玉米淀粉加工复合酶制剂的生产与应用研究

现代农业2015年5期特色农业酶法制备抗老化玉米变性淀粉的研究张兆丽王洋潍坊工程职业学院[摘要]研究了β-淀粉酶添加量、反应温度、反应时间对玉米淀粉抗老化的影响。

结果表明，玉米淀粉糊化后加酶量为0.25%，反应温度为55℃，反应时间为60分钟的条件下，制得变性淀粉具有较好的抗老化效果。

[关键词]玉米淀粉变性淀粉β-淀粉酶变性淀粉作为一种多功能食品添加剂，可为食品提供优良质构，提高淀粉的增稠、悬浮、保水和稳定性能力，使其具有较好的感官品质和食用品质[1]。

但在贮藏过程中，淀粉的老化会导致贮藏稳定性和食用品质的下降，目前解决淀粉老化问题方法是向其中添加抗老化剂，主要包括脂类、单糖、多糖、茶多酚[2]等，但有关利用β-淀粉酶制取抗老化玉米变性淀粉的研究却未见报道。

文章以玉米淀粉为原料，利用β-淀粉酶法制备优质的抗老化玉米变性淀粉，它可为食品更新换代、方便化、多功能化创造优越条件，不仅仅是发展食品工业所必需，而且也是造纸工业、纺织工业以及制药行业等行业所需要的[3,4]，具有非常广阔的应用前景。

一、材料与方法1.实验材料玉米淀粉、β-淀粉酶等。

2.实验仪器电热恒温水浴锅、HG-9070A型电热恒温干燥箱、TE612-L型电子天平、GY-1型果实硬度计等。

3.抗老化玉米变性淀粉的工艺流程玉米淀粉→加水→调浆→蒸煮→冷却→加酶→静止酶作用→灭酶→干燥→粉碎→过筛→变性淀粉。

4.加水量对玉米淀粉抗老化的影响设定玉米淀粉和水的比例为1:1、1:1.25、1:1.5、1: 1.75、1:2进行实验，测定其硬度指标。

5.加酶量对玉米淀粉抗老化的影响糊化的玉米淀粉在冷却到50℃后，分别加入0%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%的β-淀粉酶液，测定硬度指标。

6.反应温度对玉米淀粉抗老化的影响加酶后的糊化玉米淀粉分别保藏在45℃、50℃、55℃、60℃、65℃的不同温度的恒温箱中，经冰箱贮藏后测定其老化程度，得出最适反应温度。

酶制剂在玉米生料发酵酒精生产中的应用摘要：我国目前主要用发酵法生产酒精，一般不采用合成法，因此酒精产量少，年产量不到5%。

近年来，随着研究和应用的不断深入，在菌种选育、节能减排及新型发酵技术等方面都取得了许多成绩。

但目前酒精发酵工业中依然存在发酵浓度偏低，能耗高，污染大、原料的利用率低等问题，制约了我国酒精工业的进一步发展。

很多国家的工程技术人员从菌种角度，创新酒精发酵方法，比如，在工业生产中AADY发酵法、固定化细胞酒精发酵法得到广泛应用。

此外，酶制剂工业的兴起促进了酶法酒精生产工艺的发展，主要方法为双酶法，一些发达资本主义国家以及中国均使用此法。

因原料糖化作用、液化作用中酶的副反应较少，专一性强，出酒率大。

目前采用双酶法时可提高淀粉出酒率达56%左右。

同时，为了降低成本，也有很多研究者聚焦于廉价、可大量供应的原料的应用研究，在该方面目前主要涉及城市废纤维垃圾、乳清液等，在适当处理后，这些原料均可付诸于酒精生产。

目前，开发新原料、发展酒精发酵新工艺已成为酒精工业发展中的关键，预期进展将为酒精发酵生产工业带来新的突破。

关键词：酶制剂；玉米生料发酵酒精；生产中的应用引言玉米含有大量淀粉，是酒精发酵的主要原料之一。

利用谷物、土豆等淀粉质作物作为酒精发酵的原料，是我国乃至世界重要的酒精生产方式，特别是对于我国这样的农业大国，淀粉质原料是酒精生产最重要的原料。

1样品采集方法将酶制剂稀释后用15~20倍的淡水溶解，用流速为25升/分钟的计量泵将稀释剂注入第三层纤维洗涤泵入口，然后与材料一起注入酶反应罐。

该酶与纤维浆混合后，应用第一入多出原理2.5小时后，在玉米纤维洗涤系统第四阶段的初步研究中，确定了复方淀粉酶制剂的加入位置，用高压泵将酶和纤维浆注入纤维洗涤网第四阶段。

从胚芽挤出机或纤维挤出机的输出中抽取样品。

酶制剂用量为0.02%(根据市售玉米的重量)，日剂量为400kg(25kg/6h)。

2酶制剂在玉米生料发酵酒精生产中的应用2.1添加纤维素酶提高还原糖含量的单因素试验玉米纤维素多存在于细胞壁中，不仅在玉米原料酒精发酵过程中难以降解和利用，而且阻碍淀粉的释放和利用。

玉米淀粉生物合成的调控机理与调控技术玉米淀粉是农业中极为重要的产物，不仅可作为人类食物，还可用于工业原料，例如制作生物塑料、纸张、医药等。

然而，玉米淀粉的合成并非单纯的化学过程，而是需要生物学过程的参与。

因此，为了获得更高的产量和质量，对玉米淀粉的生物合成机理进行研究与调控就显得十分重要。

1. 玉米淀粉生物合成的基本机理玉米淀粉的生物合成是由多个酶催化的反应过程，其中包括淀粉合成酶（starch synthase, SS）、支链淀粉合成酶（branching enzyme, BE）、淀粉合成前体磷酸糖转移酶（phosphoglucomutase, PGM）、ADP葡萄糖磷酸转移酶（ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase）等。

在玉米淀粉的生物合成中，AGPase是起始反应，将葡萄糖-1-磷酸转化为ADP-葡萄糖，为淀粉化的合成提供物质。

接下来，PGM将ADP-葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸，被BE用于支链的合成，同时SS催化链式淀粉的合成。

通过这些反应，玉米淀粉的分子结构被逐渐形成。

2. 调控玉米淀粉生物合成的技术为了实现更高效的玉米淀粉生产，需要对其生物合成机理进行调控。

对于玉米淀粉的调控技术，主要包括基因编辑技术、RNA干扰技术和化学调控技术等。

基因编辑技术使用切割酶或CRISPR-Cas等工具，精确改变淀粉合成相关基因上的DNA序列，从而实现对淀粉合成过程的调控。

例如，一项研究通过基因编辑将ZZ1品系中AGPase基因的表达水平提高了1.5倍以上，从而提高了玉米籽粒中淀粉的含量。

除了基因编辑技术外，RNA干扰技术也可用于调控淀粉合成相关基因的表达。

这种技术通过合成特定的双链RNA干扰子，抑制目标基因的转录和表达，从而影响其功能。

例如，一项研究通过RNA干扰技术成功抑制质粒中的SSIIIa基因，降低了转基因玉米中淀粉的含量。

另外，还有化学调控技术可用于调控玉米淀粉的生物合成，例如用于调节AGPase的活性的小分子化合物锌离子。

食品加工过程中玉米淀粉的酶解玉米淀粉是一种常见的食品添加剂，广泛应用于食品加工过程中。

在食品工业中，玉米淀粉被用来增加食品的黏性和稠度，改善食品的质感和口感。

玉米淀粉的酶解过程是一种重要的食品加工技术，在不同的酶解条件下，可以得到不同特性、不同用途的产品。

玉米淀粉酶解是指通过添加特定的酶来降解玉米淀粉分子，使其在温度和pH条件下发生变化。

酶解主要涉及两个关键酶：α-淀粉酶和β-淀粉酶。

α-淀粉酶主要作用在淀粉分子内部，将淀粉链内的α-1,4-糖苷键酶解为低聚糖；β-淀粉酶则作用于淀粉链的末端，将淀粉链上的α-1,4-糖苷键酶解为葡萄糖。

淀粉酶解的过程可以分为两个步骤：凝胶化和糊化。

凝胶化是指在水中加热淀粉溶液时，淀粉分子与水分子相互作用形成三维结构的凝胶。

糊化是指在凝胶化的基础上，通过酶解作用使淀粉分子更加均匀地分散在体系中。

在食品加工过程中，玉米淀粉的酶解可以实现多种产品的生产，例如：玉米糖浆、果冻、糖果、果酱等。

不同的酶解条件可以得到不同颜色、口感和稠度的产品。

例如，在较高温度下酶解可以得到透明度较高的产品，而在较低温度下酶解则可以得到较浑浊的产品。

酶解过程中，酶的选择和添加量对产品的质量和性质起着重要作用。

选择适当的酶种类和酶活性能够更好地调控产品的黏稠度、凝胶强度和糊化程度。

同时，酶的添加量也需要根据产品的要求进行调整，过高或过低的酶添加量都可能影响产品的品质。

在食品加工过程中，玉米淀粉的酶解技术不仅仅用于改善产品质量，还有助于提高食品加工的效率和可持续性。

通过酶解技术，可以将玉米淀粉相关的副产物转化为有价值的产品，减少资源的浪费。

同时，酶解过程也可以帮助食品企业实现生产工艺的优化，提高产品的市场竞争力。

然而，需要注意的是，玉米淀粉的酶解过程也存在一些问题和挑战。

首先，酶解过程需要较高的温度和pH条件，可能导致酶的活性降低或失活，进而影响产品的质量。

其次，酶解过程需要耗费较长的时间，增加了生产过程的复杂性和成本。

酶制剂在淀粉加工中的应用淀粉是一种重要的碳水化合物，广泛应用于食品、医药、化妆品等工业领域。

而淀粉加工过程中，酶制剂发挥着重要的作用。

酶制剂，也称酶制剂，是由活性酶组成的一种制剂，可以在特定条件下催化化学反应，提高淀粉加工的效率和质量。

本文将介绍酶制剂在淀粉加工中的应用。

1. 淀粉糖化过程中的酶制剂应用淀粉糖化是将淀粉转化为可溶性糖的过程，主要应用于酿造、食品和饲料工业。

在淀粉糖化过程中，酶制剂可以提高淀粉的降解速度和产糖率。

常见的酶制剂包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖异构酶等。

α-淀粉酶能够降解淀粉链的内部α-1,4-糖苷键，将淀粉分解为较短的淀粉链和α-糖。

β-淀粉酶则能够降解淀粉链的非还原末端α-1,4-糖苷键，进一步将淀粉分解为葡萄糖。

葡萄糖异构酶则能够将葡萄糖转化为果糖，增加产糖率。

2. 淀粉糖化中的酶制剂优势与传统化学方法相比，酶制剂在淀粉糖化中具有以下优势：（1）选择性高：酶制剂能够在温和的条件下选择性地催化特定的反应，避免副反应的发生。

（2）效率高：酶制剂能够高效催化淀粉降解反应，提高产糖率。

与传统化学方法相比，酶制剂能够在较低温度下进行反应，节省能源。

（3）环境友好：酶制剂催化反应的副产物少，对环境污染小，符合可持续发展的要求。

3. 淀粉糖化中酶制剂的应用案例以酿造过程为例，酶制剂在啤酒生产中起着重要作用。

在糖化过程中，酶制剂能够将淀粉转化为可发酵糖，提高酒精发酵的效率。

同时，酶制剂还能够降低酿酒过程中的粘度，提高酒液的流动性。

在酒精发酵过程中，酶制剂可以帮助酵母菌更好地利用糖类物质，提高酒精产量。

4. 淀粉糖化中酶制剂的发展趋势随着生物技术的发展，酶制剂在淀粉加工中的应用将会进一步扩大。

目前，科学家们正在研发新型的酶制剂，以提高淀粉糖化的效率和质量。

例如，通过改良酶的结构和性质，提高酶的催化活性和稳定性。

此外，还可以通过基因工程技术，将多种酶基因进行组合，产生具有多重功能的酶制剂。

玉米淀粉生产中工艺水和干物质的分离及回收摘要：当前，随着我国畜牧业生产的不断发展，畜产品竞争问题日益突出，导致食品原料短缺，畜牧业成本上升。

研究表明，70 %的农产品用于动物和动物饲料，所有农产品中的副产品比例高达30 %，这些副产品营养丰富，可通过直接使用和微生物发酵转化为食品。

因此，发展农产工业副产品作为畜牧和家禽的非传统原料，可以充分利用饲料资源，丰富饲料原料来源，增加附加值，降低畜牧成本，减少浪费关键词:玉米淀粉生产；；工艺水；干物质；分离；回收引言玉米是重要的粮食、饲料和生物燃料来源。

不同品种的玉米，理化指标也存在一定程度的差异。

玉米籽粒中，以淀粉干基计，淀粉含量高达70%，因此玉米深加工的主要产品为玉米淀粉。

将玉米品种按用途进行分类，分为粮用型、饲用型及其他特殊用途的品种四大类；高油玉米可加工成食用油，还为化工业提供原料；高赖氨酸玉米又称优质蛋白玉米，堪比脱脂奶粉；高淀粉玉米应用于食品、医药等工业。

因此，研究不同品种玉米的特点，可最大限度发挥玉米的应用价值。

１玉米淀粉湿法加工副产物的种类和营养特性玉米淀粉湿法处理副产品包括:玉米面团、玉米粉、玉米粉、玉米蛋粉、玉米种子菜单、玉米蛋白饲料和玉米纤维饲料。

微量营养素含量下文介绍了玉米淀粉湿法处理产品。

2玉米淀粉生产中工艺水和干物质的分离及回收工艺2.1沉淀罐式分离回收工艺在沉淀池型回收分离过程中，预压实单元或谷氨酸压缩单元的工艺水通过立式蓄积池中心管进入立式沉淀池底部，并且在芯管底部设置了伞状框架，以便在均匀分配到水库后，工艺水沿着过量的水断面缓慢增加，因为蛋白质密度很高，所以会落到水库底部的圆锥上，以表明水是从水库边缘流出的打开底部出口阀，定期将沉淀的谷氨酸排放到谷氨酸回收罐中，然后泵将其注入增稠罐中，与压缩机底部合并进入蛋白质脱水干燥区，合并脱水机罐底部从二级垂直沉淀池溢出产生的清工艺水引入工艺水箱，部分通过酸性输送泵输送到硫酸配制科；由于蛋白质的回收主要取决于沉积时间，因此它使用的沉淀池过多、面积大、处理效率低，因此该工艺仅适用于小型玉米淀粉加工企业2.2玉米纤维饲料玉米纤维饲料是玉米的副产品，由一定比例的玉米面团和玉米皮组成，富含玉米纤维和蛋白质，分为干燥和潮湿两类。

玉米淀粉水解产物的功能性与应用研究1. 引言玉米淀粉是一种重要的农产品，广泛应用于食品工业和生物化工领域。

其水解产物具有多种功能性和应用价值，成为当前研究的热点之一。

2. 功能性成分分析玉米淀粉水解产物中含有丰富的多糖、低聚糖和氨基酸等功能性成分。

其中，多糖具有调节血糖、增加饱腹感和抗氧化等作用，对于预防糖尿病和心血管疾病具有一定帮助；低聚糖可作为益生元，调节肠道菌群平衡，增强免疫力；而氨基酸则是构建蛋白质的基本单位，对于生物体的正常生长和体内代谢过程至关重要。

3. 应用研究进展在食品工业领域，玉米淀粉水解产物可用作甜味剂、增稠剂和乳化剂等添加剂。

例如，水解产物中的低聚糖可用于生产具有保健功能的功能性食品，如低聚果糖被广泛应用于婴幼儿配方奶粉中，帮助婴幼儿消化吸收和增强免疫力；多糖还可用于生产低糖食品，满足现代人对于健康食品的需求。

在生物化工领域，玉米淀粉水解产物可用于生产生物燃料、润滑剂和高分子材料等。

以生物燃料为例，玉米淀粉水解产物中的糖类可以通过发酵和糖化反应转化为乙醇，作为燃料替代传统的石油产品，减少对环境的污染。

此外，玉米淀粉水解产物中的多糖还可用于生产润滑剂，提高润滑的性能，减少机械设备的磨损；在高分子材料领域，水解产物中的氨基酸和多糖可以用于合成生物塑料，具有良好的可降解性和可加工性。

4. 功能性与应用的研究挑战尽管玉米淀粉水解产物具有广泛的功能性和应用价值，但在研究和应用过程中仍然面临一些挑战。

首先，研究人员需要深入探索水解产物中功能性成分的作用机制，明确其对于人体和生物体的影响。

其次，应用研究需要针对不同的领域和产品进行定制化的开发，提高产品的性能和稳定性。

此外，玉米淀粉水解产物的生产过程也需要进行优化，提高产率和降低能耗。

5. 结论玉米淀粉水解产物具有多种功能性和应用价值，从食品工业到生物化工领域都有广泛的应用。

然而，尚需进一步研究其功能性成分的作用机制，并针对不同领域进行应用开发。

玉米淀粉的生物合成及其关键酶摘要：淀粉是许多植物重要的储藏物质。

近10年来，淀粉生物合成的研究进展很快，特别是对淀粉合成过程中的关键酶的研究比较深入，已经达到了分子水平。

目前，许多研究结果揭示了玉米淀粉的生物合成涉及4类酶——ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶和去分支酶，它们在淀粉的生物合成中发挥着不同作用。

本文综述了玉米淀粉合成中4类关键酶的生理生化特性、分子生物学特性以及表达调控等方面的研究进展，并讨论了今后的可能发展方向，旨在为相关研究提供参考。

关键词：玉米淀粉；生物合成；关键酶引言淀粉是人类的主要食物来源之一，也是化学工业的重要原料。

玉米淀粉是最主要的淀粉产品，占据了国际淀粉市场80%以上的市场份额[1]。

美国淀粉加工业95％的淀粉是玉米淀粉，我国淀粉的主要生产原料也是玉米。

玉米淀粉除了作为食品和饲料外，还被广泛用于制造酒精、纸张、粘合剂、生物降解塑料、建筑和包装材料。

玉米淀粉有直链和支链之分，直链淀粉是D-葡萄糖基以α-(1，4)糖苷键连接的多糖链，支链淀粉分子中除有叫α-(1，4)糖苷键的糖链外，还有α-(1，6)糖苷键连接的分支。

淀粉在不同领域中的应用取决于其分子结构，淀粉分子结构的重要参数包括: ( 1)直链淀粉和支链淀粉的比例( 直/ 支比) ; (2 )直链淀粉的聚合度; ( 3)支链淀粉分支链长及分布等等，这些参数影响淀粉加工的理化和功能特性。

淀粉的理化性质主要包括: ( l)淀粉凝胶化所需温度; (2 )凝胶化淀粉的赫性; ( 3)长期保存或冻融过程稳定性。

这些特性决定着其在食品和工业应用中的价值其中, 直/支比是淀粉分子结构最重要的分子结构参数, 例如, 普通玉米淀粉直/ 支比为1 ：3, 但是直/ 支比大于l 的高直链淀粉, 具有更快的凝胶化作用, 凝胶强度高, 作为食品添加剂在改善食品的质地和结构方面有独特效果许多类型的胶卷中用高直链淀粉, 是因其具有独特的透明性, 柔韧性, 拉伸强度及防水性目前人们对环保日益关注, 高直链淀粉生产的可再生可降解膜可以减少工业废气及减弱温室效应气体的释放, 正日益引起人们的兴趣。