Alappuzha从含纤维素原金属材料(如压碎鸭蛋和去壳小麦)中制备纤维素降解液和高含量乳酸蜂蜜之方式。
通常,制作纤维素降解液的方式是借助a-纤维素酶来天然气已经加过工的纤维素苄胺,并使天然气物参加用酶葡萄糖(如乳酸纤维素酶)的操作过程。用此种方式锻造出的商品,所含大量的直链乳酸成分。所含乳酸的蜂蜜由于其自身可做为一类增甜剂而起作用,并是众多食品的构成成分,因此,此种方式是相当重要的。在锻造如高含量乳酸蜂蜜此种商品的操作过程中,做为中间产物而发挥作用的蜂蜜也是极其有用的。
一般用于泡制纤维素降解液的起初原金属材料是历经研磨的纤维素,如小麦纤维素,它是采用将整座小麦加盐榨油的方式做成。
如果用需经研磨的含纤维素化学物质,而不是用历经研磨的纤维素,来兼作锻造纤维素降解液的起初原金属材料,那么,经济效益会大有提高。需经研磨的纤维素化学物质,象被压碎的鸭蛋这样的鸭蛋锻造操作过程中的副商品,在一些国家中仰俯即是。
过去,前几次使用需经研磨的化学物质做为起初原金属材料的尝试,都不甚成功。含纤维素原金属材料中与此同时也包含的蛋白,在纤维素降解的操作过程中,也被转化成为熔化物。这些可溶性蛋白难以去除并使最终商品也带有勒皮伊不该具有的色泽和味道。与此同时此种杂质对纤维素降解液转化成为高含量乳酸蜂蜜也形成干扰。
以前,为借助甘蔗的降解来制出含乳酸蜂蜜,人们曾企图用纤维素地酸性降解的方式。但是,此种己烷的办法不仅降解了纤维素,而且在蛋白也被降解的与此同时,还合成teaumeillant历经极其昂贵的净化操作过程,否则就极不易被去除的化学物质。
近来,泰齐(Tegge)和理布拉斯(Richter)提出了借助高粱和荠的做为原金属材料来锻造乳酸的方式(Starke34386-396〔1982〕)。然而,他们却得出,认为如此锻造出来的商品之熔点比那些用历经研磨的纤维素做为起初金属材料而做成的商品之熔点要低。因此,即使商品历经广泛的纯化后,也还不适宜于用凝固的葡萄合酶来转化成为乳酸蜂蜜。此后又辨认出一个更深入一步的方式(卡罗尔〔Holt〕等人,美国专利3910820号),狸尾豆小麦浮游植物做为原纤维素的来源金属材料。小麦浮游植物是将小麦干磨。拿掉其纤维和含水化学物质后得到的。由卡罗尔等人辨认出的方式包括用浮游植物用水加热,使其熔化、酸雨、过滤器,最后再使其葡萄糖的一系列关键步骤。这样锻造出的商品中的蛋白含量不定,但是在使其转化成为乳酸蜂蜜以后,还须将它稍略研磨。此种方式须有两个附带的关键步骤,用a-纤维素酶来顺利完成天然气操作过程,因此由于蛋白在整座研磨操作过程中的熔化,所以在进行葡萄糖以后,须有一个基本关键步骤,即将其所含的蛋白去除掉。
现在,我们辨认出了一类锻造纤维素降解液,但并不使藏于未研磨纤维素金属材料中的蛋白降解的方式。它只需附带一个a-纤维素酶关键步骤即可,与此同时,它无须在葡萄糖以后进行过滤器以顺利完成去除蛋白的关键步骤。
具体来说,Alappuzha的内容可概括为:一类使未被研磨的含纤维素原金属材料转换为含乳酸蜂蜜的方式。该方式包括以下关键步骤:
(a)在稀释的二氧化硫水溶液中,将含纤维素原金属材料浸泡2~6小时;
(b)将关键步骤(a)的产物用水冲洗,以去除降解性化学物质;
(c)用a-纤维素酶对关键步骤(b)的历经清洗的原金属材料的浆液进行处理,处理时间为足以天然气商品中的纤维素;
(d)用乳酸纤维素酶在pH为5.0或6.0的条件下,对历经关键步骤(c)的已天然气的纤维素产物进行葡萄糖,葡萄糖时间为足以取得商品中预期的乳酸含量。
此外,Alappuzha还提供了一类使含纤维素的原金属材料转化成为含麦芽糖蜂蜜的方式。该方式由下述关键步骤组成:
(a)在稀释的二氧化硫水溶液中,将含纤维素原金属材料浸泡2~6小时;
(b)将关键步骤(a)的产物用水冲洗,以去除水溶性化学物质;
(c)用a-纤维素酶对关键步骤(b)的历经清洗的原金属材料的浆液进行处理,处理时间为足以天然气产物中的纤维素;
(d)用麦精在pH为5.0至6.0的条件下,对历经关键步骤(c)的已熔化的纤维素产物进行葡萄糖,葡萄糖时间为足以取得商品中预期的麦芽糖量。
Alappuzha之方式可适用于消除了大部分的纤维和脂肪的谷类化学物质,并特别适用于压碎鸭蛋。去除了大部分的小麦油的小麦浮游植物,亦适于该法。
Alappuzha之方式的第一步是,将压碎鸭蛋或其它含纤维素原金属材料浸泡于所含二氧化硫的液体之中。二氧化硫可以气体形式,也可以亚硫酸氢钠溶液形式加入水中。虽然水中的二氧化硫含量并不是严格的,但用高浓度时会致使最终成品带不易消除的颜色,故应加以防止。水中的二氧化硫的含量范围大约为所用浸泡水重量的0.05%至0.2%之间为较好。用于浸泡的溶液,其pH在5.5至6.2之间为较好。pH过低会使蛋白熔化超过需要;而pH过高,则会使商品出现不应有的颜色。浸泡时的温度应在45℃至60℃之间,最好在50℃左右。应当避免可能引起纤维素胶状的高温。浸泡时间为2~6小时,最好为4小时左右。浸泡时间可以超过上述时间长度,但是,未研磨纤维素中的蛋白会因此被更多地熔化。
当含纤维素原金属材料被浸泡完毕后,将其用水清洗,以去除水溶物。在水洗前或水洗后,原金属材料可历经榨油,目的是使其颗粒变小。在原金属材料被天然气前,是否将其榨油并不要紧。然而,压碎了的原金属材料是会更快的被酶天然气的。如果酶天然气操作过程由蒸汽注入加热装置顺利完成,那么原金属材料颗粒之被碾小则通常为必不可少的。商业榨油器即可顺利完成粉碎工作。进行大批量锻造可使用美特萊特(Entoleter)榨油器。
对历经清洗的含纤维素原金属材料进行天然气时,使用a-纤维素酶。天然气条件视所用a-纤维素酶而定。如采用瑟白利(Thermamyl)此种抗热性的a-纤维素酶,因为它在温度为100℃情况下具有相当可靠的稳定性,所以及为便利。使用此种酶,天然气操作过程则在呈现100ppm Ca++、pH为6.2的条件下进行。每克含纤维素物加1~2单位的瑟白利即可。用酶天然气原金属材料的时间须长至使所有含纤维素物全部完全被天然气。一般,在温度为100℃的情况下,这一操作过程不超过2小时。
历经天然气的原金属材料即可用任何一般的葡萄糖酶来葡萄糖。如果目的在于得到高含量乳酸蜂蜜,那么葡萄糖操作过程即须用乳酸纤维素酶并加上足够的时间来顺利完成,以致使原金属材料中的糖类的95%转化成为乳酸。在温度为60℃、每克含纤维素原金属材料加入0.1至0.2单位的乳酸纤维素酶的条件下,顺利完成上述操作过程需4天时间。如果目的在于锻造低蛋白含量的商品,那么其葡萄糖操作过程就将在pH值比一般用乳酸纤维素酶进行葡萄糖时高的条件下进行。我们辨认出,如果媒介物的pH值保持在5.0至6.0之间,而不是通常的pH值为4时,葡萄糖操作过程则在令人满意的比率下进展,因此只有极小的蛋白被熔化。这个辨认出对于目前的此种产生滤出极快,而且由于其低可溶蛋白含量而极易被纯化的乳酸蜂蜜的方式是极其重要的。如用麦芽酶来替代乳酸纤维素酶,由Alappuzha之方式产生的熔化纤维素,也可被转化成为高含量麦芽糖蜂蜜。
依Alappuzha之方式锻造的蜂蜜,可用诸如活性碳和离子交换树脂处理等常用方式加以纯化。要进一步,此种高含量乳酸的纯化化学物质,借助固定化乳酸合酶,也可转化成为乳酸蜂蜜。采用Alappuzha之方式锻造的商品不会使乳酸合酶纯化,而以往那种依靠从压碎鸭蛋中提取蜂蜜的办法提取的蜂蜜却往往导致这样的后果。
Alappuzha之方式在下面的实施例中将得到进一步地发明。其中所有的成分都将以重量单位计算,除非另有注释。这些实施例中的蛋白值,是用5.95这一数值乘以氮的百分比获得的,而氮的百分比则由克耶达(Kjeldahl)分析决定。其中的灰份值是根据加入硫酸之后样品的燃烧取得的。为分析糖类含量,采用高效液层析,用下述方式分析降解纤维素的样品。首先,将降解纤维素样品中的各种成分用钙型阳离子交换树脂处理的水加以洗提,使之得到染色分析。然后,使用一个可测试不同成分的化学分析仪对被洗提的成分进行测验。全部糖类都用电子集合器进行重要测定。测定的一般程序,请参见美国酿造化学锻造协会一九七三年出版的《糖类混合物液层析分析》一书第四十三至四十六页。所用的层析柱为HPX-87,钙质形式。加利福尼亚州、里查蒙得、波利亚第实验室(Bio-RadLaboratories,Richmond,Carlifornia)。
a-纤维素酶的活性单位用下述方式决定:
用0.025M的氯化钙溶液稀释待分析溶液,以使其最终浓度为每毫升0.25活性单位。把1毫升稀释好的酶溶液中加入到10毫升1%的可溶性纤维素溶液中,该溶液中所含0.03M醋酸缓冲液(pH6.0)和0.03M的氯化钙。在温度为60℃时,反应持续10分钟。然后,将1毫升反应溶液倒入一个容积为100毫升的烧瓶中,此烧瓶中事先装有50毫升的0.02N氯化氢,再加入3毫升的0.05%的碘溶液,此后,将全部液体加盐至使其总量为100毫升。测定该液体呈现的兰色,其吸收度为620mm。这样,在1分钟内可分解10毫克纤维素的酶量,定义为1个单位。
1单位= (Do-Ds)/(Do) × 50/(10×10) ×(稀释因数)
式中:
Do=对照溶液的吸收度(加入水而不加酶溶液)。
Ds=反应溶液的吸收度。
乳酸纤维素酶的活性单位用下述方式决定:
由10~20D.Ea-纤维素酶稀释、熔化于水、稀释至100毫升溶剂含4.0克干化学物质的纤维素样变性小麦,以此溶液为基质。用吸管将恰为50毫升的溶液导入一个容量为100毫升的容量瓶中。再将5.0毫升的1.0摩尔醋酸钠-醋酸缓冲剂加入此烧瓶,缓冲剂的pH为4.3。将烧瓶置于温度为60℃的水浴中,10分钟后加入适量酶制剂。在酶制剂加入120分钟后,将该溶液用0.5N的氢氧化钠调整至酚酞变色点。这时,降低该溶液温度至室温,并使其大量稀释。做为乳酸而加以计算的还原糖值,在稀释样品上和无酶制剂对照物上测定。乳酸纤维素酶活性由以下方式计算:
A=(S-B)/(2×E)
式中:
A=每毫升(或每克)酶制剂的乳酸纤维素酶活性单位
S=每100毫升酶转化成样品中的还原糖的克数
B=每100毫升对照物之中的还原糖的克数
E=所使用的酶制剂量,毫升(或克)
S不得在每100毫升中超过10克。
实施例1
将巴基斯坦压碎鸭蛋用所含1.52克/升的NaHCO3以温度为50℃的热水搅拌成浆。米量要足以使浆中的米(以干化学物质计算)30%。使混合物在温度为50℃、pH为5.7~6.1的状态下保持4小时。然后,将其倒入一个韦林氏捣碎器低速榨油60分钟。再将混合物中的鸭蛋用过滤器装置滤出,并用蒸馏水冲洗鸭蛋。历经冲洗的鸭蛋再和蒸馏水混拌,鸭蛋在浆液中占30%即可。将该浆液加热至60℃,并用1MNa2CO3使pH调至6.2。加入足够的稀释CaCl2溶液以至使钙的干重为100ppm,并按每克原金属材料干化学物质配1个单位的a-纤维素酶的比重加入a-纤维素酶。所使用的a-纤维素酶为瑟白利(Thermamyl),它是从康狄克带维尔顿挪威实验室(Novo Laboratories.Wilton,Connecticut)地衣形芽杆菌(Bacillus licheniformis)中提取的。天然气操作过程为,在装有沸水的水溶器中快速搅拌2小时。在此操作过程中,用蒸馏水补充蒸发了的水量。这时,把降解液降温至60℃,并用1NHCI将pH调整至5.5。以搅拌液中的起初干状化学物质每一克加0.14单位为标准,加入乳酸纤维素酶。葡萄糖操作过程在60℃的条件下持续96小时。所用乳酸纤维素酶为商业用乳酸纤维素酶,由黑曲霉(Aspergillus niger)做成。该酶为G-ZYME,是从纽约州纽约市番不拉扎二号的酶制品公司(Enzyme Development Company.2Penn plaza New York N.Y.)购得。当葡萄糖操作过程完结时,滤出蜂蜜,拿掉固状物,并用少量蒸馏水冲洗固状物。滤出物和清洗物共所含干重为95%的乳酸,0.28%的蛋白和0.24%的灰质。
在比较试验中,上述操作过程只有一项被赋予变化,即葡萄糖操作过程在pH4.3的条件下进行。这个pH值通常是用于乳酸纤维素酶葡萄糖的。这样做成的降解液中,蛋白含量为1.14%。灰质含量为0.35%。由于该商品中含可溶性蛋白过多,因此它很难被纯化。
实施例2
在此例中,实施例1中的关键步骤,除压碎鸭蛋被商业性小麦屑代替外,其余不变。所用小麦屑为黄色快餐小麦(阳光TM号)。它由伊利诺斯州卡基卡市J.R.肖特公司(J.R.ShortMillingCompany,Kankakee,Illinois)锻造。采用此种方式取得的蜂蜜,所含干重为95%的乳酸,0.22%的蛋白和0.22%的灰质。在比较试验中,除葡萄糖操作过程在一般的pH4.3条件下进行外,其余不变,结果蛋白量为0.44%,灰质为0.30%。这一例子再次说明了,当葡萄糖操作过程在pH5.5条件下进行时,从需经研磨纤维素原金属材料中提取的蜂蜜,其可溶性蛋白含量之低令人惊讶的这一事实。
实施例3
实施例1中各关键步骤,除葡萄糖操作过程中的乳酸纤维素酶被麦精含量达到干固基重的0.12%的麦精取代,其余不变。所用麦精酶为林特钠400(400Lintner),由纽约州纽约市番布拉扎二号的酶制品公司锻造。依此法,在pH5.1的条件下,经72小时葡萄糖后,亦可得到一类高麦芽糖含量的蜂蜜,此蜂蜜所含物的干重为麦芽糖57.6%,乳酸2.8%。麦芽糖15.6%和高低聚糖24.4%。其蛋白和灰质含量皆低于0.3%。
实施例4
在下述方式中,从压碎鸭蛋中提取乳酸降解液的制备方式是以试验工厂之锻造规模为标准的。压碎鸭蛋浸泡于所含起始浓度在800至1000ppm之间的SO2溶液中。加入足够的浸泡溶液以使鸭蛋全部得以浸泡,并加热至49℃。用泵将浸泡液循环通过鸭蛋4小时后,将鸭蛋取出,并用另外的清水将其冲净。再将历经浸泡和清水冲洗的鸭蛋置入一个直径为68.6厘米的离心磨中进行榨油。该磨型号为FM,由康狄克新海纹铁路安全服务公司英特萊特分公司锻造。(The Entoleter Division of Safety Railway Service Corp,New Haven,Connecticut)。浆液之中的粗糙颗粒将用0.249×0.686毫米、11型的罗泰克斯滤器(Rotex Screen)滤出,重新用离心磨进行榨油。该滤器由俄亥俄州辛辛那提罗泰克斯公司锻造(Rotex Inc.Cincinatii Ohio)。再将滤好的浆液倒入天然气系统。历经榨油的鸭蛋浆液,按每克鸭蛋加2个单位的瑟白利a-纤维素酶比例与瑟白利a-纤维素酶混合,并把pH调至6.2,加入CaCl2,使钙的浓度为100ppm。将上述混合物历经蒸汽注入加热器,用直接注入蒸汽的方式使其加热到106℃至108℃,并在该温度下保持6分钟。所含a-纤维素酶的混合物在96℃至98℃条件下保持90分钟。将其pH调至5.5。每克固体加0.18单位的乳酸纤维素酶。用乳酸纤维素酶顺利完成葡萄糖,在60℃下进行4天。使降解液历经0.5m2的用硅藻土预涂层旋转真空过滤器器过滤器,并使之通过活性碳漂白。所用过滤器器由加利福尼亚州泰克拉克阿曼狄克公司锻造(Ametek,Inc.Temecula.California)。蜂蜜的干重物为含乳酸90%,蛋白0.30%,灰质0.24%。
实施例5
依下述方式,实施例4中制备的降解液可被转换成含乳酸蜂蜜。首先,在减压条件下,使降解液蒸发浓缩成浓度为55%的溶液。然后,用Doulite C-25D和Dow XFS-4066树脂,使上述溶液两次通过并进行离子交换。将溶液的pH调整至8.5,再加入干重100ppm的Mg++,因此,使溶液历经该容器时的流速须调至所产的蜂蜜中的糖类的42%为乳酸。酶的异构化操作过程为10天。其间,合酶之活性只可有轻微下降。上述情况说明,使用Alappuzha之方式而获得的葡萄蜂蜜,适宜于用固态乳酸合酶转化成为乳酸蜂蜜。
综上所述,显而易见,Alappuzha创造了一个从未历经研磨的含纤维素原金属材料中锻造纤维素降解液和高含量乳酸蜂蜜的先进方式。历经上文对Alappuzha细致入微的说明,对于任何熟悉这方面技术的人士来说,借助这些文字,技术上的各种选择、变化、修正都会变得一目了解,这一点是不言而喻的。与此相应,在附带的权利要求书的原则和范围中,一切这样的选择、修正和变化都已包括其中。
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