用固相酶生產高果糖玉米糖漿

發布日期：2019-07-06 09:41:12 來源：互聯網

美國克林頓公司生產的高果糖玉米糖漿的甜度可與蔗糖和轉化糖相媲美，能代替蔗糖和轉化糖應用于食品，而且成本較低。這對食品加工工業者和消費者是很有意義的。

從1950年開始用發酵法生產的葡萄糖淀粉酶生產高果糖玉米糖漿，使ＤＥ值達到95～97，這種糖漿相當甜，并含有比其它玉米糖漿比率高的可發酵糖，主要用于發酵生產中，例如面包和酒類。由于它的葡萄糖含量高（高達95%）可作成商品葡萄糖結晶，用于食品。因這種糖漿結晶快，故在運輸和貯藏中需要提高溫度（54～61℃），以防止結晶。

葡萄糖轉化為成果糖 用上述方法由淀粉得到的最甜的葡萄糖產品，其甜度約為蔗糖的70～75%，故需尋找其它增加玉米糖漿甜度的方法。因為果糖（左旋糖）遠比它的異構體右旋糖（葡萄糖）甜。

1964年，克林頓玉米加工公司開始研究用酶葡萄糖異構化成果糖，并在1967年首先生產出商品化的高果糖玉米糖漿產品，叫做“異構糖Ｒ30”，含有25%的果糖，是用液體葡萄糖異構酶間歇法生產的。1968年，克林頓又介紹了“異構糖100”，含有42%的果糖；也是用間歇法生產的，一開始是用液體葡萄糖異構酶，后來用了把酶固定于不溶性基質上的方法，一直到1972年11月，用固相酶的連續系統投入生產。從間歇法到連續法的轉變減少了與酶接觸的時間，從原來的間歇法需要2天以上減少為連續法大約只要幾分鐘或幾小時。

在連續生產的方法中，設備安裝在克林頓和衣阿華的克林頓工廠中，含有葡萄糖的玉米糖漿通過裝有固相酶的反應器，約使一半葡萄糖轉化成果糖。這是首次在連續過程中用固相酶的大規模商品化生產應用的例子，至今在世界上仍是最大規模的。

用于商品生產的酶固定化技術的基本原理有兩種：

1． 在深層通氣條件下培養糖霉菌。對放罐的發酵醪調節pＨ并加熱以固定葡萄糖異構酶于菌體內。過濾，并用水洗滌。濾餅進行干燥，再與含有玉米淀粉水解產物的葡萄糖，MgSO4 和NaHSO3混合物用泵打入加壓葉片過濾器直到每一個葉片都涂上一層厚度為2.54～3.81厘米的固相酶制劑，此過濾器即作為反應器。

2． 把葡萄糖異構酶吸附于DEAE----纖維素或其它吸附劑上。將此種粉末在加壓葉片過濾器上過濾，此過濾器即作為反應器。玉米糖漿用泵打入反應器，使流速控制在有45%的葡萄糖轉化成果糖。當固相異構酶制劑的活性逐漸遞減時，流速漸漸減少，使葡萄糖仍有45%轉化成果糖。

產品特點和應用 克林頓的高果糖玉米糖漿，“異構糖100”，是乳白色的，固形物含量為71% 的糖漿中約含有42%的果糖和50%的葡萄糖和極少量的多糖類；代表性的分析數據證明，除了有較高的甜度外，此糖漿還有較好的可發酵性，較大的吸濕性、粘度低、爽口、無異味等特點。由于其粘度低，難結晶，便于運輸和貯藏，也易于與其它糖漿混合。當保持溫度在27～32℃時，很容易用泵運輸，并可貯藏很長時間而未發現結晶和發酵。

實際上在很多食品中，除了那些需用固體甜味劑的情況以及在某些食品上使用有不太滿意的情況外，高果糖玉米糖漿（HFCS）可以代替蔗糖和轉化糖。由于高果糖玉米糖漿的吸濕性，使它不適于作硬糖，因為太粘。當用高果糖玉米糖漿制造高蛋白質食品，加熱到較高溫度時，由于反應會產生的較深的顏色，結果減少了糖和氮的含量。對于轉化糖也有這些限制情況，但蔗糖就沒有這些缺點。

另外，高酸度食品在加工和貯藏期間，會使所含的蔗糖全部轉化。在這種情況下則可使用高果糖玉米糖漿使轉化減到最小限度。此外由于高果糖玉米糖漿是一種低分子量的單糖，所以它透入水果或蔬菜的細胞壁的速度比蔗糖快，因此可把高果糖玉米糖漿使用于甜泡菜和有關食品的生產中，使效果更好。因為低分子量糖類比高分子量糖類遮住水果和其它香味物質的情況少，因此在一些食品中使用高果糖玉米糖漿時，可以減少香料用量。

在一些產生轉化的制品中，用50%的蔗糖和50%高果糖玉米糖漿混合，事實上不會改變甜味的組成。

高果糖玉米糖漿成功地應用于商品的例子如下：

1． 充二氧化碳飲料：可部分或全部用高果糖玉米糖漿作甜味劑。

2． 對于充二氧化碳飲料的基礎糖漿和香味濃縮物可用高果糖玉米糖漿作唯一的甜味劑；對于不起泡的飲料，可以將高果糖玉米糖漿與葡萄糖或高ＤＥ的值的玉米糖漿一起使用。

3． 在醬油中，可用高果糖玉米糖漿并加高ＤＥ值的玉米糖漿。

4． 流動的和可用調匙的色拉調味用料，可以單獨用高果糖玉米糖漿或與其它糖漿合用。

5． 酵母發酵烘焙食品：高果糖玉米糖漿可以單獨使用或與其它玉米糖漿合用。高果糖玉米糖漿可以增加發酵能力和殘留甜度，并形成烘焙食品的褐色。使用高果糖玉米糖漿的其它烘焙食品是糕點、無花果餅和小甜餅。

上述制品的質量至少可以與用蔗糖或轉化糖做的相媲美。