復合酶制劑在玉米淀粉濕法加工中的應用

王斌德，張宏榮，徐廣超?

（1.遼寧益海嘉里地爾樂斯淀粉科技有限公司，遼寧 開原 112300；2.國家糧食和物資儲備局標準質量中心，北京 100037）

酶制劑是利用特殊菌種發酵產生的一種具有生物活性的蛋白質，生物酶有三個特性：作為一種蛋白質，是高效生物催化劑，作用條件溫和，具有專一性。在玉米濕法加工過程中，針對皮層通過加入纖維素酶，利用酶的特性，首先水解纖維素，形成孔洞，其次打破纖維素致密的晶體結構，進而松動表皮，致使利于種皮脫落，進而減少淀粉粘連，利于纖維洗滌。在胚乳細胞外側有層細胞壁，叫胚乳細胞壁，其主要是由木聚糖和β-葡聚糖組成。木聚糖是一種非淀粉多糖，大多數谷物的糊粉層細胞外薄壁和胚乳層細胞外薄壁的60%～70%是由它構成，其在水溶液中形成粘度較高的膠狀溶液，使其玉米淀粉生產中不利于亞硫酸、乳酸等作用，由于其具有高吸水性，將淀粉及蛋白質粘結在一起，造成淀粉蛋白質分離困難，β-葡聚糖也是一種非淀粉多糖，是谷物細胞壁的主要組成部分，也具有吸水膨脹的性質，通過加入木聚糖酶和 β-葡聚糖酶，能夠有效地酶解木聚糖及β-葡聚糖，進而降低吸水性及粘度，破壞細胞壁結構，促進浸泡劑的滲透作用，降低淀粉及蛋白質的粘度，進而實現淀粉蛋白質的有效分離。

本研究通過玉米淀粉濕法加工過程中添加高效復合酶，研究其對生產過程中的能耗、淀粉收率及設備利用率的影響。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

復合酶制劑：甘肅白銀賽諾生物科技有限公司；酶制劑添加罐2個，規格1 200 kg；酶反應罐4個，配備機械雙葉攪拌器。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品采集方法

酶制劑用15～20倍的新鮮水稀釋溶解，將稀釋液用計量泵按照每分鐘25升的流量，加入第3級纖維洗滌泵入口，隨物料打入酶反應罐，按照先進先出原則，使酶與纖維漿料混合反應 2.5 h后，在前期研究中確定復合淀粉酶制劑添加位置在玉米纖維洗滌系統第4級中，利用高壓泵將酶及纖維漿料打入纖維洗滌篩第4級，分別對胚芽擠壓機、纖維擠壓機出料進行取樣，酶制劑添加量：添加量0.02%（以商品玉米重量計），每日添加量 400 kg（25 kg/6 h）。

1.2.2 檢測方法

檢測胚芽的總淀粉含量，游離淀粉含量，水分；纖維的總淀粉含量，游離淀粉含量，水分。

淀粉含量：參照GB/T 25219《糧油檢驗玉米淀粉含量測定》近紅外法；

水分：參考GB 5009.3《食品安全國家標準食品中水分的測定》第一法（直接干燥法）；

蛋白含量：參考GB 5009.5《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》。

1.3 數據分析

數據分析應用DPSv7.05及SPSS11.5數據統計軟件。

2 結果與分析

2.1 添加復合酶前后的運行設備運行狀況

添加復合酶前后車間運行狀況見表 1～2，從表1～2添加復合酶前后數據對比看出，通過添加酶制劑，脫水干燥設備由原來18臺降為15臺。擠壓機電流明顯增加，由原來35 A提高到50 A，設備效率提高20%。蒸汽消耗由原來72 t/h降到，70 t/h，蒸汽單耗由原來1.34降到1.31，電單耗由原來207降到203，這是由于添加復合酶制劑后，可將玉米的胚乳淀粉細胞壁及種皮纖維水解破壞，有利于分離蛋白質、胚乳淀粉及纖維；同時，復合酶制劑的催化水解作用也降低了淀粉生產中漿液物料黏度，使機械分離更有效，脫水更容易，進而降低了能耗。

表1 添加復合酶前設備運行狀況Table 1 Operation status of equipment before adding complex enzyme

表2 添加復合酶后設備運行狀況Table 2 Operation status of equipment after adding complex enzyme

2.2 添加酶制劑前工藝運行控制參數

添加酶制劑前后工藝運行控制參數見表3～4，在玉米淀粉濕法加工過程中，擠壓纖維的平均水分含量由添加復合酶制劑前的 63.1%下降到添加復合酶制劑后的59.4%，見表5，擠壓機總淀粉含量由沒加酶制劑前 17.7%降到 15.2%，擠壓后纖維游離淀粉含量由添加復合酶前的 3.9%降到了添加復合酶制劑后的2.7%見表6，這是由于添加復合酶制劑后，可將玉米的胚乳淀粉細胞壁及種皮纖維水解破壞，有利于分離蛋白質、胚乳淀粉及纖維；同時，復合酶制劑的催化水解作用也降低了淀粉生產中漿液物料黏度，使機械分離更有效，脫水更容易，導致擠壓機纖維水分降低，同時纖維中鏈接淀粉被酶制劑酶解，分子鏈被打斷，進而游離出來，降低了總淀粉含量，通過水洗分離游離淀粉，進而提高了淀粉收率。

表3 添加復合酶前運行控制參數Table 3 Operation control parameters before adding complex enzyme %

表4 添加復合酶后運行控制參數Table 4 Operation control parameters after adding complex enzyme %

表5 生產過程中添加復合酶前后纖維產物的水分Table 5 Moisture content of fiber products before and after adding complex enzyme in production process %

表6 生產過程中添加復合酶前后纖維產物的淀粉含量Table 6 Starch content of fiber products before and after adding complex enzyme in production process %

3 結論與分析

玉米淀粉加工復合酶將玉米的胚乳淀粉細胞壁及種皮纖維裂解，有效分離蛋白質、胚乳淀粉及纖維，使機械分離更有效、徹底；玉米中纖維素、半纖維素的降解使纖維親水性降低，提高纖維脫水效率，降低能耗；降低淀粉生產系統物料黏度，減少設備負荷，提高產能，降低能耗。

通過本研究發現，復合酶制劑能夠有效降低纖維洗滌系統粘度，纖維洗滌順暢，纖維中游離淀粉含量由3.9%降到2.7%，淀粉收率得到提高。添加酶制劑后，脫水后纖維水分降低3.7%，減少纖維脫水及干燥設備的使用數量，有效降低纖維干燥工序蒸汽消耗量，復合纖維素酶完全適合于玉米濕法加工工藝。