【酶在变性淀粉工业中的应用】.doc

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以上资料是我几年前整理的,有些心的资料未能整理,先将此资料上传,.张友松近来在整理资料是发现在淀粉变性时，酶具有一些特殊的其它变性方法不具有特性，如在淀粉羟烷基化反应时，能提高淀粉活性，使得能在以水为介质的体系中能制备得克分子取代度大于0.2的羟烷基淀粉；在淀粉酯化时，在淀粉6位羟基上取代；变性后使淀粉表面具有亲脂性；以及能用酶作淀粉的氧化剂。而且反应过程没有任何副产物，对环境无污染。现将有关资料整理出来，介绍给国内同行们，我想可能会对同行有所帮助。酶在变性淀粉中的应用淀粉酶在淀粉工业中用于制备葡萄糖，麦芽糊精葡萄糖和麦芽糖浆等。所用的酶有α-和β-淀粉酶，异淀粉酶，普鲁兰酶，葡萄糖淀粉酶。环糊精-葡萄糖转移酶（glucosyltransferase）(CGTase)工业上用于制备环糊精。除此之外，酶的应用领域非常广泛，酶具有高效，专一和反应条件温和特点。它的这些特点有助于提高生产效率，降低成本，避免不必要的副反应。简化分离提纯步骤，为有目的地开发特定产品提供良好的途径；减少设备投资，提高安全系数；减少环境污染。酶在变性淀粉中的应用很少见到报道，现将一些酶在变性淀粉中的应用资料整理如下，提供大家参考。在变性淀粉中常用的酶有水解酶和氧化酶。1.用酶水解降低淀粉分子量和粘度：（1）Nitsch,Erust等（1）在制备羟乙基代血浆时，淀粉经羟乙基化后，用酶水解，使淀粉分子量降低。（2）在食品中应用：Chiu.Chung.-wai等（2）用普鲁兰酶或异构酶水解1,6苷键得到的产品用作混浊剂。同一作者（3）将淀粉用酶切枝后用于（jelly gum confection）冻胶胶姆糖。Quarles James等（4）将羟丙基淀粉用酶水解至DE值8.3，用作代替蔗糖的低热量增体剂（bulking agent）。Chiu;Chung-Wai（5）淀粉与辛烯基琥珀酸酐反应后，再用β-淀粉酶处理的产品，可以代替阿拉伯胶，用作饮料的乳化剂，改善了货架稳定性。Blue等（6）将淀粉与辛烯基琥珀酸酐反应制成淀粉辛烯基琥珀酸酯后，再用葡萄糖淀粉酶处理的产品用作包胶剂和乳化剂。（3）Yamada Hideto等（7）将阳离子淀粉用酶降解后用作造纸增强剂(日本公开特许11,12,979)；同一作者（8）在另一专利中报道用酶解阳离子淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物作造纸增强剂。Houghton,Robert William等（9）将淀粉在过硼酸钠存在下，用α-淀粉酶处理，产品用于造纸表面施胶和涂布。用作表面施胶剂能够改善纸张的印刷表面性能，提高纸张的耐磨擦度。Ayoub,Ali(10);等在干法合成阳离子小麦淀粉时，用酶降解淀粉。（4）张本山等(11)将淀粉与交联剂在糊化温度和碱性条件下进行非晶化处理后，用酶降解得到的降解产物用于造纸，纺织，食品，医药等领域。2.多孔淀粉的制备：多孔淀粉（12-29）又称微孔淀粉，是天然淀粉经水解后，在颗粒表面形成蜂窝状多孔性淀粉克里，表面小孔直径1m左右，孔的容积占颗粒体积的50%左右。多孔淀粉的制备方法很多，但最有实用价值的酶水解法（如用葡萄糖淀粉酶水解），酶可以发酵大量生产，而且酶水解生产工艺简单易行，得到的多孔淀粉是中空颗粒，具有较大的吸附量。多孔淀粉是淀粉经由葡萄糖淀粉酶水解后，再经交联而制成。其制备方法如下：称取100g淀粉（干基），置于200ml烧杯中，加入一定pH值的醋酸钠缓冲液100mL，置于一定温度的水浴锅中预热20 min，同时用电动搅拌机搅拌。精确称取一定量的葡萄糖淀粉酶，用缓冲液配成酶液，将酶液全部转移到淀粉悬浮液中并准确计时，搅拌反应一定时间后，停止反应，将悬浮液在3000 r/min下离心5min并把上清液量取体积后移入容量瓶中待测定用。剩余淀粉用蒸馏水洗涤并离心，如此重复三次后，将所得淀粉置于真空干燥箱中于40℃干燥至恒重，用粉碎机粉碎后，即得微孔淀粉。取200 g微孔淀粉(干基)于1000 ml烧杯中，加入500ml蒸馏水调浆，置于集热式磁力搅拌水浴锅上在一定温度下预热10 min，用1 mol/L NaOH溶液调pH为碱性，随后用微量进样器缓慢加入一定量三氯氧化磷，边加边搅拌，并用NaOH溶液维持pH值的恒定。准确反应一定时间后，用1.0 m ol/L HCl中和掉过量的碱。将悬浮液离心分离(3000 r/min)，取沉淀的淀粉用蒸馏水洗涤后再离心，如此重复三次，将所得淀粉于真空干燥箱中在400C下干燥制恒重，研碎后即得交联微孔淀粉,多孔淀粉可用作：（1）除草剂：可增加除草剂的使用效率，通过缓释而延长使用时间；（2）卫生球，冰箱除臭剂：用微孔淀粉吸附樟脑油等挥发性香精制成球形，片状，可延长挥发油释放时间，达到缓释的效果；（3）药品：做药品的载体吸附药品如阿斯匹林，止汗药，控制药物在特定时间及特定条件下释放，安全性高，加工容易，吸附效果好，且用微孔淀粉填充剂比原淀粉更易消化；（4）香精油：吸附液态香精，制成粉末香精，可保持其香味物质的新鲜，易于称量，方便保存和使用。且特别适用于制备烘烤用粉末香精；（5）化妆品：微孔淀粉加到化妆品中，能将化妆品中各种成分（有机，无机粉体，保湿剂，表面活性剂，维生素，杀菌剂）吸附到孔中，化妆品的某些成分不用特别细，加入量加入成分的品种均可增加。由于微孔淀粉吸附了各种化妆品成分，能有效降低对皮肤的刺激性。使用时涂布性，平滑程度，滑爽感，潮湿感均得到提高，涂抹时通过摩擦生热释放吸附在孔中各种成分。可以用在粉底，扑粉，口红等化妆品中。（6）口香糖：口香糖加工过程中加入微孔淀粉，使之吸附香味成分，食用时经口腔咀嚼，释放香味，由于香味被微孔淀粉吸附，释放缓慢，可有效增加香味在口腔停留时间，增强食用愉悦感。Rizzi（30）将多孔淀粉用硅氧烷（siloxane）处理后，用于吸附恶臭。除此之外还可用于益生菌的吸附剂，经喷雾干燥制备的活菌粉不仅在喷雾过程中，或在贮存过程中对活菌均有明显保护作用。医药，食品如作粉末酱油，造纸等行业。3.在羟烷基化反应前预先用酶处理可提高淀粉的活性（31）：通常在以水为介质进行羟烷基化反应时，如MS大于0.1时，淀粉颗粒受到损害，淀粉要糊化，使进一步反应难以进行，副产物难以洗涤除去。用通常的方法只能制得MS约0.1或低于0.1的羟烷基淀粉。要制备MS大于0.1的羟烷基淀粉需用干法或溶剂法。干法存在粉尘爆炸危险，而且还需要特殊设备。溶剂法也存在溶剂爆炸的危险，溶剂需要回收，增加成本。Wang Jiao将淀粉先经酶处理后再羟丙基化，在水介质的反应体系中进行羟丙基化反应，能够制备的MS大于0.2的羟丙基淀粉，而且保持淀粉的颗粒形状。例如：500g干淀粉用水调成40%的浆液，温度调至420C,pH5.5-6.0。加入0.131ml CANALPHA 600,6000Lα–淀粉酶，相当于0.82LU/g淀粉，处理2h。处理完后，保持温度在420C，加入75g硫酸钠和143mlNaOH/NaCl溶液（5.7%NaOH,21.1%NaCl的水溶液），pH升至11.3，加入8%-20%环氧丙烷，反应16h.pH调至4.0，过滤，水洗，干燥。产品的MS从0.118到0.3634.编号。