用固相酶生产高果糖玉米糖浆

发布日期：2019-07-06 09:41:12 来源：互联网

美国克林顿公司生产的高果糖玉米糖浆的甜度可与蔗糖和转化糖相媲美，能代替蔗糖和转化糖应用于食品，而且成本较低。这对食品加工工业者和消费者是很有意义的。

从1950年开始用发酵法生产的葡萄糖淀粉酶生产高果糖玉米糖浆，使ＤＥ值达到95～97，这种糖浆相当甜，并含有比其它玉米糖浆比率高的可发酵糖，主要用于发酵生产中，例如面包和酒类。由于它的葡萄糖含量高（高达95%）可作成商品葡萄糖结晶，用于食品。因这种糖浆结晶快，故在运输和贮藏中需要提高温度（54～61℃），以防止结晶。

葡萄糖转化为成果糖 用上述方法由淀粉得到的最甜的葡萄糖产品，其甜度约为蔗糖的70～75%，故需寻找其它增加玉米糖浆甜度的方法。因为果糖（左旋糖）远比它的异构体右旋糖（葡萄糖）甜。

1964年，克林顿玉米加工公司开始研究用酶葡萄糖异构化成果糖，并在1967年首先生产出商品化的高果糖玉米糖浆产品，叫做“异构糖Ｒ30”，含有25%的果糖，是用液体葡萄糖异构酶间歇法生产的。1968年，克林顿又介绍了“异构糖100”，含有42%的果糖；也是用间歇法生产的，一开始是用液体葡萄糖异构酶，后来用了把酶固定于不溶性基质上的方法，一直到1972年11月，用固相酶的连续系统投入生产。从间歇法到连续法的转变减少了与酶接触的时间，从原来的间歇法需要2天以上减少为连续法大约只要几分钟或几小时。

在连续生产的方法中，设备安装在克林顿和衣阿华的克林顿工厂中，含有葡萄糖的玉米糖浆通过装有固相酶的反应器，约使一半葡萄糖转化成果糖。这是首次在连续过程中用固相酶的大规模商品化生产应用的例子，至今在世界上仍是最大规模的。

用于商品生产的酶固定化技术的基本原理有两种：

1． 在深层通气条件下培养糖霉菌。对放罐的发酵醪调节pＨ并加热以固定葡萄糖异构酶于菌体内。过滤，并用水洗涤。滤饼进行干燥，再与含有玉米淀粉水解产物的葡萄糖，MgSO4 和NaHSO3混合物用泵打入加压叶片过滤器直到每一个叶片都涂上一层厚度为2.54～3.81厘米的固相酶制剂，此过滤器即作为反应器。

2． 把葡萄糖异构酶吸附于DEAE----纤维素或其它吸附剂上。将此种粉末在加压叶片过滤器上过滤，此过滤器即作为反应器。玉米糖浆用泵打入反应器，使流速控制在有45%的葡萄糖转化成果糖。当固相异构酶制剂的活性逐渐递减时，流速渐渐减少，使葡萄糖仍有45%转化成果糖。

产品特点和应用 克林顿的高果糖玉米糖浆，“异构糖100”，是乳白色的，固形物含量为71% 的糖浆中约含有42%的果糖和50%的葡萄糖和极少量的多糖类；代表性的分析数据证明，除了有较高的甜度外，此糖浆还有较好的可发酵性，较大的吸湿性、粘度低、爽口、无异味等特点。由于其粘度低，难结晶，便于运输和贮藏，也易于与其它糖浆混合。当保持温度在27～32℃时，很容易用泵运输，并可贮藏很长时间而未发现结晶和发酵。

实际上在很多食品中，除了那些需用固体甜味剂的情况以及在某些食品上使用有不太满意的情况外，高果糖玉米糖浆（HFCS）可以代替蔗糖和转化糖。由于高果糖玉米糖浆的吸湿性，使它不适于作硬糖，因为太粘。当用高果糖玉米糖浆制造高蛋白质食品，加热到较高温度时，由于反应会产生的较深的颜色，结果减少了糖和氮的含量。对于转化糖也有这些限制情况，但蔗糖就没有这些缺点。

另外，高酸度食品在加工和贮藏期间，会使所含的蔗糖全部转化。在这种情况下则可使用高果糖玉米糖浆使转化减到最小限度。此外由于高果糖玉米糖浆是一种低分子量的单糖，所以它透入水果或蔬菜的细胞壁的速度比蔗糖快，因此可把高果糖玉米糖浆使用于甜泡菜和有关食品的生产中，使效果更好。因为低分子量糖类比高分子量糖类遮住水果和其它香味物质的情况少，因此在一些食品中使用高果糖玉米糖浆时，可以减少香料用量。

在一些产生转化的制品中，用50%的蔗糖和50%高果糖玉米糖浆混合，事实上不会改变甜味的组成。

高果糖玉米糖浆成功地应用于商品的例子如下：

1． 充二氧化碳饮料：可部分或全部用高果糖玉米糖浆作甜味剂。

2． 对于充二氧化碳饮料的基础糖浆和香味浓缩物可用高果糖玉米糖浆作唯一的甜味剂；对于不起泡的饮料，可以将高果糖玉米糖浆与葡萄糖或高ＤＥ的值的玉米糖浆一起使用。

3． 在酱油中，可用高果糖玉米糖浆并加高ＤＥ值的玉米糖浆。

4． 流动的和可用调匙的色拉调味用料，可以单独用高果糖玉米糖浆或与其它糖浆合用。

5． 酵母发酵烘焙食品：高果糖玉米糖浆可以单独使用或与其它玉米糖浆合用。高果糖玉米糖浆可以增加发酵能力和残留甜度，并形成烘焙食品的褐色。使用高果糖玉米糖浆的其它烘焙食品是糕点、无花果饼和小甜饼。

上述制品的质量至少可以与用蔗糖或转化糖做的相媲美。