[发明专利]一种甘薯渣制糖方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物领域，具体涉及以供微生物发酵用的生物质甘薯渣为糖源的制糖方法。

背景技术

甘薯是我国重要的粮食作物之一，据统计，我国甘薯种植与加工均居世界第一，总产量达8520万吨，其中55％约4686万吨转成工业原料。甘薯渣是鲜甘薯加工淀粉过程中产生的大量副产物或作为废弃物的堆积，约占原料的10％左右，巨大的生物质再生资源未能有效利用，且严重污染环境。

鲜甘薯一般含干物质30％，水分70％。甘薯加工产生大量的含细胞液废水即为甘薯淀粉废水，有各种营养有机物，如可溶性的碳水化合物、蛋白质、维生素和微量元素。对甘薯淀粉加工的薯渣进行分析，主要化学成分为水分、淀粉、粗蛋白、纤维、脂肪等。

用甘薯加工生产淀粉、粉条、方便面粉丝等食品产出废甘薯渣约占原料10％左右，刚下生产线时鲜甘薯渣通常含细胞液废水90％左右，数量巨大的湿甘薯渣堆积，未能有效的开发利用，且由于薯渣纤维高持水力和溶胀性，有糖、氮多种营养成分的新薯渣，含水90％以上，其废水化学耗氧量COD＞15000mg/L，存放又易受杂菌发酵而酸败，严重污染环境，造成生物质再生资源的巨大浪费。

近年来甘薯渣开发热点是用酸法、酶法、筛法去掉甘薯渣大部分的淀粉、蛋白和脂肪，提取膳食纤维和果胶、制成产品，但产品市场需求不旺，尚未形成大型产业化规模。

甘薯渣折干计，一般含淀粉50％以上，纤维22～26％，纤维主要构成成分是纤维素、半纤维素、木质素和果胶等，是数以千计葡萄糖糖基致密结构的碳水化合物，难以为市售的康氏木霉分泌的纤维素酶所降解；甘薯经锉磨机细碎和筛理设备产生的淀粉分离出来，薯渣中残留淀粉经α-淀粉酶液化和糖化酶糖化，其降解不完全；其他高分子多糖更难降解，水解率低。因此，寻找一种能够有效利用甘薯渣转化为葡萄糖的方法、开辟新糖源并实行产业化是当前开展生物质甘薯渣废弃资源综合利用的一项重要任务，具有节粮、显著的环保和经济效益。

发明内容

本发明的目的提供一种利用甘薯渣制糖的方法，该方法能够大幅提高甘薯渣中糖的转化率。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用甘薯渣制糖的方法，包含以下步骤：

步骤1：将干燥的干薯渣粉碎后与甘薯淀粉废水混合或用湿渣，调pH值为5.5～8.0；

步骤2：步骤1所得混合料液加耐高温α-淀粉酶在90～105℃保温至I₂液测试混合料液变红；调PH为3.0～5.5，加糖化酶、酸性蛋白酶和纤维素酶在40～65℃保温至监测还原糖浓度不再升高，进行灭酶处理；

步骤3：对料液进行固液分离，液体浓缩即得葡萄糖。

本发明增加纤维素酶、糖化酶、酸性蛋白酶和耐高温α-淀粉酶的协同酶解作用，破坏薯渣纤维素晶体，使结构疏松的半纤维素和果胶易于酶解，有效地提高了薯渣多糖降解的转化率，中试20t罐水解率可达到110％以上。

作为优选，步骤1所述粉碎为过30～300目筛。

作为优选，步骤1所述混合为按料液质量比1∶3～6混合。

作为优选，步骤1用NaOH、Na₂CO₃、Ca(OH)₂等碱性物质调pH值。

作为优选，步骤2每克料加12～20U耐高温α-淀粉酶。

作为优选，步骤2每克料加100～300U糖化酶。

作为优选，步骤2每克料加100～500U纤维素酶。

作为优选，步骤2每克料加10～15U酸性蛋白酶。

作为优选，步骤2用HCl、H₂SO₄、乙酸等酸性物质调pH值。

作为优选，步骤2所述灭酶处理为110～120℃，30min。

作为优选，步骤2所述检测为7～12％。

本专利给出甘薯渣酶解工艺完全，水解糖的种类基本为葡萄糖，DE值为95％左右。

本专利发明人系统地用α-淀粉酶和糖化酶水解甘薯渣进行制糖实验，相对于甘薯渣中淀粉含量而言，在优化的酶解条件下转化为还原糖质量比率不到90％，离淀粉酶法水解理论值相差20％多，DE值偏低；对薯渣干物质水解的转化率不到50％，实验结果表明，“甘薯渣淀粉”不同于经过锉磨机、筛理设备粉碎及水洗出来的“甘薯淀粉”，薯渣中淀粉与纤维素紧密结合，用传统的淀粉双酶法水解工艺达不到完全水解的目的。