[发明专利]用于糖处理的组合物、方法和试剂盒

说明书

技术领域

本公开涉及工业生物技术的领域。特别地，本公开涉及基于酶的硫替代产物、基于酶的硫替代方法和适用于糖处理的试剂盒。本公开还涉及包含在用于获得硫替代产物的方法中使用的酶共混物的组合物；以及在糖处理之后获得的最终产物。

背景技术

考虑到对高品质白糖需求的增长，糖的颜色是重要的商业属性而脱色是制糖中的重要步骤。

许多使用化学品的传统方法和新方法可用于实现良好的脱色。其中主要的是碳酸化、亚硫酸化、磷酸化、通过活性炭吸附以及较新的技术例如使用用于絮凝的聚合物和离子交换树脂。亚硫酸化是目前用于甘蔗汁液净化(澄清)的最常用的方法。

甘蔗含有约70％的水，其中蔗糖和其他物质保留在溶液中，在茎中形成按重量计约88％的汁液。剩余的12％代表不溶性甘蔗纤维组分。甘蔗汁液由含有可溶性和不溶性杂质(即非蔗糖物质)的蔗糖溶液组成。甘蔗汁液具有范围在4.9至5.5之间的酸性pH。

可以将提供甘蔗汁液颜色的化合物分成6类：植物色素、颜色前体、蛋白黑素、焦糖、果糖的碱降解产物(ADF)和多糖着色剂复合物。最后的四类是工厂生产的彩色颜料。

甘蔗汁液的浑浊是由于存在多糖和半纤维素纤维材料。在甘蔗中，普通的多糖是内在的甘蔗多糖(indigenoussugarcanepolysaccharide)(ISP)和淀粉。多糖降低过滤性，增加煮沸时间并降低回收率并可以使蔗糖晶体结构破坏，导致伸长的或其它扭曲的(misshaped)结晶，导致在离心过程以及最终使用者产物的问题。淀粉主要是在甘蔗植物的叶和生长点中发现，并且当在研磨机(mill)中压碎甘蔗时转移至粗汁液。

亚硫酸化是添加二氧化硫(SO₂)或其衍生物至制糖厂中的处理流股的操作。这是白糖制造中重要的步骤。它被实施主要由于以下三个原因：

a.阻止变色(colorblocking)

b.pH控制

c.生物杀灭剂

在热带国家中亚硫酸化的最常用方法是热亚硫酸化法。在该方法中，首先加热汁液至75℃随后亚硫酸化并撒石灰，煮，并沉降。Harloff方法是热处理程序，其中将汁液加热至75℃并且同时以这样的方式添加石灰和SO₂，以维持反应酸(针对酚酞)并且碱(针对石蕊)(pH约7.4-7.8)，(除朝向终点(end)外，当添加一定量的石灰从而获得强碱性反应(pH10+)时，在其后完成亚硫酸化至针对石蕊的中性(pH约7.2))。正如在所有的其他相似方法中，在汁液加热器中最终将汁液升至沸腾温度并沉降。离心汁液从而去除淤泥并且获得澄清的上清液用于进一步加工。

然而，如上所述的方法的局限性如下：

i.通过双重亚硫酸化产生的糖含有>20ppm的硫，其超出可接受的限度，因此影响质量。

ii.由于存在硫酸钙和多糖，通过亚硫酸化产生的糖当溶解时不形成澄清汁液。

iii.SO₂(二氧化硫)在亚硫酸化期间并不完全溶解并引起环境危险。

iv.该方法由于硫酸钙的沉积在蒸发器中引起积垢(scaling)问题。

v.在通过所述方法获得的产物中，在储存产物时存在二次颜色形成(secondarycolourformation)(返色)。

结晶化本身有助于从糖中分出着色剂，但不是100％有效并因此补充分离/去除着色剂的其他物理和化学方法。每种方法在性能(磷酸化)、资金投资(离子交换和使用聚合物)和对环境和消费者健康的影响(亚硫酸化和使用石灰)方面具有自身优点以及局限性。

虽然亚硫酸化是最常用的方法(其涉及使用SO₂气体从而在甘蔗汁液净化中完成着色剂去除)，但是硫磺价格的周期性波动(periodicspike)以及由于在糖结晶中沉淀的过量的硫(>10-20ppm)引起的糖质量问题已经激发了减少或甚至消除它的使用并生产“无硫”糖的努力。因此开发具有成本效益的、相容的和环境友好的亚硫酸化替代方法是必要的。

本公开采用酶替换/补充在制糖期间脱色的现行实践并且因此是常规理化方法的有吸引力的替代方法。

本公开还提供了基于酶的硫替代产物、组合物和用于糖处理的方法，其解决了现有的糖处理方法有关的顾虑。

发明内容