酶制剂在淀粉生产与深加工中的有效应用

范红霞，王可富

（诸城兴贸玉米开发有限公司，山东诸城 262200）

当前，越来越多的食品加工企业出现在激烈的市场竞争中，对淀粉的需求量也在日益增加，这在一定程度上推动了淀粉价格的不断提升，如小麦、玉米等重要的淀粉原材料的价格也随之有所提升。因此，企业为了能够进一步拓展市场占有率、提升自己的食品生产加工技术，必须通过有效的方式提高淀粉的生产效率，增加淀粉的产量。在这样的需求下，酶制剂在淀粉生产和深加工中的应用越来越广泛，为各企业的生产效率提升带来了新的思路。

1 淀粉的加工与深加工的工业价值

淀粉是极为常见的工业原材料之一，在食品加工业中发挥着十分重要的作用。①最常见的应用途径是在面团成型的过程中有效地调节面筋润度，尤其是在饼干类食品的生产过程中，需要根据制作要求有效地添加淀粉，进一步提升食品口感和质量。②淀粉是一种重要的填充剂和稳定剂，能够有效降低食品中其他添加剂的成分[1]。例如，在制造蛋黄酱时可通过适量添加淀粉的方式取代过多的蛋黄，能够让食品中含有的胆固醇得到有效的控制；在蒜蓉酱的制作过程中，可溶性淀粉能够对大蒜素起到有效的稳定作用，从而保持食品的风味；在面包的制作过程中，红薯淀粉可用作有效的填充剂；在芹菜纸型食品的生产过程中，可加入玉米淀粉增加食品的口感。③淀粉可当作保水剂对食品进行有效的保水和抗压，在肉糜类制品中极为常见。通过淀粉的加入，能够在肉糜类制品中形成一定的凝胶体系，使肉糜类制品具有一定的组织形态，具有较好的持水效果。例如，在生产西式火腿的过程中，一般会添加低于5%的淀粉；在生产火腿肠的过程中为了实现有效的保水会添加5%左右的淀粉。此外，在进行调味类肉罐头的生产过程中，同样会加入适量淀粉，这样能够起到有效的增稠效果。④在速溶饮料的生产过程中，淀粉也发挥着十分重要的作用，能够有效地提高速溶饮料的口感和溶解效果。⑤在进行凝胶的生产时，还会使用淀粉及其副产品作为重要的凝胶剂。⑥在增塑剂中加入适量的玉米淀粉，能够生产出更加自然环保的食品包装材料，不仅具有一定的可食效果，还能够进一步提高包装材料的降解速度。因此，进一步提升淀粉生产的效率和质量，对于淀粉加工产业有积极的促进作用。

淀粉糖是淀粉深加工的产物，在食品工业中同样发挥着十分重要的作用[2]。淀粉糖主要包括麦芽糖、葡萄糖、果葡糖浆和淀粉糖浆等。这些淀粉糖是天然的甜味剂，能够在食品加工中充分发挥增甜的效果。①淀粉糖浆、麦芽糖等在实际的饼干和面包生产中已经得到了十分广泛的应用，食品经过受热后其中的淀粉糖会出现美拉德反应，从而使食品呈现出棕黄色，并产生焦糖的香味，同时淀粉糖在受热后能够起到有效的抗氧化效果，从而进一步延长食品的保质期。此外，在糖果原料、果冻的生产过程中，同样会加入淀粉糖浆，以降低食品中的蔗糖含量，减少食品中的热量，满足人们对饮食健康的要求。②果葡糖浆和高果糖浆是淀粉深加工的新一代产品，在糖果、饮料和烘焙中已得到十分广泛的应用。这种淀粉糖不会在口腔中滞留，对牙齿能够起到有效的保护作用；且这种淀粉糖比蔗糖具有更高的渗透压，能够进一步抑制细菌。③功能性低聚糖同样是食品加工的重要材料，尤其在健康食品中发挥着越来越重要的作用。

酶制剂是一种氨基酸组成的蛋白质，是通过活的有机体产生的一种特殊制剂，能够对很多反应过程和生物活动进行有效控制。在所有的新陈代谢中，酶制剂是不可或缺的重要元素，它们和其他普通的蛋白质存在显著的区别，即酶制剂具有非常良好的催化活性，能够帮助加快化学反应过程。同时，酶制剂具有良好的降解效果，能够在使用后实现无污染地处理，因此在越来越多的行业中被应用。根据酶制剂的化合物分类，可将其分为蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和淀粉酶等，可根据工业生产的具体需求来选择，有效提升反应质量。酶制剂在几千年前就被运用到工业生产中，最早关于酶制剂的使用记录是在威士忌酒的生产中。如今，随着工业类型的不断拓展，在美容产品、纺织品、口腔护理产品等生产中发挥着十分重要的作用，在传统的食品生产、啤酒发酵中的应用也越来越广泛，且在淀粉的加工与深加工中显现出巨大的优势，推动着淀粉加工与深加工质量和效率的有效提升。

2 淀粉生产中酶制剂的应用

2.1 玉米淀粉的生产

在玉米淀粉的生产过程中，使用酶制剂主要是为了提高淀粉的分离效率。相关研究和生产经验显示，每吨淀粉中加入0.20～0.25 kg 的纤维素酶能够使玉米淀粉的分离效率最优，同时在生产的过程中需要确保pH 值处于3.5～5.0[3]。通过酶制剂的有效使用，能够有效改善和优化玉米淀粉生产过程中的过滤效果，让玉米淀粉的滤饼水分控制在10%左右，同时还能够进一步降低生产过程中的热量损耗，提升过滤速度和质量，以此来确保玉米淀粉产量有效增加。同时，在对玉米淀粉进行浸泡时，也可通过增加酶制剂的方式进一步提高淀粉分离的效果。但添加纤维素酶对于玉米淀粉的浸泡分离工作帮助不大，这主要是因为玉米中的淀粉颗粒极有可能被内部蛋白所包裹，导致淀粉无法顺利分离，因此一般会通过增加SO2的方式有效破坏玉米内部的蛋白质，从而使玉米淀粉能够有效地分离出来[4]。根据实践研究显示，增加酸性蛋白酶能够让玉米淀粉更加顺利地从蛋白质中分离，同时还能够降低SO2的使用量，也能够有效缩短玉米的浸泡时间。在酸性蛋白酶的帮助下，只需6 h 就能够顺利完成淀粉的分离工作。在进行浸泡分离的过程中，需要通过中间反应罐来实现有效的搅拌才能够真正发挥出酸性蛋白酶的作用，同时不需要额外增加任何反应条件，操作相对简便。

2.2 小麦淀粉的生产

小麦和玉米的成分不同，含有较多的蛋白质和多糖结构，因此小麦浆料相对比较黏稠[5]。在生产小麦淀粉的过程中需要先去掉小麦壳，将小麦磨成粉状，加入水进行搅拌，再通过三相离心机对溶液进行分离操作，这样就能够获得A 淀粉、B 淀粉、纤维和谷朊粉的混合物，之后从混合物中将A 淀粉和B 淀粉提取出来。在实际的生产工作中，可在小麦粉的混合物中加入酶制剂，以降低小麦混合物的黏稠度。在这一工序中经常使用到的酶制剂主要为木聚糖酶，具有更加高效和快速的反应，能够在短短的1 min 内有效地分离出小麦淀粉，不仅有效控制了黏稠度，还增强了混合物的流动性，确保反应过程中系统的运转能够保持稳定、高效，还能够进一步减少生产过程中的用水量，让淀粉的产量得到进一步提升，有效地降低了原材料的使用成本。

2.3 木薯淀粉的生产

相比玉米淀粉和小麦淀粉的生产，木薯淀粉的生产分离过程更加简单，这主要是因为木薯根内部的脂肪成分和蛋白质含量相对较低，因此不需要进行较为复杂的分离工作。但在木薯淀粉的生产过程中，同样需要借助酶制剂的帮助，且对酶制剂的需求量相对较大，这在一定程度上使木薯淀粉的生产成本有所增加[6]。因此，为了更好地控制木薯淀粉的生产成本，需要对机械设备运行效率进行科学的把控，这样才能够有效提升木薯淀粉的分离效率。一般会选择将木薯根进行细致研磨，但这种方式很有可能使淀粉中的纤维含量有所增加，同时如果持续进行超负荷研磨有可能让纤维与木薯淀粉混合得更加紧密，进一步增加了后期分离的难度。因此，从木薯粉蛋白质含量较低的角度出发，可在生产木薯淀粉的过程中搭配使用蛋白酶和纤维酶，这样不仅能够进一步提高木薯淀粉的分离效果，同时也能够降低酶制剂的总使用量，在有效控制成本的同时，提升木薯淀粉的生产量。

3 酶制剂在淀粉深加工中的应用

3.1 淀粉深加工中的葡萄糖浆

葡萄糖浆是成品糖生产的重要原材料，同时也在发酵行业中有十分重要的作用，如味精和柠檬酸的制作等[7]。近年来，我国的淀粉深加工行业获得了迅猛发展，深加工技术也在不断提升，生产质量和生产效率都取得了很大进步。目前，在淀粉深加工中最为常见的原材料是玉米淀粉，通过有效的技术手段能够使其顺利转化为葡萄糖浆液。在传统的加工模式下，发酵糖的质量要求相对较低，这主要是因为其对发酵的影响相对较小，因此未得到重视。但随着技术的不断发展，加上淀粉原料的成本仍然在不断提升，深加工企业往往会进一步提高生产过程中的科技水平，从而提升葡萄糖浆深加工的质量和效率。目前，人们正在使用酶制剂进一步提高葡萄糖浆液的生产质量，这样就能为后续的发酵处理奠定更加良好的基础。

3.2 淀粉深加工中的结晶糖

在生产结晶糖的过程中，需要对葡萄糖值的含量进行有效的监控。通过设置好液化酶的使用剂量，确保液化液达到生产的标准，使葡萄糖值有效降低，且能够确保液化液的质地更加均匀。目前，在结晶糖的制作过程中，往往会借助酸性淀粉酶和糖化酶，以提高结晶糖的生产质量。同时，使用复合酶能够让糖液中葡萄糖在干物质中的比重得到进一步提升，有效提高结晶糖的生产产量，缩短葡萄糖的结晶时间，提升整体的生产效率。在进行实际操作的过程中，结晶糖的生产会受到诸多因素的影响，如液化温度、灭酶方式、酸碱值等，这些因素极有可能对结晶糖的颜色等品质造成影响，因此应该先选择具体的糖化操作方式，再根据所选的方式选择合适的酶制剂，同时减少反应过程中出现逆反应的现象。

3.3 淀粉深加工中的麦芽糖

麦芽糖是目前淀粉深加工行业中最为普及的种类之一。在糖果业和甜品行业中，麦芽糖的使用极为广泛；同时在药品行业中也会使用到麦芽糖醇等超高麦芽糖。麦芽糖的加工步骤相对比较简单，只需要对淀粉进行有效的高温液化处理，再对处理好的淀粉液进行糖化处理。在糖化处理的过程中，一般会使用大麦-β-淀粉酶或真菌淀粉酶，反应时间约为12 h，这样就能够使淀粉液中的麦芽糖含量达到1/2。如果需要制作超高麦芽糖，则需要对液化反应进行有效的控制，确保液化完成后其中的葡萄糖值相对较低，在这一过程中往往会增加普鲁兰酶和淀粉酶，反应时间往往要持续24 h 左右，此时淀粉液中的麦芽糖含量能够达到4/5 左右。在进行麦芽糖深加工的过程中，细菌感染一直是影响加工质量和效率的因素，这主要是因为深加工过程中糖化液的pH 值过高，从而产生大量的乳酸菌，影响了糖化液中pH 水平，使酶制剂能够发挥最佳效果的pH 环境被改变，从而影响了反应速度。此时，可增加适量的溶菌酶来改善这一问题，促进麦芽糖生产质量的提升。

3.4 淀粉深加工中的果葡糖浆

果葡糖浆在食品加工业中是必不可少的原材料之一，因此在淀粉深加工产品中占据着很大的比重。目前，随着甜品行业和糖果业的快速发展，果葡糖浆的需求量不断提升。因此，为了进一步提高果葡糖浆的生产质量和生产效率，在进行淀粉深加工的过程中往往会加入合适的酶制剂，如固定化葡萄糖异构酶制剂。这种酶制剂对空气造成的破坏和腐蚀有良好的抵御作用，同时也具有更高的活力，便于生产企业在任何环境中有效地开展果葡糖浆的生产，有利于进一步提高果葡糖浆的生产质量和生产效率，降低企业的生产成本。

4 结语

在淀粉的生产和深加工中，酶制剂的应用越来越广泛，不仅能够让淀粉的生产效率得到进一步提升，也能够有效确保淀粉分离的质量和速度，使淀粉的产量增加，食品加工企业的生产成本降低。因此，需要进一步对酶制剂进行有效的研究和探讨，更加科学地在淀粉生产和深加工中使用酶制剂，提高反应速率和反应质量，促使淀粉生产和深加工质量全面提升，为食品加工行业的科学可持续发展奠定良好的基础。