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我国是世界产糖大国,目前90%以上的糖厂采用亚硫酸法生产工艺,亚法澄清工艺需加入大量的清净剂,白糖残硫量大。因此,研究新型的环保、安全、高效澄清工艺是糖业生产趋势。
本文采用几种常见酶制剂对混合汁中不利于澄清的杂质进行降解,根据每种酶的反应条件筛选出符合澄清工艺的复合酶制剂,对复合酶提高澄清效果进行研究,并对酶固定化及其处理混合汁进行初步的探讨,得出以下研究结论:
1、确定酶制剂的种类。对耐高温α-淀粉酶、果胶酶、花青素酶、葡聚糖酶以及葡萄糖氧化酶等的酶用量、最适pH值、最适温度和作用时间进行研究,根据实验结果选定耐高温α-淀粉酶、果胶酶和花青素酶处理混合汁。
2、酶制剂澄清条件的优化。采用正交实验设计的方法,对复合酶处理混合汁的条件进行了研究,确定了复合酶用于澄清的最适条件为:pH值为4.7,温度为30℃,作用时间为20min,硫熏强度为14。
3、对复合酶在最适条件下提高澄清效果进行了研究分析。实验结果表明,经过复合酶处理后的混合汁质量得到了较好的改善,处理后比处理前混合汁杂质的含量如淀粉含量降低了72.9%,总胶体含量减少了58.6%,总酚含量降低了33.9%,粘度降低了5.4%;复合酶处理后混合汁的过滤性能和沉降性能都得到了较大的提高,过滤速度平均提高了21.1%,沉降速度平均提高了25.7%;采用复合酶处理后的混合汁,再经过亚法澄清所得的清汁较传统亚法得到的清汁纯度平均提高了约0.2%AP、色值降低25%、总酚量减少了28%以上、含钙量减少了27%以上,清汁二氧化硫残留量减少了35%以上;由此可知复合酶能较好的提高澄清效果,达到降低在制品二氧化硫残留量和提高脱色效果的目的。
4、对酶的固定化及其处理混合汁进行初步实验研究。对壳聚糖固定化α-淀粉酶酶活力的保留、重复利用性和储藏稳定性进行了研究,并对其用于处理混合汁进行了初步的实验。实验结果表明,固定化后α-淀粉酶活力约为原酶活力的85%,具有较好酶活力保留;重复利用四次后酶活力保留约为50%,具有较好的重复利用性,使用次数不超过4次时,固定化酶均能除去混合汁中约75%的淀粉;在4℃的冰箱保存30d后,酶活力没有明显的变化,说明该酶具有较好的储藏稳定性。
实验研究表明,以α-淀粉酶、果胶酶、花青素酶组成的复合酶能较好的除去混合汁中相应杂质,有较好的降硫脱色作用,提高了亚法的澄清效果。