隨著食品工業(yè)中甜味劑的升級(jí)換代，麥芽糖漿的需求越來越大，沿海地帶及一些發(fā)達(dá)地區(qū)的糖果企業(yè)已逐步用麥芽糖漿代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飴糖和葡萄糖。傳統(tǒng)的麥芽糖漿生產(chǎn)工藝是以大米或其他糧食為原料，蒸熟后添加發(fā)芽的大麥作為糖化劑，淋出糖液，經(jīng)熬糖制得麥芽飴糖，但該工藝已逐漸被純酶法取代。
淀粉糖工業(yè)中一般使用大麥-淀粉酶或真菌-淀粉酶與普魯蘭酶聯(lián)用生產(chǎn)麥芽糖漿，有文獻(xiàn)介紹新型淀粉酶小麥-淀粉酶和大豆-淀粉酶亦可用于麥芽糖漿的生產(chǎn)。本文就麥芽糖漿生產(chǎn)中使用的主要酶制劑的作用機(jī)理及適用條件作討論，得出大豆-淀粉酶在生產(chǎn)高麥芽糖漿上的優(yōu)勢(shì)。
1酶種來源
-淀粉酶廣泛存在于大麥、小麥、玉米、大豆、麩皮、甘薯等高等植物和一些微生物中，主要包括大豆-淀粉酶、大麥-淀粉酶、小麥-淀粉酶；-淀粉酶普遍存在于植物、微生物、動(dòng)物中，工業(yè)中使用的-淀粉酶主要來源于細(xì)菌和曲霉，真菌-淀粉酶便是通過米曲霉（Aspergillusoryzaevar）發(fā)酵生產(chǎn)出來的。
2作用機(jī)理
-淀粉酶是一種外切型糖化酶，從糊精的非還原尾端開始水解，只能有序地水解相隔的-1,4葡萄糖苷鍵，而不能水解-1,6葡萄糖苷鍵，并且不能越過此鍵繼續(xù)水解，當(dāng)遇到此鍵時(shí)，水解停止，同時(shí)此酶亦不能水解麥芽三糖，所以其最終的水解產(chǎn)物是大量的麥芽二糖和少量的極限糊精，主要應(yīng)用于麥芽糖或超高麥芽糖漿的生產(chǎn)。
真菌-淀粉酶則是一種內(nèi)切型淀粉酶，可以迅速地水解凝膠淀粉、直鏈淀粉和直鏈淀粉水溶液內(nèi)部相隔的-1,4葡萄糖苷鍵，與-淀粉酶一樣，其不能作用于-1,6葡萄糖苷鍵，但能越過此鍵繼續(xù)水解，并且可以水解麥芽三糖，所以其最終的產(chǎn)物是大量的麥芽二糖及少量的葡萄糖。此酶亦可用于麥芽糖漿的生產(chǎn)，有時(shí)也作為中溫淀粉酶使用于淀粉的液化過程中。
3適用條件
一般而言，酶制劑的適用條件主要與溫度、pH、底物濃度、金屬離子種類等因素有關(guān)，而在相同的液化條件下，糖化液的溫度、pH對(duì)酶制劑的反應(yīng)效果影響較大。
3.1溫度
以酶制劑相對(duì)活性的80%~100%衡量酶制劑的反應(yīng)溫度條件，酶制劑的最佳反應(yīng)溫度見表1。
3.2pH值
酶制劑的最佳反應(yīng)pH見表2。
由表1，表2可知，酶制劑的最佳反應(yīng)溫度是大豆-淀粉酶＞小麥-淀粉酶＞大麥淀粉酶＞真菌-淀粉酶，而最佳反應(yīng)pH是大豆-淀粉酶＜真菌-淀粉酶＜大麥-淀粉酶=小麥-淀粉酶。在麥芽糖漿的糖化過程中，使用大麥-淀粉酶糖化的條件一般控制在溫度58℃~60℃，pH值5.3~5.6，這便給乳酸桿菌提供了一個(gè)豐富的培養(yǎng)基，使乳酸桿菌快速繁殖，繼而整個(gè)糖化pH值迅速下降，最終導(dǎo)致成品麥芽糖含量偏低，副產(chǎn)物增多，亦會(huì)增加過濾及離子交換工序的負(fù)擔(dān)。大豆-淀粉酶可在溫度60℃~65℃，pH值4.3~4.8范圍內(nèi)糖化，大大地抑制了雜菌的生長(zhǎng)，減少有色物質(zhì)生成，提高了糖化效率且在此范圍內(nèi)亦能很好地協(xié)同普魯蘭酶一起生產(chǎn)麥芽糖漿。
4失活條件
以酶制劑相對(duì)活性的20%衡量酶制劑的失活溫度、pH條件，酶制劑的失活條件見表3。
由表3可知，酶制劑的失活由難至易是大豆-淀粉酶＞普魯蘭酶=小麥-淀粉酶＞真菌-淀粉酶=大麥淀粉酶，即在糖化時(shí)，大麥-淀粉酶及真菌-淀粉酶易受溫度影響導(dǎo)致失活，不利于高麥芽糖漿的生產(chǎn)。
5小結(jié)
大豆-淀粉酶可在溫度60℃~65℃，pH值4.3~4.8條件下生產(chǎn)麥芽糖漿，對(duì)比其他用于生產(chǎn)麥芽糖漿的-淀粉酶或真菌-淀粉酶擁有更低pH值及更高的糖化溫度等優(yōu)勢(shì)，一定程度上解決了糖化過程中雜菌導(dǎo)致pH值降低的難題，同時(shí)低pH值條件下糖化可減少有色副產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而減少離子交換工序的負(fù)擔(dān)。而高麥芽糖漿的糖化一般需經(jīng)歷6h~40h，在此過程中糖化pH值及溫度都會(huì)有所下降，采用大豆-淀粉酶可避免在糖化過程中返調(diào)pH值及補(bǔ)加酶的現(xiàn)象，從而減少染菌及后續(xù)工序的負(fù)擔(dān)。