Enzyme zur Stärkeverarbeitung

Enzyme zur Stärkeverarbeitung
Enzyme zur Stärkeverarbeitung

Die Umwandlung von pflanzlicher Stärke in verschiedene Zucker ist ein wichtiger Zweig der Stärkeindustrie und gleichzeitig eines der wirtschaftlich wichtigsten Anwendungsgebiete der Gentechnik. Unzählige Lebensmittel enthalten Inhaltsstoffe, die aus der Verzuckerung von Stärke gewonnen wurden. Dabei spielen stärkeverarbeitende Enzyme die zentrale Rolle – und diese werden hauptsächlich mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt.

Mussten früher starke Säuren verwendet werden, um die Stärke in einzelne Zucker zu zerlegen, so werden heute fast nur noch Enzyme eingesetzt. Sie bieten eine Reihe von Vorteilen: Da Stärkeverarbeitungsenzyme die verzweigten Stärkemoleküle an ganz bestimmten Stellen aufspalten, lässt sich der Verzuckerungsprozess gezielt steuern. Auf diese Weise entstehen verschiedene Stärkesirupe, die sich in ihrer Süßkraft, aber auch in ihren technologischen Eigenschaften unterscheiden.

Produkte von Stärkeverarbeitungsenzymen

Die folgenden Produkte sind beliebte Enzyme, die in der stärkeverarbeitenden Industrie verwendet werden.

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Weizenprotein (auch als Weizenmehl bekannt) ist das wichtigste Nebenprodukt im Produktionsprozess von Weizenstärke, die reich an Nährstoffen und eine rein natürliche pflanzliche Proteinquelle von guter Qualität und niedrigem Preis ist.

Da Weizenprotein eine einzigartige Aminosäurezusammensetzung hat, mehr hydrophobe Aminosäuren und ungeladene Aminosäuren enthält und eine große hydrophobe Interaktionsfläche im Molekül aufweist, verursacht diese spezielle Struktur seine geringe Wasserlöslichkeit und hohe Viskosität, was seine Verwendung einschränkt.

In den letzten Jahren hat sich die Technologie der bioenzymatischen Hydrolyse schnell entwickelt. Nach der enzymatischen Hydrolyse kann das Weizenprotein Peptidbindungen aufbrechen, die Ladungsdichte erhöhen und die Struktur des Proteins verändern, die hydrophoben Aminosäurereste freilegen und die Oberflächenhydrophobie erhöhen. Das Vorhandensein von Geschlechtsgruppen macht das Protein amphiphil und erhöht die Löslichkeit, was den Gebrauchskomfort und den Wert einer umfassenden Verwendung erheblich verbessert.

Die Wahl des richtigen Enzympräparats zur Verbesserung der funktionellen Eigenschaften von Weizenproteolyseprodukten wie Löslichkeit, Verdaulichkeit usw. ist bei der Verwendung von Futtermitteln besonders wichtig.

Unter der Wirkung von Stärkeverarbeitungsenzymen werden Proteinmoleküle hydrolysiert, ihr Molekulargewicht nimmt ab und ihre räumliche Struktur ändert sich, wodurch Peptidmoleküle oder kleinere Moleküle von Aminosäuren entstehen, wodurch ihre Funktionalität verbessert wird. Häufig verwendete proteinhydrolysierende Enzyme sind alkalische Protease, Papain, komplexe Protease, Geschmacksprotease, thermophile Protease, Trypsin, Pepsin usw.

Gegenwärtig umfassen die bei der Herstellung von hydrolysiertem Weizenprotein im Futtermittelbereich verwendeten Stärkeverarbeitungsenzyme hauptsächlich alkalische Protease, neutrale Protease und Pepsin. Unter diesen hat die alkalische Protease nach umfassenden Hydrolyseeffekten und -kosten und anderen Faktoren offensichtliche Vorteile.

Alkalische Protease ist eine Endonuklease, die die Eigenschaften einer hohen Hydrolyseeffizienz und einer schwachen Hydrolyse von Amidgruppen aufweist. Sie kann zur Gewinnung hochwertiger Glutaminpeptidprodukte durch Hydrolyse von Weizenkleberprotein verwendet werden.

Studien haben gezeigt, dass durch das Ein-Enzym-Hydrolyse-Experiment mit alkalischer Protease der enzymatische Hydrolyseeffekt signifikant ist, der Gehalt an kurzen Peptiden im Produkt hoch ist, der Trichloressigsäure-Stickstoff-Löslichkeitsindex (TCA-NSI) 77,86% beträgt und der effektive Glutamingehalt hoch ist und 17,65% erreicht; in einem Doppel-Enzym- oder Multi-Enzym-Hydrolyse-System wird Weizenkleberprotein durch zwei oder mehr Enzyme hydrolysiert.

Die Hydrolyseeffizienz oder der effektive Glutamingehalt steigt wieder an, unterscheidet sich aber von anderen nicht-tierischen Proteasen durch die Eigenschaften der alkalischen Proteasen. Im Vergleich zur Sexualprotease ist ihre Hydrolyseeffizienz sehr hoch, und die einleitende Wirkung anderer Enzyme ist nicht offensichtlich, erhöht aber die Kosten.

Die Behandlung von Weizenprotein mit Proteasen führt neben der Produktion kleiner Peptide und Aminosäuren zur Verbesserung der Funktion und Verdaulichkeit auch zu einer deutlichen Verbesserung der Löslichkeit und der einfachen Anwendung des Produkts.

Bei der enzymatischen Hydrolyse zerstört die Zunahme von Peptiden mit niedrigem Molekulargewicht die Netzwerkstruktur und reduziert die Quellung, da die Depolymerisation von Proteinmultimeren und die Zunahme von Ionengruppen die Reihenfolge der Proteinmoleküle und des Proteins erhöht. Das scheinbare Volumen von wird reduziert, was die Viskosität verringert, und unter sauren oder neutralen Bedingungen gibt es keinen großen Unterschied in der Fließfähigkeit der enzymatischen Hydrolysatlösung.

Gleichzeitig haben Weizenproteolyseprodukte die Eigenschaften einer niedrigen Viskosität bei hohen Konzentrationen und eignen sich besonders für flüssige Lebensmittel, die einen hohen Proteingehalt benötigen und kein Weizenprotein hinzufügen können. Sie können als eine gute Ergänzung zur Stickstoffquelle in Lebensmitteln verwendet werden, ohne das Lebensmittel zu beeinträchtigen. Flüssige Eigenschaften, die auch zu ihrer Anwendung im Futtermittelsektor beitragen.

Anwendungsperspektive von hydrolysiertem Weizenprotein in Futtermitteln

Das durch den enzymatischen Hydrolyseprozess hergestellte hydrolysierte Weizenprotein verbessert die Löslichkeit der Rohstoffe und enthält eine große Anzahl aktiver kleiner Peptide. Im Vergleich zu den nicht hydrolysierten Weizenproteinrohstoffen und verschiedenen anderen tierischen und pflanzlichen Rohstoffen hat es einzigartige funktionelle Eigenschaften, die seine Anwendung in der Futtermittelindustrie fördern.
Die optimale Produktion von hochwertigem hydrolysiertem Protein durch den enzymatischen Hydrolyseprozess hilft, die verfügbaren Proteinressourcen effizient zu nutzen

Reisprotein ist ein anerkannt hochwertiges pflanzliches Protein und eine wichtige Proteinquelle für die tägliche Ernährung der Menschen. Es hat die Eigenschaften eines ausgewogenen Verhältnisses zwischen der Aminosäurezusammensetzung und einer geringen Allergie. Es eignet sich sehr gut als nahrhaftes Nahrungsmittel für Säuglinge, Kinder und besondere Menschen.

Aus wirtschaftlicher Sicht ist es nicht angebracht, Proteine direkt aus Reis für die Weiterverarbeitung zu extrahieren, und Reisnebenprodukte, organische Säure, antibiotische Fermentation und Nebenprodukte der Stärkezuckerproduktion, Reisrückstände, sind gute Rohstoffe für die Weiterverarbeitung von Reisprotein.

Reisrückstände sind die Rückstände von Reismehl, die durch Hochtemperatur-Amylase verflüssigt und durch Platten und Rahmen gefiltert werden, um einen Teil der Kohlenhydrate zu entfernen. Der Proteingehalt beträgt mehr als 40%, was bedeutet, dass der grösste Teil des Proteins im Reis zurückgehalten wird und das direkt aus dem Reis extrahierte Protein fast den gleichen Nährwert hat.

Pro 7 Tonnen Reis, die bei der Stärkezuckerproduktion verbraucht werden, entsteht 1 Tonne Reisrückstände. Die Forschung und Produktentwicklung von Reisrückstandsproteinen kann nicht nur die Reisproteinressourcen voll ausnutzen, sondern auch dazu beitragen, den wirtschaftlichen Nutzen der Stärkezuckerproduktionsunternehmen zu verbessern.

Da jedoch das wasserunlösliche Gluten im Reisrückstandsprotein mehr als 80% ausmacht und bei der Verzuckerung von Reis durch hohe Hitze und Druck das Reisprotein denaturiert und über die Maillard-Route mit dem Zucker einen Glykoproteinkomplex bildet, ist die Proteinextraktion schwierig, die Löslichkeit und Emulgierung sind schlecht und die Verarbeitungsleistung ist schlecht, so dass es derzeit hauptsächlich als Tierfutter verwendet wird, in der Lebensmittelindustrie nur selten zum Einsatz kommt und die Ressourcenverschwendung gravierend ist.

Die Stärkeverarbeitungsenzym-Präparate zersetzen und modifizieren das Reisprotein, machen es zu einem löslichen Peptid und extrahieren es, so dass das Reisrückstandsprotein tief entwickelt und verwendet werden kann. Es wird in der Lebensmittel-, Reformkost- oder Pharmaindustrie verwendet, um das Reisprotein weiter zu verbessern. Umfassender Gebrauchswert.

Stärkeverarbeitungsenzyme Methode zur Entfernung von Zucker aus Reisrückständen und Anwendung der Proteolyse

Neben dem Hauptbestandteil Protein in Reisrückständen übersteigt der Gesamtzuckergehalt 30%. Diese in den Reisrückständen verbliebenen Zuckerreste wurden bei der Herstellung der Reisrückstände durch Hochtemperatur-Amylase verflüssigt. Die ursprüngliche Stärke ist gering und es werden mehr Dextrin und Oligosaccharide abgebaut. Daher können die Kohlenhydrate zunächst mit α Amylase und Glucoamylase behandelt werden, um den Proteingehalt des Rohmaterials zu erhöhen, was die Proteinhydrolyse im nachfolgenden Prozess begünstigt.

Das nach enzymatischer Zuckerentfernung gewonnene Reisprotein ist in Wasser unlöslich und muss seine enzymatische Modifikation fortsetzen, um in der Lebensmittelproduktion breit eingesetzt werden zu können. Die tiefe Hydrolyse des Reisproteins nach der Zuckerentfernung wird hauptsächlich durch die Protease-Methode durchgeführt. Im Allgemeinen haben alkalische Protease, neutrale Protease, saure Protease, Papain usw. einen guten Einfluss auf die Hydrolyse solcher Proteine. Es ist in der Regel wirtschaftlicher, mehrere Proteasen zur gemeinsamen Verwendung auszuwählen.

Verfahren zur Vorbereitung der Proteolyse von Reisrückständen:
Reisrückstände Mahltemperatureinstellung durch Temperatureinstellung -Zuckerentfernung durch enzymatische Methode (temperaturbeständig α amylase / kombiniertes Enzympräparat DFT-04) -Zuckerentfernung durch Zentrifugation-Wasser-Waschen Temperatureinstellung der Temperatureinstellung -Zugabe der Protease-Tiefenreaktion Enzymabtötungszentrifuge zum Sammeln der Überstandskonzentration und Trocknung

Stärkeverarbeitungsenzympräparate Produkte der ZF-Reihe sind pflanzliche Protein-Spezialhydrolasen, die entsprechend den Eigenschaften und der Verarbeitung von pflanzlichen Rohstoffproteinen entwickelt wurden. Sie können Reisprotein zu Peptiden und Aminosäuren hydrolysieren, das Molekulargewicht des Proteins reduzieren und es gründlich hydrolysieren und dadurch seine Löslichkeit verbessern. Emulgier- und Schäumeigenschaften verbessern den Nährwert und erweitern das Anwendungsspektrum von Reisprotein weiter.