[發明專利]高濃度顆粒淀粉的液化和糖化

無效

• 申請號: 201280047663.8
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103842516A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: S·H·李;J·K·舍蒂;B·A·斯托姆
• 申請（專利權）人: 丹尼斯科美國公司
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/16;C12P19/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張莉;黃革生

相關專利申請的交叉引用

本專利申請要求提交于2011年9月29日的美國臨時申請No.61/541,031的權益，該申請全文以引用方式并入。

背景技術

將不溶性顆粒淀粉轉化為葡萄糖或其他可溶性糊精是獲得最終產物和生物燃料行業的重要大規模工藝，所述最終產物例如糖甜味劑、專用糖漿、酶、蛋白質、醇（如，乙醇、丁醇）、有機酸（乳酸、琥珀酸、檸檬酸）和專用生物化學品例如氨基酸（賴氨酸、谷氨酸單鈉）和1,3-丙二醇。淀粉顆粒的部分晶體性質賦予其在冷水中的不溶性。淀粉顆粒在水中的增溶需要大量熱能來破壞晶體結構。用于溶解顆粒的水越多，則加熱水所需的能量越多。在后續的糖化之后，蒸發水也需要更多的能量。

可通過直接或間接加熱系統進行溶解，例如通過蒸汽噴射直接加熱。（參見例如Starch?Chemistry?and?Technology,eds?R.L.Whistler?et?al.,2^nd?Ed.,1984Academic?Press?Inc.,Orlando,FL（《淀粉化學和技術》，R.L.Whistler等人編輯，第2版，1984年，學術出版社公司，佛羅里達州奧蘭多）和Starch?Conversion?Technology,Eds.G.M.A.Van?Beynum?et?al.,Food?Science?and?Technology?Series,Marcel?Dekker?Inc.,NY（《淀粉轉化技術》，G.M.A.Van?Beynum等人編輯，“食品科學與技術系列”，馬塞爾·德克爾公司，紐約州））。典型的常規淀粉液化系統在高壓下將水性淀粉漿料遞送到直接蒸汽噴射蒸煮器，該蒸煮器使漿料溫度從約35–40℃升至107–110℃。漿料通常包含熱穩定α淀粉酶，在該情況下，調整pH以促進α淀粉酶。濕磨得到的顆粒淀粉通常具有40至42%的干固體含量。在加熱至高于液化溫度之前，通常將濃度稀釋到32%至35%的干固體。如果沒有該稀釋和隨后粘度降低，高溫噴射蒸煮單元操作系統的進料泵就不能處理漿料。

上述常規工藝的替代形式已有所描述，其中粘度過大的問題通過使顆粒淀粉漿料加熱至不高于液化溫度而避免（參見，例如US7,618,795和US20050136525）。相反，顆粒淀粉通過低于液化溫度的酶水解而增溶。此類“低溫”系統能夠加工比常規系統更高濃度（如，最多至45%）的干固體已有所報道。然而，非蒸煮系統的缺點是在適當高溫下，相對長的溫育（約24小時或更長）對于基本上完全增溶是必需的。長時間溫育本身與高能耗相關。

由于顆粒淀粉加工是大規模進行，即使看似很小的效率提高也可具有很大的經濟優勢。然而，已對轉化工藝進行充分分析來識別和進行此類提高（參見，例如Martin&Brumm?at?pp.45-77in“Starch?Hydrolysis?Products:Worldwide?Technology,production?and?applications?New?York,VCH?Publishers,Inc.1992（Martin和Brumm，第45–77頁，《淀粉水解產物：世界技術、生產和應用》，紐約，VCH出版公司，1992年）和Luenser,Dev.in?Ind.Microbiol.24.79-96(1993)（Luenser，《工業微生物學發展》，第24卷，第79–96頁，1993年））。

發明內容

本發明提供加工顆粒淀粉的方法，所述方法包括：(a）使顆粒淀粉、水和一種或多種顆粒淀粉水解酶，包括α-淀粉酶和/或葡糖淀粉酶，接觸以生成漿料，所述顆粒淀粉水解酶包括α-淀粉酶和/或葡糖淀粉酶，其中干固體的濃度大于38重量%，（b）在高于40℃并且在等于或低于顆粒淀粉的糊化溫度的溫度下溫育漿料至少五分鐘，生成其中顆粒淀粉已通過一種或多種酶部分地水解為寡糖和/或單糖的組合物；以及（c）將部分地水解的組合物的溫度提升并保持高于顆粒淀粉的糊化溫度，生成液化組合物。