。②果葡糖漿和高果糖漿是淀粉深加工的新一代產(chǎn)品，在糖果、飲料和烘焙中已得到十分廣泛的應(yīng)用。這種淀粉糖不會在口腔中滯留，對牙齒能夠起到有效的保護作用；且這種淀粉糖比蔗糖具有更高的滲透壓，能夠進一步抑制細菌。③功能性低聚糖同樣是食品加工的重要材料，尤其在健康食品中發(fā)揮著越來越重要的作用。

酶制劑是一種氨基酸組成的蛋白質(zhì)，是通過活的有機體產(chǎn)生的一種特殊制劑，能夠?qū)芏喾磻?yīng)過程和生物活動進行有效控制。在所有的新陳代謝中，酶制劑是不可或缺的重要元素，它們和其他普通的蛋白質(zhì)存在顯著的區(qū)別，即酶制劑具有非常良好的催化活性，能夠幫助加快化學(xué)反應(yīng)過程。同時，酶制劑具有良好的降解效果，能夠在使用后實現(xiàn)無污染地處理，因此在越來越多的行業(yè)中被應(yīng)用。根據(jù)酶制劑的化合物分類，可將其分為蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶和淀粉酶等，可根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的具體需求來選擇，有效提升反應(yīng)質(zhì)量。酶制劑在幾千年前就被運用到工業(yè)生產(chǎn)中，最早關(guān)于酶制劑的使用記錄是在威士忌酒的生產(chǎn)中。如今，隨著工業(yè)類型的不斷拓展，在美容產(chǎn)品、紡織品、口腔護理產(chǎn)品等生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用，在傳統(tǒng)的食品生產(chǎn)、啤酒發(fā)酵中的應(yīng)用也越來越廣泛，且在淀粉的加工與深加工中顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，推動著淀粉加工與深加工質(zhì)量和效率的有效提升。

2 淀粉生產(chǎn)中酶制劑的應(yīng)用

2.1 玉米淀粉的生產(chǎn)

在玉米淀粉的生產(chǎn)過程中，使用酶制劑主要是為了提高淀粉的分離效率。相關(guān)研究和生產(chǎn)經(jīng)驗顯示，每噸淀粉中加入0.20～0.25 kg 的纖維素酶能夠使玉米淀粉的分離效率最優(yōu)，同時在生產(chǎn)的過程中需要確保pH 值處于3.5～5.0[3]。通過酶制劑的有效使用，能夠有效改善和優(yōu)化玉米淀粉生產(chǎn)過程中的過濾效果，讓玉米淀粉的濾餅水分控制在10%左右，同時還能夠進一步降低生產(chǎn)過程中的熱量損耗，提升過濾速度和質(zhì)量，以此來確保玉米淀粉產(chǎn)量有效增加。同時，在對玉米淀粉進行浸泡時，也可通過增加酶制劑的方式進一步提高淀粉分離的效果。但添加纖維素酶對于玉米淀粉的浸泡分離工作幫助不大，這主要是因為玉米中的淀粉顆粒極有可能被內(nèi)部蛋白所包裹，導(dǎo)致淀粉無法順利分離，因此一般會通過增加SO2的方式有效破壞玉米內(nèi)部的蛋白質(zhì)，從而使玉米淀粉能夠有效地分離出來[4]。根據(jù)實踐研究顯示，增加酸性蛋白酶能夠讓玉米淀粉更加順利地從蛋白質(zhì)中分離，同時還能夠降低SO2的使用量，也能夠有效縮短玉米的浸泡時間。在酸性蛋白酶的幫助下，只需6 h 就能夠順利完成淀粉的分離工作。在進行浸泡分離的過程中，需要通過中間反應(yīng)罐來實現(xiàn)有效的攪拌才能夠真正發(fā)揮出酸性蛋白酶的作用，同時不需要額外增加任何反應(yīng)條件，操作相對簡便。

2.2 小麥淀粉的生產(chǎn)

小麥和玉米的成分不同，含有較多的蛋白質(zhì)和多糖結(jié)構(gòu)，因此小麥漿料相對比較黏稠[5]。在生產(chǎn)小麥淀粉的過程中需要先去掉小麥殼，將小麥磨成粉狀，加入水進行攪拌，再通過三相離心機對溶液進行分離操作，這樣就能夠獲得A 淀粉、B 淀粉、纖維和谷朊粉的混合物，之后從混合物中將A 淀粉和B 淀粉提取出來。在實際的生產(chǎn)工作中，可在小麥粉的混合物中加入酶制劑，以降低小麥混合物的黏稠度。在這一工序中經(jīng)常使用到的酶制劑主要為木聚糖酶，具有更加高效和快速的反應(yīng)，能夠在短短的1 min 內(nèi)有效地分離出小麥淀粉，不僅有效控制了黏稠度，還增強了混合物的流動性，確保反應(yīng)過程中系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)能夠保持穩(wěn)定、高效，還能夠進一步減少生產(chǎn)過程中的用水量，讓淀粉的產(chǎn)量得到進一步提升，有效地降低了原材料的使用成本。

2.3 木薯淀粉的生產(chǎn)

相比玉米淀粉和小麥淀粉的生產(chǎn)，木薯淀粉的生產(chǎn)分離過程更加簡單，這主要是因為木薯根內(nèi)部的脂肪成分和蛋白質(zhì)含量相對較低，因此不需要進行較為復(fù)雜的分離工作。但在木薯淀粉的生產(chǎn)過程中，同樣需要借助酶制劑的幫助，且對酶制劑的需求量相對較大，這在一定程度上使木薯淀粉的生產(chǎn)成本有所增加[6]。因此，為了更好地控制木薯淀粉的生產(chǎn)成本，需要對機械設(shè)備運行效率進行科學(xué)的把控，這樣才能夠有效提升木薯淀粉的分離效率。一般會選擇將木薯根進行細致研磨，但這種方式很有可能使淀粉中的纖維含量有所增加，同時如果持續(xù)進行超負荷研磨有可能讓纖維與木薯淀粉混合得更加緊密，進一步增加了后期分離的難度。因此，從木薯粉蛋白質(zhì)含量較低的角度出發(fā)，可在生產(chǎn)木薯淀粉的過程中搭配使用蛋白酶和纖維酶，這樣不僅能夠進一步提高木薯淀粉的分離效果，同時也能夠降低酶制劑的總使用量，在有效控制成本的同時，提升木薯淀粉的生產(chǎn)量。

3 酶制劑在淀粉深加工中的應(yīng)用

3.1 淀粉深加工中的葡萄糖漿

葡萄糖漿是成品糖生產(chǎn)的重要原材料，同時也在發(fā)酵行業(yè)中有十分重要的作用，如味精和檸檬酸的制作等[7]。近年來，我國的淀粉深加工行業(yè)獲得了迅猛發(fā)展，深加工技術(shù)也在不斷提升，生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率都取得了很大進步。目前，在淀粉深加工中最為常見的原材料是玉米淀粉，通過有效的技術(shù)手段能夠使其順利轉(zhuǎn)化為葡萄糖漿液。在傳統(tǒng)的加工模式下，發(fā)酵糖的質(zhì)量要求相對較低，這主要是因為其對發(fā)酵的影響相對較小，因此未得到重視。但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，加上淀粉原料的成本仍然在不斷提升，深加工企業(yè)往往會進一步提高生產(chǎn)過程中的科技水平，從而提升葡萄糖漿深加工的質(zhì)量和效率。目前，人們正在使用酶制劑進一步提高葡萄糖漿液的生產(chǎn)質(zhì)量，這樣就能為后續(xù)的發(fā)酵處理奠定更加良好的基礎(chǔ)。

3.2 淀粉深加工中的結(jié)晶糖

在生產(chǎn)結(jié)晶糖的過程中，需要對葡萄糖值的含量進行有效的監(jiān)控。通過設(shè)置好液化酶的使用劑量，確保液化液達到生產(chǎn)的標準，使葡萄糖值有效降低，且能夠確保液化液的質(zhì)地更加均勻。目前，在結(jié)晶糖的制作過程中，往往會借助酸性淀粉酶和糖化酶，以提高結(jié)晶糖的生產(chǎn)質(zhì)量。同時，使用復(fù)合酶能夠讓糖液中葡萄糖在干物質(zhì)中的比重得到進一步提升，有效提高結(jié)晶糖的生產(chǎn)產(chǎn)量，縮短葡萄糖的結(jié)晶時間，提升整體的生產(chǎn)效率。在進行實際操作的過程中，結(jié)晶糖的生產(chǎn)會受到諸多因素的影響，如液化溫度、滅酶方式、酸堿值等，這些因素極有可能對結(jié)晶糖的顏色等品質(zhì)造成影響，因此應(yīng)該先選擇具體的糖化操作方式，再根據(jù)所選的方式選擇合適的酶制劑，同時減少反應(yīng)過程中出現(xiàn)逆反應(yīng)的現(xiàn)象。

3.3 淀粉深加工中的麥芽糖

麥芽糖是目前淀粉深加工行業(yè)中最為普及的種類之一。在糖果業(yè)和甜品行業(yè)中，麥芽糖的使用極為廣泛；同時在藥品行業(yè)中也會使用到麥芽糖醇等超高麥芽糖。麥芽糖的加工步驟相對比較簡單，只需要對淀粉進行有效的高溫液化處理，再對處理好的淀粉液進行糖化處理。在糖化處理的過程中，一般會使用大麥-β-淀粉酶或真菌淀粉酶，反應(yīng)時間約為12 h，這樣就能夠使淀粉液中的麥芽糖含量達到1/2。如果需要制作超高麥芽糖，則需要對液化反應(yīng)進行有效的控制，確保液化完成后其中的葡萄糖值相對較低，在這一過程中往往會增加普魯蘭酶和淀粉酶，反應(yīng)時間往往要持續(xù)24 h 左右，此時淀粉液中的麥芽糖含量能夠達到4/5 左右。在進行麥芽糖深加工的過程中，細菌感染一直是影響加工質(zhì)量和效率的因素，這主要是因為深加工過程中糖化液的pH 值過高，從而產(chǎn)生大量的乳酸菌，影響了糖化液中pH 水平，使酶制劑能夠發(fā)揮最佳效果的pH 環(huán)境被改變，從而影響了反應(yīng)速度。此時，可增加適量的溶菌酶來改善這一問題，促進麥芽糖生產(chǎn)質(zhì)量的提升。

3.4 淀粉深加工中的果葡糖漿

果葡糖漿在食品加工業(yè)中是必不可少的原材料之一，因此在淀粉深加工產(chǎn)品中占據(jù)著很大的比重。目前，隨著甜品行業(yè)和糖果業(yè)的快速發(fā)展，果葡糖漿的需求量不斷提升。因此，為了進一步提高果葡糖漿的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，在進行淀粉深加工的過程中往往會加入合適的酶制劑，如固定化葡萄糖異構(gòu)酶制劑。這種酶制劑對空氣造成的破壞和腐蝕有良好的抵御作用，同時也具有更高的活力，便于生產(chǎn)企業(yè)在任何環(huán)境中有效地開展果葡糖漿的生產(chǎn)，有利于進一步提高果葡糖漿的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語

在淀粉的生產(chǎn)和深加工中，酶制劑的應(yīng)用越來越廣泛，不僅能夠讓淀粉的生產(chǎn)效率得到進一步提升，也能夠有效確保淀粉分離的質(zhì)量和速度，使淀粉的產(chǎn)量增加，食品加工企業(yè)的生產(chǎn)成本降低。因此，需要進一步對酶制劑進行有效的研究和探討，更加科學(xué)地在淀粉生產(chǎn)和深加工中使用酶制劑，提高反應(yīng)速率和反應(yīng)質(zhì)量，促使淀粉生產(chǎn)和深加工質(zhì)量全面提升，為食品加工行業(yè)的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。