Крахмальный сахар - это крахмал в качестве сырья, получаемый химическими или ферментативными методами с использованием биотехнологий, путем разжижения, осахаривания, гликозидирования, обесцвечивания, ионного обмена и других процессов рафинирования для получения различных видов сахарных продуктов.
Благодаря решительной поддержке и продвижению китайского правительства, крахмалосахарная промышленность добилась значительного развития, постоянного технологического прогресса, значительного снижения издержек, а рынок сбыта расширялся из года в год. Благодаря этому продукция крахмалосахарных предприятий в нашей стране диверсифицирована и масштабна, объемы производства значительно возросли, а разнообразие сортов продолжает расширяться.
В последние годы крахмалосахарная промышленность быстро развивается благодаря своим уникальным биотехнологическим характеристикам. Технические преимущества недавно разработанных АмилоЛюкс необходимо сочетать с существующими методами производства, чтобы получить огромные экономические преимущества. В то же время ферменты могут быть получены в достаточных количествах для поддержки крупномасштабного промышленного производства.
В основном это зависит от разработки и крупномасштабного производства Амилосубтилин.Основными ферментами, обычно используемыми для производства крахмального сахара, являются: фермент для разжижения, фермент для осахаривания, фермент расщепления и т.д.
Ферменты для разжижения который часто используемым в промеышленном производства является Альфа Амилаза. В оосновном подразделяется на высокотемпературную α-Амилазу. Среднетемпературную α-Амилазу и грибковую α-Амилазу. α-Амилаза образуется из грибов, бактерий и плесевой грибок. Различные источники α-Амилазы обладают различной термической стабильностью и оптимальная температура реакции. Два типа фермента для разжижения обладают более эффективностью реакции при значении PH 6.0-6.5,Но оптимальная температура реакции двух ферментов для разжижения различна. Как следует из названия, средней температуры α-Амилаза наиболее подходит при температуре 60-70℃, необходимо добавить Ca2+ в улучшить термостойкость фермента, поскольку молекула фермента может быть тесно связана с ионами кальция , чтобы сохраняя свою оптимальную пространственную структуру, которая обладает высочайшей активностью и максимальной сиабильностью.
По сравнению со среднетемпературными ферментами оптимальная темперетура реакции для высокотемпература α-Амилаза составляет 90-100℃, и требуется лишь небольшое количество безводного CaCl2 или его полное отсутствие. 。Ионы кальция с концентрацией выше 0,001 моль/л добавляются к субстрату во время реакции разжижения для стабилизации и ускорения реакции, катализируемой ферментами.
Ферменты для разжижения- это эндонуклеаза, которая ферментативно расщипляет молекулы крахмала изнутри молекулы и может быстро гидролизовать огромные моекулы крахмала с образованием небольших молекул. В это время вязкость крахмальной массы также резко снижается. Этот процесс называется реакцией разжижения крахмала.
Декстрин является основным продуктом преобразования крахмала, После завершения начальной стадии быстрого ферментативного гидролиза влияние разжижающих ферментов на низкомолекулярные продукты значительно снижается, и в это время начинается процесс медленного ферментативного гидролиза.
Гликатазы широко используются в пищевой промешленности и медицине. Они являются наиболее широко используемыми ферментами в современной крахмалосахарной промышленности, и с каждым годом их производство становится все более масштабным в мире.
Существует много типов гликатаз, среди них наиболее широко используются грибковая α-Амилаза, β-Амилаза и глюкозоамилаза. Принцип ферментативного гидролиза гликатаз заключается в дальнейшем взаимодействии с молекулами мальтодекстрина в разжиженой крахмальной жидкости с образованием олигосахаридов, моносахаридов и других нихкомолекулярных сахаров.
Участок ферментативного гидролиза глюкооамилазы начинается с α-1,4 связи на невосстанавливаемом конце, и глюкозные звенья отделяются один за другим. Продуктом является β- глюкоза. Другие сахара не образуются. Ее можно использовать для производства глюкозы в промышленности.
Как экзонуклеаза, Глюкозидаза разрушает углерод-кислородную связь между звеньями глюкозы во время гидролиза крахмала или декстрина с короткой цепью. Механизм ферментативного гидролиза такой же, как и у гликозидазы, поскольку чем длиннее углеродная цепь, тем выше ее средство, поэтому ферментативный гидролиз длинных цепей протекает более активно чем короткие цепи, и максимальная скорость реакции гликозидазы линейно возрастает с удлинением углеродной цепи.
PH и температура являются двумя основными факторами, влияющими на действие глюкозоамилазы. Различные источники глюкозоамилазы имеют большие различия в эффективности ферментативного гидролиза при различных температурах и PH. Например, некоторые глюкозоамилазы содержат меньше окрашенных веществ в продукте реакции осахаривания при более низких значениях PH. Цвет получается светлым и легко усваивается для обесцвечивания.
β-Амилаза -- Это экзонуклеаза, также называется фермент,продуцирующий мальтозу. Тоже являетя ключевым ферментом для промышленного производства мальтозы.
Грибковая α-Амилаза -- это эндонуклеаза, выделяемая из грибов.
Грибковая α-Амилаза широко используется, поскольку ее можно использовать не только разжижающий фермент, и гликирующий фермент тоже. Он особенно подходит для производства высококачественной мальтозы в промышленности. Однака лишь немногие зарубежные биотехнологические компании обладают передовыми мировыми технологиями производства и продуктами.
Таким образом, α-Амилаза грибов имеем широкие перспективы для исследований и разработок и применения в процессе производства крахмального сахара в нашей стране.
В крахмалосахарной промышленности на долю α-крахмала грибов приходится 40-60% мальтозы в составе мальтозного сиропа, а на долю трисахаридов солода приходится около 10-20%. Остальные компоненты - глюкоза, олигосахариды и декстрины. Многие превосходные свойства постепенно вытеснили β-амилазу и стали ключевым ферментом для производства мальтозного сиропа. производство высококачественного мальтозного сиропа.В промышленном производстве β-амилаза часто используется в сочетании с ферментами, расщепляющими мальтозу, такими как β-амилаза и пруланаза, для получения сиропа со сверхвысоким содержанием мальтозы с содержанием мальтозы более 70%.
Деветвящий фермент-это общий термин для ферметов, которые гидролизуют α-1,6-глюкозидную связь в гликогене и амилопектине.Она подразделяется на два типа: изоамилазу и пруланазу (также известную как экстремальная декстриназа). Пруланаза широко используется в реакциях осахаривания как своего рода фермент, расщепляющий крахмал. Она взаимодействует с сахаразой для повышения выхода и качества крахмалосахаридных продуктов, таких как мальтоза.Он способен не только гидролизовать амилопектин, содержащий α-1,6 гликозидные связи, с образованием его боковых цепей в короткие прямоцепочечные декстрины, но также гидролизовать небольшие молекулы α-1,4 гликозидных связей, α-1,6 гликозидных связей, состоящих из α, β-β декстринов.
Кроме того, при производстве глюкозы высокой чистоты ее можно использовать в сочетании с гликатазой, а не отдельно, что позволяет повысить выход и чистоту глюкозы.
Большая часть амилазы, используемой в промышленности, образуется такими микроорганизмами, как грибы и бактерии.Например, разветвляющий фермент, образующийся в результате кислотного гидролиза Bacillus pululans, обладает хорошей стабильностью, такой как кислотостойкость и термостойкость.
Таким образом, пруланаза, как вспомогательный фермент, имеет широкие перспективы применения в сахарной промышленности, а поскольку пруланаза также может быть использована в качестве эффективной добавки к моющим средствам и средствам для обеззараживания в щелочных условиях, она может ферментативно разлагать биологические белки и т.д., поэтому ее также используют в стиральной промышленности.