一種含真菌α?淀粉酶的啤酒復合酶及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種含真菌α?淀粉酶的啤酒復合酶及其制備方法，屬于酶制劑加工領域。以濃縮麥芽酶和濃縮麥汁粉為主要原料，科學復配高活力真菌α?淀粉酶等食品級酶制劑、植物提取物、抗氧化劑、保護劑、激活劑等；制得一種蛋白酶系全、酶活力高、不易失活、麥芽香味濃、可為麥汁提供豐富氮源的啤酒復合酶，其中，真菌α?淀粉酶制備過程中發酵液真菌α?淀粉酶酶活力為17000?21000U/mL。復合酶在0℃和40℃條件下儲存12個月，復合酶中單酶酶活損失分別為0.50％和0.72％，有效防止在包裝、儲存、運輸、使用等環節因環境改變、操作方法不當而造成酶的失活，尤其可防止高溫造成的酶失活。

【技術實現步驟摘要】
一種含真菌α-淀粉酶的啤酒復合酶及其制備方法
本專利技術屬于酶制劑制備
，具體是一種含真菌α-淀粉酶的啤酒復合酶及其制備方法。
技術介紹
啤酒營養豐富，酒精含量低，以其特有的泡沫和特殊的香味，深受廣大消費者喜愛，啤酒中含有人體必需的維生素、氨基酸和碳水化合物等營養物質，適量的飲用啤酒有利于人體健康，故啤酒享有“液體面包”的美名。我國啤酒業發展迅速，啤酒產量已連續幾年位居世界首位，但遺憾的是，國產大麥的發展卻出現了徘徊不前的窘況。其根本原因是受土質、氣候、品種、發芽方法、工藝條件等的制約，國產麥芽的品質一直較低。大的啤酒集團不惜高價進口一類澳麥和法麥為啤酒生產原料，國產大麥由于受諸多因素影響，本身的淀粉酶、蛋白酶、半纖維素酶、磷酸酯酶、氧化還原酶等在發芽過程中分泌不足，導致啤酒麥芽中β-葡聚糖、半纖維素、蛋白質等含量過高，造成糖化后麥汁質量和產量雙低，不能生產高端啤酒。隨著各種啤酒原料價格的不斷上漲，特別是進口麥芽、大米價格的直線上揚，直接導致了啤酒生產成本的大幅上升。為維持企業的生存和發展，各個啤酒廠都在積極應對此項問題，通過技術創新和提高輔料比例來消化成本上升的壓力，在這種形勢下，原料中添加小麥芽及淀粉質輔料成為啤酒企業的主要選擇。在大麥芽質量較差以及添加淀粉質輔料較多的情況時，酶制劑的添加成為一種必要。目前，酶制劑市場啤酒復合酶種類較多，按照添加工序來劃分，可以分為糖化工序、發酵工序、過濾工序及灌裝工序啤酒復合酶，以糖化工序添加的復合酶較多，其主要的復配原則是以啤酒麥芽酶系為基礎進行淀粉酶、蛋白酶、半纖維素酶、磷酸酯酶、氧化還原酶等酶制劑的優化組合，成功解決了因為麥芽質量差或輔料添加量高而引起的糖化不完全、浸出率低，麥汁粘度大、過濾困難，蛋白質溶解不充分、α–氨基氮含量低等麥汁制造難題。但是，當啤酒釀造過程中為了降低生產成本，提高輔料使用比例時，雖然添加外加酶制劑糖化可有效改善啤酒口味，降低色度、總酚，延長啤酒保質期，但同時也會產生許多負面影響，如氮源不足、過濾困難、非生物穩定性降低等，造成釀制出的啤酒氨基酸水平低、營養價值不高，啤酒的泡沫性能差、泡沫不豐富，麥芽香味不足等質量缺陷，失去了傳統啤酒的本質口感和風味，稱不上真正意義的啤酒。為此大多數啤酒生產廠家通過添加不同的食品添加劑試圖解決上述質量問題但效果仍不理想。中國專利CN103242996B公開了一種啤酒復合酶及其制備方法，所述啤酒復合酶以天然濃縮麥芽酶為主要原料，科學復配混合酶，不僅補充了充足的酶源，更重要的是在保護劑和激活劑協同作用下，其酶活力更足、保存性能更優越、氮源更豐富、麥芽香味更足，常溫保存2年酶活損失在3％以下；中國專利CN103865701A公開了一種含中性蛋白酶的啤酒復合酶及其制備方法，所述啤酒復合酶中的中性蛋白酶是由產強熱穩定性中性蛋白酶的枯草芽孢桿菌1398-2-12為出發菌株經特定發酵條件下的液體深層發酵而制備的，發酵液中性蛋白酶酶活力為5500-7000U/mL；上述已經公開的啤酒復合酶雖然在啤酒釀造中發揮了重要的作用，但啤酒復合酶中真菌α-淀粉酶的酶活力、熱穩定性有待繼續提高、復合酶酶系不全、啤酒復合酶組分沒有添加消除自由基并提高酶活力的抗氧化劑，存在一定的缺陷。
技術實現思路
本專利技術所解決的技術問題是克服了現有啤酒復合酶中真菌α-淀粉酶熱穩定性差、酶活力低、酶系不全，復合酶抗氧化能力低、酶活力損失大等缺陷，以濃縮麥芽酶和濃縮麥汁粉為主要原料，科學復配耐高溫、高活力真菌α-淀粉酶等食品級酶制劑、植物提取物、抗氧化劑、保護劑、激活劑等；制得一種酶活力高、不易失活、麥芽香味濃、可為麥汁提供豐富氮源的啤酒復合酶。為了達到上述目的，本專利技術采取以下技術方案：一種含真菌α-淀粉酶的啤酒復合酶，由以下重量份數的原料組成：濃縮麥芽酶48-52份，淀粉酶32-38份，蛋白酶20-30份，半纖維素酶15-30份，植物提取物16-18份，濃縮麥汁粉15-17份，酯酶5-10份，保護劑3-5份，激活劑3-5份，抗氧化劑1.5-2.5份；所述植物提取物中含有淀粉酶、蛋白酶、半纖維素酶、酯酶、氧化還原酶等多種植物酶；所述植物提取物中還含有植物多糖和單糖、植物淀粉、植物蛋白等營養物質，不僅可為啤酒復合酶提供全面、豐富的植物酶，還可作為制備真菌α-淀粉酶的發酵培養基成分，提高淀粉酶活力和微生物產酶能力；所述植物提取物采用超聲清洗、微波輔助超聲提取和高壓脈沖電場提取、超濾濃縮等低溫提取技術，有效提高了原料利用率、植物酶活性和產率；有效保證了植物提取物的食品安全性；所述植物提取物的制備方法為：將大麥芽、小麥芽和焦香麥芽按質量比3-5:2-3:1-2均勻混合，粉碎至粒度0.5-1mm,得粉碎麥芽；然后將木瓜、菠蘿、無花果分別于超聲波清洗機中在功率200W、頻率30KHz條件下超聲清洗5-10min，瀝干，室溫下破碎至粒度0.5-1mm，并按質量比3-5:3-5:1-3均勻混合，加入混合物質量2.0-2.5倍的粉碎麥芽得原料混合物，加入原料混合物1-3倍的水，用檸檬酸調節pH值為3-4，在功率150-300W、頻率2000Hz條件下進行微波提取，其中，每次微波輻照總時間60-80s,進行間隔式輻照：輻照10s，間隔10s，控制溫度20-35℃，如此輻照10次，同時在功率200-300W,頻率30-40KHz條件下進行超聲波輔助提取；保溫1-3h,然后，在功率200-400W、頻率2000Hz條件下進行微波提取，其中，每次微波輻照總時間90-105s,進行間隔式輻照：輻照15s，間隔10s，控制溫度40-60℃，如此輻照10次，同時在功率300-500W,頻率40-50KHz條件下進行超聲波輔助提取，最后自然降溫至室溫，于電場強度25-35kV/cm，脈沖時間400-600μs,脈沖頻率200-300Hz條件下進行高壓脈沖電場(PEF)提取15-20min；提取液過濾得第一濾液，加濾渣2倍的水漂洗、過濾得第二濾液，將第一濾液和第二濾液按質量比1:1-2均勻混合，混合液超濾濃縮、冷凍干燥、低溫粉碎即得植物提取物；優選地，所述超聲波清洗機中清洗液為0.55-0.65％的碳酸氫鈉溶液。所述淀粉酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：40％糖化酶，30％真菌α-淀粉酶，15％普魯蘭酶，10％β-淀粉酶，5％中溫α-淀粉酶；所述真菌α-淀粉酶是由里氏木霉(Trichodermareesei)901-18經培養基和發酵工藝優化液體深層發酵而制備，該菌株已于2013年11月24日保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏號為CCTCCNO:M2013602，分類命名為：里氏木霉901-18Trichodermareesei901-18；所述里氏木霉901-18是由一株分離自湖南省津市市河堤食用菌培植基地土壤樣本的里氏木霉菌株經紫外線-氯化鋰-硫酸二乙酯復合誘變篩選獲得，所述菌株特點如下：該菌株在PDA固體培養基上生長，形成的菌落特征為菌落呈棉絮狀、淡綠色，菌落扁平，高0.2-0.8mm，菌落邊緣白色，整齊；生長速度快，48h菌落直徑達1.5-8.5mm,72h達30-55mm；菌絲白色，有隔膜，菌絲壁光滑，直徑在2-5μm。分生孢子梗從菌絲的短側枝發生，側枝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含真菌α?淀粉酶的啤酒復合酶，由以下重量份數的原料組成：濃縮麥芽酶48?52份，淀粉酶32?38份，蛋白酶20?30份，半纖維素酶15?30份，植物提取物16?18份，濃縮麥汁粉15?17份，酯酶5?10份，保護劑3?5份，激活劑3?5份，抗氧化劑1.5?2.5份；所述淀粉酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：40％糖化酶，30％真菌α?淀粉酶，15％普魯蘭酶，10％β?淀粉酶，5％中溫α?淀粉酶；所述蛋白酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：中性蛋白酶55％，酸性蛋白酶35％，脯氨酸蛋白酶10％；所述半纖維素酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：45％耐溫β?葡聚糖復合酶，30％β?葡聚糖復合酶，10％甘露聚糖酶，10％的木聚糖酶，5％的戊聚糖酶；所述酯酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：45％酸性磷酸酶，30％脂肪酶，25％磷酸酯酶；所述激活劑是由如下質量組份的無機鹽均勻混合而成：氯化鋅35?45份，氯化鈣15?25份，硫酸鈉10?20份，氯化鎂5?10份；所述保護劑由以下重量份數的原料組成:海藻糖30?40份，靈芝多糖25?35份，NaCl10?15份，(NH4)2SO4?8?12份，半胱氨酸8?10份；所述植物提取物的制備方法為：將大麥芽、小麥芽和焦香麥芽按質量比3?5:2?3:1?2均勻混合，粉碎至粒度0.5?1mm,得粉碎麥芽；然后將木瓜、菠蘿、無花果分別于盛有0.55?0.65％碳酸氫鈉溶液的超聲波清洗機中在功率200W、頻率30KHz條件下超聲清洗5?10min，瀝干，室溫下破碎至粒度0.5?1mm，并按質量比3?5:3?5:1?3均勻混合，加入混合物質量2.0?2.5倍的粉碎麥芽得原料混合物，加入原料混合物1?3倍的水，用檸檬酸調節pH值為3?4，在功率150?300W、頻率2000Hz條件下進行微波提取，其中，每次微波輻照總時間60?80s,進行間隔式輻照：輻照10s，間隔10s，控制溫度20?35℃，如此輻照10次，同時在功率200?300W,頻率30?40KHz條件下進行超聲波輔助提取；保溫1?3h,然后，在功率200?400W、頻率2000Hz條件下進行微波提取，其中，每次微波輻照總時間90?105s,進行間隔式輻照：輻照15s，間隔10s，控制溫度40?60℃，如此輻照10次，同時在功率300?500W,頻率40?50KHz條件下進行超聲波輔助提取，最后自然降溫至室溫，于電場強度25?35kV/cm，脈沖時間400?600μs,脈沖頻率200?300Hz條件下進行高壓脈沖電場提取15?20min；提取液過濾得第一濾液，加濾渣2倍的水漂洗、過濾得第二濾液，將第一濾液和第二濾液按質量比1:1?2均勻混合，混合液超濾濃縮、冷凍干燥、低溫粉碎即得植物提取物。...

【技術特征摘要】
1.一種含真菌α-淀粉酶的啤酒復合酶，由以下重量份數的原料組成：濃縮麥芽酶48-52份，淀粉酶32-38份，蛋白酶20-30份，半纖維素酶15-30份，植物提取物16-18份，濃縮麥汁粉15-17份，酯酶5-10份，保護劑3-5份，激活劑3-5份，抗氧化劑1.5-2.5份；所述淀粉酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：40％糖化酶，30％真菌α-淀粉酶，15％普魯蘭酶，10％β-淀粉酶，5％中溫α-淀粉酶；所述蛋白酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：中性蛋白酶55％，酸性蛋白酶35％，脯氨酸蛋白酶10％；所述半纖維素酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：45％耐溫β-葡聚糖復合酶，30％β-葡聚糖復合酶，10％甘露聚糖酶，10％的木聚糖酶，5％的戊聚糖酶；所述酯酶是由以下質量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：45％酸性磷酸酶，30％脂肪酶，25％磷酸酯酶；所述激活劑是由如下質量組份的無機鹽均勻混合而成：氯化鋅35-45份，氯化鈣15-25份，硫酸鈉10-20份，氯化鎂5-10份；所述保護劑由以下重量份數的原料組成:海藻糖30-40份，靈芝多糖25-35份，NaCl10-15份，(NH4)2SO48-12份，半胱氨酸8-10份；所述植物提取物的制備方法為：將大麥芽、小麥芽和焦香麥芽按質量比3-5:2-3:1-2均勻混合，粉碎至粒度0.5-1mm,得粉碎麥芽；然后將木瓜、菠蘿、無花果分別于盛有0.55-0.65％碳酸氫鈉溶液的超聲波清洗機中在功率200W、頻率30KHz條件下超聲清洗5-10min，瀝干，室溫下破碎至粒度0.5-1mm，并按質量比3-5:3-5:1-3均勻混合，加入混合物質量2.0-2.5倍的粉碎麥芽得原料混合物，加入原料混合物1-3倍的水，用檸檬酸調節pH值為3-4，在功率150-300W、頻率2000Hz條件下進行微波提取，其中，每次微波輻照總時間60-80s,進行間隔式輻照：輻照10s，間隔10s，控制溫度20-35℃，如此輻照10次，同時在功率200-300W,頻率30-40KHz條件下進行超聲波輔助提取；保溫1-3h,然后，在功率200-400W、頻率2000Hz條件下進行微波提取，其中，每次微波輻照總時間90-105s,進行間隔式輻照：輻照15s，間隔10s，控制溫度40-60℃，如此輻照10次，同時在功率300-500W,頻率40-50KHz條件下進行超聲波輔助提取，最后自然降溫至室溫，于電場強度25-35kV/cm，脈沖時間400-600μs,脈沖頻率200-300Hz條件下進行高壓脈沖電場提取15-20min；提取液過濾得第一濾液，加濾渣2倍的水漂洗、過濾得第二濾液，將第一濾液和第二濾液按質量比1:1-2均勻混合，混合液超濾濃縮、冷凍干燥、低溫粉碎即得植物提取物；所述真菌α-淀粉酶的制備方法包括以下步驟：保存完好的里氏木霉CCTCCNO:M2013602的菌種經斜面菌種活化、一級、二級、三級液體種子擴大培養至種子罐，將種子罐液體種子以6％接種量接入發酵罐培養基，培養溫度27-30℃，攪拌速度120-180r/m，通風量1-3vvm,培養時間10-15h；然后以1-2℃/h降溫速率緩慢降溫至10-15℃，攪拌速度250-300r/m，通風量1-2vvm,恒溫培養15-20h；繼續以1-2℃/h降溫速率緩慢降溫至2-5℃，此時，將種子罐液體種子以4％接種量追加接入發酵罐，恒溫培養20-30h；最后以1-2℃/h升溫速率緩慢升溫至10-15℃，攪拌速度200-400r/m，通風量1-2vvm,恒溫培養15-20h；繼續以1-2℃/h升溫速率緩慢升溫至27-30℃，恒溫培養15-20h；發酵液經過濾、濃縮、調配、精濾、干燥得固體真菌α-淀粉酶；所述發酵罐培養基組成為：麩皮60-80g,玉米粉50-60g，植物提取物40-60g，豆餅粉35-40g，中草藥提取物20-30g，海藻糖10-30g，魚粉6-10g，氯化銨10-12g，氯化鈣5-10g，硫酸鎂2-4g，磷酸氫二鉀1-3g，硝酸鉀1-2g,硫酸鋅0.1-0.2g,純凈水l000mL，pH值5-7；所述中草藥提取物的制備方法如下：按重量份數計，稱取黃芪50-60份，當歸40-50份，黨參35-45份，甘草35-45份，魚腥草25-35份，神曲20-30份，柴胡10-15份，黃芩10-15份；將上述中草藥粉碎至粒徑為2毫米以下，然后于容器中均勻混合并添加3-6倍重量的水，控制溫度70℃-90℃保持2-4h，然后降溫至45-60℃，加入混合物料總重量5-10％的混合酶制劑進行酶解，用乳酸調節pH值為5.5-6.8，酶解2-4h，最后添加混合物料0.5-3倍重量乙醇和丙醇的混合物，乙醇和丙醇混合的質量比為1:1.5，控制溫度至60℃-78℃保持3-4h，過濾，得第一濾液；添加濾渣1-3倍重量的水，控制溫度85℃-95℃保持1-3h，然后降溫至25-35℃，過濾，得第二濾液；將第一濾液和第二濾液按照質量比2-4:1-3合并,濾液真空...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李洪兵，李海清，張錦杰，朱永明，胡永明，向左東，
申請(專利權)人：湖南新鴻鷹生物工程有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43