淀粉制糖教学课件PPT.ppt

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1、第章 淀 粉 制 糖,淀粉糖是以淀粉为原料，通过酸或酶的催化水解反应生产的糖品的总称，是淀粉深加工的主要产品。20世纪80年代开始，美国国内淀粉糖消费量已超过蔗糖。我国淀粉糖工业目前仍处于发展的起步阶段，20世纪90年代，现代生物工程技术的应用，生产淀粉糖所用酶制剂品种增加及质量提高，淀粉糖行业得到快速发展，产量以年均10的速度增长，而且品种也日益增加，形成了各种不同甜度及功能的麦芽糊精、葡萄糖、麦芽糖、功能性糖及糖醇等几大系列的淀粉糖产品。,淀粉糖的原料是淀粉，任何含淀粉的农作物，如玉米、大米、木薯等均可用来生产淀粉糖，生产不受地区和季节的限制。淀粉糖在口感、功能性上比蔗糖更能适应不同消费者

2、的需要，并可改善食品的品质和加工性能，如低聚异麦芽糖可以增殖双歧杆菌、防龋齿；麦芽糖浆、淀粉糖浆在糖果、蜜饯制造中代替部分蔗糖防止“返砂”、“发烊”等，这些都是蔗糖无可比拟的。因此，淀粉糖具有很好的发展前景。,一、淀粉的种类 淀粉糖种类按成分组成来分可分为 液体葡萄糖 结晶葡萄糖(全糖)麦芽糖浆(饴糖、麦芽糖、高麦芽糖浆)麦芽糊精 麦芽低聚糖 果葡糖浆等,1、液体葡萄糖 淀粉适度水解葡萄糖、麦芽糖及麦芽低聚糖混合糖浆葡萄糖和麦芽糖还原性较强。淀粉水解程度越大，葡萄糖含量越高，还原性越强。淀粉糖工业用葡萄糖值(DE)来表示淀粉水解程度 液体葡萄糖按转化程度可分为高、中、低三类。低转化糖浆DE值3

3、0以下。中等转化糖浆DE值为3050。高转化糖浆DE值在5070。标准葡萄糖浆DE值为42左右。不同DE值的液体葡萄糖在性能方面有一定差异，不同用途可选择不同水解程度的淀粉糖。,2、结晶葡萄糖 淀粉经酸或酶完全水解生成葡萄糖，由于生产工艺不同，纯度也不同。葡萄糖一般可分为结晶葡萄糖、全糖两类 结晶葡萄糖占干物质的9597，其余为少量的低聚糖。糖化液活性炭脱色经离子交换树脂柱除无机物等杂质无色、纯度高的精制糖化液浓缩 在结晶罐冷却结晶含水-葡萄糖 在真空罐中结晶无水-葡萄糖 在真空、较高温下结晶无水-葡萄糖,3、果葡糖浆 把精制葡萄糖经固定化葡萄糖异构酶柱，使一 异构化部分葡萄糖果糖果葡糖浆活性

4、炭和离子交换树脂精制浓缩无色透明的果葡糖浆。果葡糖浆产品，甜度等于蔗糖，但风味更好。果糖含量达42称第一代果葡糖浆。果糖含量为55称二代产品。甜度为蔗糖1.1倍 果糖含量为90称三代产品。甜度为蔗糖1.4倍第一代果葡糖浆无机分子筛分离果糖含量达94与适量的第一代混合二代和三代果葡糖浆,4、麦芽糖浆 以淀粉为原料，经酶或酸结合法水解制成的一种淀粉糖浆，和液体葡萄糖相比，麦芽糖浆中主要是麦芽糖、糊精和低聚糖。麦芽糖浆 葡萄糖含量一般在10以下 麦芽糖含量一般在4090 按制法和麦芽糖含量不同可分为 饴糖 高麦芽糖浆 超高麦芽糖浆等,二、淀粉糖的性质 不同淀粉糖产品在许多性质方面存在差别，如甜度、黏

5、度、胶黏性、增稠性、吸潮性和保潮性，渗透压力和食品保藏性、颜色稳定性、焦化性、发酵性、还原性、防止蔗糖结晶性、泡沫稳定性等等。这些性质与淀粉糖的应用密切相关，不同的用途，需要选择不同种类的淀粉糖品。下面简单的叙述淀粉糖的有关特性。,甜 度 甜度是糖类的重要性质，影响甜度的因素有很多，特别是浓度。浓度增加，甜度增高，增高程度不同糖类之间存在差别，葡萄糖溶液甜度随浓度增高的程度大于蔗糖，在较低的浓度，葡萄糖的甜度低于蔗糖,随浓度的增高差别减小，当含量达到40以上时两者的甜度相等。淀粉糖浆的甜度随转化程度的增高而增高，此外，不同糖品混合使用有相互提高的效果。下面是几种糖类的甜度。甜度虽是糖晶的重要性

6、质，但并不是甜度的高低决定一切，其他性质也需要考虑，有的情况下某种性质可能比甜度还重要，需要对糖的各种性质充分了解，才能选用适当，取得好效果。,表7-1 几种糖类的相对甜度 糖类名称 相对甜度蔗 糖 1.0果葡糖浆 1.0葡 萄 糖 0.7淀粉糖浆 0.5果 糖 1.5淀粉糖浆 0.8麦 芽 糖 0.5,溶解度 各种糖的溶解度不相同，果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖。葡萄糖的溶解度较低，在室温下浓度约为50，过高的浓度则葡萄糖结晶析出。为防止有结晶析出，工业上储存葡萄糖溶液需要控制葡萄糖含量42(干物质)以下，高转化糖浆的糖分组成保持葡萄糖3540，麦芽糖3540,果葡糖浆(转化率42)的质量分数

7、一般为71。,结晶性质 蔗糖易于结晶，晶体能生长很大。葡萄糖也容易结晶，但晶体细小。果糖难结晶。淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能结晶，并能防止蔗糖结晶。糖的结晶性质与其应用有关。如硬糖果制造中，单独使用蔗糖，熬煮到水分1.5以下，冷却后，蔗糖结晶，破裂，不能得到坚韧、透明的产品。若添加部分淀粉糖浆可防止蔗糖的结晶，防止产品储存过程中返砂，淀粉糖浆中的糊精还能增加糖果的韧性、强度和黏性，使糖果不易破碎，淀粉糖浆的甜度较低，有冲淡蔗糖甜度的效果，使产品甜味温和。,吸湿性和保湿性 不同种类食品对于糖吸湿性和保湿性的要求不同。如，硬糖果需要吸湿性低，避免遇潮湿天气吸收水分导致溶化，宜选用蔗

8、糖、低转化或中转化糖浆为好。转化糖和果葡糖浆含有吸湿性强的果糖，不宜使用。但软糖果则需要保持一定的水分，面包、糕点类食品也需要保持松软，应使用高转化糖浆和果葡糖浆为宜。果糖的吸湿性是各种糖中最高的。,渗透压力 较高浓度的糖液能抑制许多微生物的生长，这是由于糖液的渗透压力使微生物菌体内的水分被吸走，生长受到抑制。不同糖类的渗透压力不同，单糖的渗透压力约为二糖的两倍，葡萄糖和果糖都是单糖，具有较高的渗透压力和食品保藏效果，果葡糖浆的糖分组成为葡萄糖和果糖，渗透压力也较高，淀粉糖浆是多种糖的混合物，渗透压力随转化程度的增加而升高。此外，糖液的渗透压力还与浓度有关，随浓度的增高而增加。,黏度 葡萄糖和

9、果糖的黏度较蔗糖低，淀粉糖浆的黏度较高，但随转化度的增高而降低。利用淀粉糖浆的高黏度，可应用于多种食品中，提高产品的稠度和可口性。,化学稳定性 葡萄糖、果糖和淀粉糖浆都具有还原性，在中性和碱性条件下化学稳定性低，受热易分解生成有色物质，也容易与蛋白质类含氮物质起羰氨反应生成有色物质。蔗糖不具有还原性，在中性和弱碱性条件下化学稳定性高，但在pH值9以上受热易分解产生有色物质。食品一般是偏酸性的，淀粉糖在酸性条件下稳定。,发酵性 酵母能发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等，但不能发酵较高的低聚糖和糊精。有的食品需要发酵，如面包、糕点等；有的食品不需要发酵，如蜜饯、果酱等。淀粉糖浆的发酵糖分为葡萄糖和麦

10、芽糖，且随转化程度而增高。生产面包类发酵食品应用发酵糖分高的高转化糖浆和葡萄糖为好。,三、淀粉糖酸糖化工艺 淀粉在酸或淀粉酶的催化作用下发生水解反应，其水解最终产物随所用的催化剂种类而异。在酸作用下，淀粉水解的最终产物是葡萄糖，在淀粉酶作用下，随酶的种类不同而产物各异。,1、酸糖化机理 淀粉乳加入稀酸后加热，经糊化、溶解，进而葡萄糖苷链裂解，形成各种聚合度的糖类混合溶液。在稀溶液的情况下，最终将全部变成葡萄糖。在此，酸仅起催化作用。淀粉的酸水解反应可由化学式简示于下：(C6H1005)n+nH20 一 nC6H1206 淀粉的水解过程中，颗粒结晶结构被破坏。-1,4糖甙键和-1,6糖甙键被水解

11、生成葡萄糖，而-1,4糖甙键的水解速度大于-l,6糖甙键。,淀粉水解生成的葡萄糖受酸和热的催化作用，又发生复合反应和分解反应。复合反应是葡萄糖分子通过。-1,6键结合生成异麦芽糖、龙胆二糖、潘糖和其他具有-1,6键的低聚糖类。复合糖可再次经水解转变成葡萄糖，此反应是可逆的。分解反应是葡萄糖分解成5-羟甲基糠醛、有机酸和有色物质等。葡萄糖的复合反应和分解反应简示于下如图7-1所示：,(C6H10O5)n+nH20 一 nC6H12O6淀粉葡萄糖 龙胆二糖和其他低聚糖 5-羟甲基糠醛 有色聚合物 甲酸和其他有机酸 图7-1 葡萄糖的复合反应和分解反应,在糖化过程中，水解、复合和分解3种化学反应同时

12、发生，而水解反应是主要的。复合与分解反应是次要的，且对糖浆生产是不利的，降低了产品的收得率，增加了糖液精制的困难，所以要尽可能降低这两种反应。,2、影响酸糖化的因素 酸的种类和浓度 淀粉乳浓度 温度 压力 时间,酸的种类和浓度 由于各种酸的电离常数不同，虽摩尔数相同，但H浓度不同，因而水解能力不同。盐酸为100，碳酸钠中和，增加灰分和咸味，腐蚀性大 硫酸为50.35，石灰中和，硫酸钙沉淀形成结垢，析出混浊 草酸为20.42，石灰中和，草酸钙沉淀，色浅，减少复合反 应，但草酸价格贵 亚硫酸为4.82 醋酸为6.8 酸水解时生产上常控制糖化液pH值为1.52.5。同一种酸，浓度增大，能增进水解作用

13、，但两者之间并不表现为等比例关系，因此，酸的浓度就不宜过大，否则会引起不良后果。,淀粉乳浓度 复合反应 淀粉 葡萄糖 分解反应 影响葡萄糖产率，增加精制困难，生产上要尽可能降低这两种副反应，有效的方法是调节淀粉乳浓度 一般淀粉乳浓度控制在2224波美度，结晶葡萄糖为1214波美度。淀粉乳浓度越高，糖液中葡萄糖浓度越大，复合分解反应就强烈，生成龙胆二糖(苦味)和其他低聚糖也多，影响品质，降低葡萄糖产率；淀粉乳浓度太低，糖液中葡萄糖浓度也过低，设备利用率降低，蒸发浓缩耗能大。,温度、压力、时间 温度、压力、时间的增加均能增进水解作用，但过高温度、压力或过长时间会引起不良后果。生产上对淀粉糖浆一般控

14、制在 压力283303 kPa，温度142145，时间89min;结晶葡萄糖则采用 压力252353kPa，温度138147，时间1635min。,3、酸糖化工艺 工业上常用的糖化方法有2种，间断糖化法 直接加热式 连续糖化法 间接加热式,间断糖化法 在一密闭的糖化罐内进行，在罐压保持0.030.05MPa的情况下，进料，尽量缩短进料时间。进料完毕，迅速升压，快速放料，避免过度糖化。由于间断糖化在放料过程中仍可继续进行糖化反应，为了避免过度糖化，其中间品的DE值要比成品的DE值标准略低。由于间断糖化操作麻烦，糖化不均匀，葡萄糖的复合、分解反应和糖液的转化程度控制困难，难以实现自动化生产，多采用

15、连续糖化技术。,直接加热式 直接加热式的工艺过程是淀粉与水调配好，在淀粉乳调配罐内混合，调整浓度和酸度。利用定量泵输送淀粉乳，通过蒸汽喷射加热器升温，送至维持罐，流入蛇管反应器进行糖化反应，控制一定的温度、压力和流速，以完成糖化过程。糖化液进入分离器闪急冷却。二次蒸汽急速排出，糖化液迅速至常压，冷却到100以下，再进入贮槽进行中和。,间接加热式 间接加热式的工艺过程为：淀粉浆在配料罐内连续自动调节pH值，并用高压泵打入3套管式的管束糖化反应器内，被内外间接加热。反应一定时间后，经闪急冷却后中和。物料在流动中可产生搅动效果，各部分受热均匀，糖化完全，糖化液颜色浅，有利于精制，热能利用效率高。蒸汽

16、耗量和脱色用活性炭比间断糖化法节约很多。,三、淀粉的酶液化和酶糖化工艺1、淀粉酶 淀粉的酶糖化法是用专一性很强的淀粉酶将淀粉水解成相应的糖。在葡萄糖及淀粉糖浆生产时应用-淀粉酶与糖化酶(葡萄糖苷酶)协同作用，前者将高分子淀粉割断为短链糊精，后者迅速把短链糊精水解成葡萄糖 生产饴糖时用-淀粉酶与-淀粉酶配合，-淀粉酶转变的短链糊精被-淀粉酶水解成麦芽糖。,-淀粉酶-淀粉酶属于内切型淀粉酶，它作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方式切断-1,4糖苷键，但水解位于分子中间的-1,4键的概率高于位于分子末端的-1,4键，-淀粉酶不能水解支链淀粉中的-1,6键，也不能水解相邻分支点的-1,4键；不能水解麦

17、芽糖，但可水解麦芽三糖及以上的含-1,4键的麦芽低聚糖。由于在其水解产物中，还原性末端葡萄糖分子中C1的构型为-型，故称为-淀粉酶。,-淀粉酶作用于直链淀粉时，可分为两个阶段，第一个阶段速度较快，能将直链淀粉全部水解为麦芽糖、麦芽三糖及直链麦芽低聚糖；第二阶段速度很慢，如酶量充分，最终将麦芽三糖和麦芽低聚糖水解为麦芽糖和葡萄糖。-淀粉酶水解支链淀粉时，可任意水解-1，4键，不能水解-1,6键及相邻的-1，4键，但可越过分支点继续水解-1，4键，最终水解产物中除葡萄糖、麦芽糖外还有一系列带有-1,6键的极限糊精，不同来源的-淀粉酶生成的极限糊精结构和大小也不尽相同。,-淀粉酶较耐热，目前市售酶制

18、剂中，不同来源的-淀粉酶具有不同的热稳定性和最适反应温度。-淀粉酶的来源 耐热性 最适反应温度 地衣芽孢杆菌 耐高温淀粉酶 95左右 达105110 枯草杆菌 中温淀粉酶 70 真菌 非耐热性淀粉酶 55左右 一般作为糖化酶,工业生产用-淀粉酶一般均不耐酸。当pH值低于4.5时，活力基本消失。在pH值为5.08.0之间较稳定。最适pH值为5.56.5。不同来源的-淀粉酶在此范围内略有差异。,不同来源的-淀粉酶均含有钙离子。（1）钙与酶分子结合紧密，能保持酶分子最适空间构象，使酶具有最高活力和最大稳定性。（2）钙盐对细菌-淀粉酶的热稳定性有很大的提高。（3）液化操作时，可在淀粉乳中加少量Ca2对

19、-淀粉酶有保护作用，可增强其耐热力至90以上，因此最适液化温度为8590。,-淀粉酶-淀粉酶是一种外切型淀粉酶，它作用于淀粉时从非还原性末端依次切开相隔的-1,4键顺次将它分解为两个葡萄糖基，最终产物全是-麦芽糖。所以也称麦芽糖酶。-淀粉酶能将直链淀粉全部分解，淀粉分子由偶数个葡萄糖单位组成，最终水解产物全部为麦芽糖；淀粉分子由奇数个葡萄糖单位组成，则最终-水解产物除麦芽糖外，还有少量葡萄糖。-淀粉酶不能水解支链淀粉的-1,6键，也不能跨过分支点继续水解，故水解支链淀粉是不完全的，残留下-极限糊精。,(1)-淀粉酶活性中心含有巯基(-SH)，一些氧化剂、重金属离子以及巯基试剂均可使其失活，而谷

20、胱甘肽、半胱氨酸对其有保护作用。(2)-淀粉酶和-淀粉酶的最适pH值范围基本相同，一般均为5.06.5。(3)-淀粉酶对温度的稳定性明显低于-淀粉酶，70以上一般就失活。不同来源的-淀粉酶稳定性差异较大 大豆-淀粉酶最适作用温度为60左右 大麦-淀粉酶最适作用温度为5055 细菌-淀粉酶最适作用温度一般低于50,糖化酶(葡萄糖淀粉酶)糖化酶对淀粉的水解作用是从淀粉的非还原性末端开始，依次水解-1,4葡萄糖苷键，顺次切下每个葡萄糖单位，生成葡萄糖。糖化酶的专一性差，除水解-1,4葡萄糖苷键外，还能水解-1,6键和1,3键，但后两种键的水解速度较慢，由于该酶作用于淀粉糊时，糖液黏度下降较慢，还原能

21、力上升很快，所以又称糖化酶，不同微生物来源的糖化酶对淀粉的水解能力也有较大区别。,不同来源的葡萄糖淀粉酶在糖化的最适温度和pH值上存在一定的差异。来源 最适温度 pH值 黑曲霉 5560 pH值3.55.0 根霉 5055 pH值4.55.5 拟内孢霉 50 pH值4.85.0 糖化时间 根据相应淀粉糖DE值的要求而定，一 般为1248 h 糖化温度 一般采用55以上可避免长时间保温 过程中细菌的生长 糖化pH值 一般为弱酸性，不易生成有色物质，有利于提高糖化液的质量,脱支酶 脱支酶是水解支链淀粉、糖原等大分子化合物中-l,6糖苷键的酶，脱支酶可分为 直接脱支酶 水解未经改性的支链淀粉或 糖原

22、中的-l,6糖苷键 间接脱支酶 作用于经酶改性的支链淀粉 或糖原。,根据水解底物专一性的不同，直接脱支酶 异淀粉酶 普鲁蓝酶 异淀粉酶只能水解支链结构中的-1,6糖苷键不能水解直链结构中的-1,6糖苷键；普鲁蓝酶能水解支链结构中的-1,6糖苷键，也能水解直链结构中的-1,6糖苷键 脱支酶在淀粉制糖工业上的主要应用是和-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶协同糖化，提高淀粉转化率，提高麦芽糖或葡萄糖得率。,2、液化 液化是使糊化后的淀粉发生部分水解，暴露出更多可被糖化酶作用的非还原性末端。它是利用液化酶使糊化淀粉水解到糊精和低聚糖程度，使黏度大为降低，流动性增高，所以工业上称为液化。酶液化和酶糖化的工艺称为双酶

23、法或全酶法。液化也可用酸 酸液化和酶糖化的工艺称为酸酶法。,由于生淀粉颗粒的结晶性结构，淀粉糖化酶无法直接作用，必需加热使淀粉颗粒吸水膨胀，并糊化，破坏其结晶结构。糊化的淀粉乳黏度很大，流动性差，搅拌困难，难获得均匀的糊化结果，在较高浓度和大量物料的情况下操作有困难，需液化。-淀粉酶对于糊化的淀粉有很强催化水解作用，很快降解成糊精和低聚糖小分子，黏度急速降低，流动性增高。糖化酶酶糖化时从底物分子的非还原尾端进行。液化使淀粉生成糊精和低聚糖，底物数量增多，糖化酶作用的机会增多，有利于糖化反应。,液化程度 在液化过程中，淀粉糊化水解成较小分子，葡萄糖淀粉酶以这些小分子为底物，底物分子越多，生成葡萄

24、糖的机会越多。但葡萄糖淀粉酶是先与底物分子生成络合结构，而后再水解，这需要底物分子的大小具有一定的范围，才能生成这种络合结构，过大或过小都不适宜。根据生产实践，淀粉在酶液化工序中水解到DE值1520范围合适。超过20不利于糖化酶生成络合结构，影响催化效率，最终DE值较低。低于15液化淀粉的凝沉性强，易于重新结合，对于过滤有不利的影响。酸液化时也如此。,液化方法 液化方法有3种：升温液化法 高温液化法 喷射液化法,升温液化法 这是最简单的液化方法。3040的淀粉乳调节pH值6.06.5，加入0.01 mol/L CaCl2钙离子，加入液化酶，在保持剧烈搅拌的情况下，喷入蒸汽加热到8590时，保持

25、3060min达到需要的液化程度，加热至100终止酶反应，冷却至糖化温度。,此法所需设备和操作都简单,但在升温糊化过程中，黏度增加使搅拌不均匀，料液受热不均匀，使液化不完全，液化效果差，形成难于受酶作用的不溶性淀粉粒，引起糖化液过滤困难。为改进这种缺点，液化完后加热煮沸10min，谷类淀粉(如玉米)液化较困难，应加热到140，保持几分钟。加热能改进过滤性质，但不及其他方法好。,高温液化法 将淀粉乳调节好pH值和钙离子浓度，加入需要量的液化酶，用泵喷淋头向液化桶中喷约90的热水，淀粉受热糊化、液化，由桶底部流出，进入保温桶中，于90保温约40min或更长时间达到所需的液化程度。此法设备和操作都简

26、单，效果也不差。缺点是淀粉不是同时受热，液化欠均匀，酶的利用也不完全，后加入的部分作用时间较短。对于液化较困难的谷类淀粉(如玉米)，液化后需要加热处理以凝结蛋白质类物质，改进过滤性质。在130加热液化5l0min或在150加热11.5 min。,喷射液化法 蒸气先通入喷射器预热到8090，用位移泵将淀粉乳打入，蒸气喷入淀粉乳的薄层，引起糊化、液化。蒸气喷射产生的湍流使淀粉受热快而均匀，黏度降低也快。液化的淀粉乳由喷射器下方卸出，引入保温桶中在8590保温约40 min，达到需要的液化程度。此法的优点是液化效果好，蛋白质类杂质的凝结好，糖化液的过滤性质好，设备少，适于连续操作。马铃薯淀粉液化容易

27、，可用40浓度；玉米淀粉液化较困难，以2733浓度为宜，若浓度在33以上，则需要提高用酶量两倍。,酸液化法过滤性质好，但最终糖化程度低。酶液化法糖化程度较高，但过滤性质较差。酸酶合并液化法 利用酸和酶液化法的优点，先酸液化到DE值约4，后酶液化到需要程度，经酶糖化，糖化程度能达到葡萄糖值约97，稍低于酶液化法，但过滤性质好，与酸液化法相似。此法只能用管道设备连续进行，因为用此法调节pH值、降温和加液化酶的时间快，也避免回流。若不用管道设备，则由于低葡萄糖值淀粉液的黏度大，凝沉性也强，过滤性质差。,3、糖 化 淀粉液化糊精和低聚糖较小分子产物糖化葡萄糖。完全水解 100份纯淀粉 11l份葡萄糖

28、但现在工业生产技术还没有达到这种水平。双酶法工艺每100份纯淀粉只生成105108份葡萄糖，因为有水解不完全的剩余物和复合产物如低聚糖和糊精等存在。多酶协同作用法，如除葡萄糖淀粉酶外再加上异淀粉酶或普鲁蓝酶并用，能使淀粉水解率提高，糖化液中葡萄糖的百分率可达99以上。,双酶法生产葡萄糖工艺的现在水平，糖化2d葡萄糖值达到9598。在糖化的初阶段，速度快，第一天葡萄糖达到90以上，以后的糖化速度变慢。葡萄糖淀粉酶对于-1,6糖苷键的水解速度慢。提高用酶量能加快糖化速度，但考虑到生产成本和复合反应，不能增加过多。降低浓度能提高糖化程度，但考虑到蒸发费用，浓度也不能降低过多，一般采用浓度约30。,酶

29、源不同，葡萄糖淀粉酶的耐热性、耐酸性也存在差别。例如 曲霉糖化酶为5560，pH值3.55.0；根霉糖化酶为5055，pH值4.55.5；拟内孢酶为50，pH值4.85.0。酶源不同淀粉分解率不同，相同酶源、同一菌株产生的酶也会出现不同类型的糖化酶。如将黑曲菌产生的粗淀粉酶用酸处理，获得糖化型淀粉酶及，其中能100地分解糊化的糯米淀粉和较多-1,6键的糖原及-界限糊精，而酶仅能分解6070的糯米淀粉，对于糖原及-界限糊精则难以分解。,糖化操作 糖化操作比较简单，将淀粉液化液引入糖化桶中调节到适当的温度和pH值混入需要量的糖化酶制剂保持23d达到最高的葡萄糖值得糖化液。加入糖化酶前要先将温度和p

30、H值调节好，避免酶与不适当的温度和pH值接触，活力受影响。糖化桶具有夹层，用来通冷水或热水调节和保持温度，并具有搅拌器保持适当的搅拌，避免发生局部温度不均匀现象。,达到最高的葡萄糖值后，应停止反应，否则，葡萄糖值趋向降低，因为葡萄糖发生复合反应，一部分葡萄糖又重新结合生成异麦芽糖等复合糖类。这种反应在较高的酶浓度和底物浓度的情况下更为显著。葡萄糖淀粉酶对于葡萄糖的复合反应具有催化作用。糖化液在80，受热20min，酶活力全部消失。脱色过程中即达到酶失活目的。活性炭脱色一般是在80保持30min，酶活力同时消失。提高用酶量，糖化速度快，最终葡萄糖值也增高，能缩短糖化时间。但提高有一定限度，过多反

31、而引起复合反应严重，导致葡萄糖值降低。,4、精制和浓缩 淀粉糖化液的糖分组成因糖化程度而不同，如葡萄糖、低聚糖和糊精等，还有糖的复合和分解反应产物、原存在于原料淀粉中的各种杂质、水带来的杂质以及作为催化剂的酸或酶等，成分是很复杂的。这些杂质对于糖浆的质量和结晶、葡萄糖的产率和质量都有不利的影响，需要对糖化液进行精制，以尽可能地除去这些杂质。糖化液精制的方法，一般采用 中和 活性炭吸附 脱色 离子交换脱盐,中和 采用酸糖化工艺，需要中和，酶法糖化不用中和。使用盐酸作为催化剂时，用碳酸钠中和；用硫酸作为催化剂时，用碳酸钙中和。在这里并不是中和到真正的中和点(pH7.0)，而是中和大部分催化用的酸，

32、同时调节pH值到胶体物质的等电点。糖化液中蛋白质类胶体物质在酸性条件下带正电荷，当糖化液的pH值达到这些胶体物质的等电点(pH4.85.2)时，电荷全部消失，胶体凝结成絮状物，但并不完全。在糖化液中加入一些带负电荷的胶性黏土如膨润土为澄清剂，能更好地促进蛋白质类物质凝结，降低糖化液中蛋白质的含量。,过滤 过滤就是除去糖化液中的不溶性杂质，使用板框过滤机，用硅藻土为助滤剂，来提高过滤速度，延长过滤周期，提高滤液澄清度。采用预涂层的办法，以保护滤布的毛细孔不被一些细小的胶体粒子堵塞。为了提高过滤速率，糖液过滤时，要保持一定的温度，使其黏度下降，同时要正确地掌握过滤压力。因为滤饼具有可压缩性，其过滤

33、速度与过滤压力差密切相关。但当超过一定的压力差后，继续增加压力，滤速也不会增加，反而会使滤布表面形成一层紧密的滤饼层，使过滤速度迅速下降。所以过滤压力应缓慢加大为好。不同的物料，使用不同的过滤机，其最适压力要通过试验确定。,脱色 糖液中含有的有色物质和一些杂质必须除去，才能得到澄清透明的糖浆产品。工业上一般采用骨炭和活性炭脱色。活性炭又分颗粒和粉末炭2种。骨炭和颗粒炭可以再生重复使用，但因设备复杂，仅在大型工厂使用。一般中小型工厂使用粉末活性炭，重复使用2或3次后弃掉，成本高，但设备简单，操作方便。,脱色工艺条件 糖液的温度活性炭的表面吸附力与温度成反比，但温度高，吸附速率快。在较高温度下，糖

34、液黏度较低，加速糖液渗透到活性炭的吸附内表面，对吸附有利。但温度不能太高，以免引起糖的分解而着色，一般以80为宜。糖液pH值对活性炭吸附没有直接关系，但一般在较低pH值下进行，脱色效率较高，葡萄糖也稳定。工业上均以中和操作的pH值作为脱色的pH值。,活性炭用量活性炭用量少，利用率高，但最终脱色差；用量大，可缩短脱色时间，但单位质量的活性炭脱色效率降低。因此要恰当掌握，一般采取分次脱色的办法，并且前脱色用废炭，后脱色用好炭，以充分发挥脱色效率。脱色设备糖液脱色是在具有防腐材料制成的脱色罐内完成的。罐内设有搅拌器和保温管，罐顶部有排汽筒。脱色后的糖液经过滤得到五色透明的液体。,离子交换树脂处理 糖

35、液经活性炭处理后，仍有部分无机盐和有机杂质存在，工业上采用离子交换树脂处理糖液，起到离子交换和吸附的作用。离子交换树脂除去蛋白质、氨基酸、羟甲基糠醛和有色物质等的能力比活性炭强。经离子交换树脂处理糖液，灰分可降低到原来的110，对有色物质去除彻底，产品澄清度好，而且久置也不变色，有利于产品的保存。离子交换树脂分为阳离子和阴离子两种，目前普遍应用的工艺为阳一阴一阳一阴4只滤床，即2对阳、阴离子交换树脂滤床串联使用。,浓 缩 经过净化精制的糖液，浓度比较低，不便于运输和储存，必须将其中大部分水分去掉，即采用蒸发浓缩，使糖液达到要求的浓度。淀粉糖浆为热敏性物料，受热易着色，所以在真空状态下进行蒸发，

36、以降低液体的沸点。一般蒸发温度不宜超过68。间歇式、蒸发操作 连续式 循环式,采用间歇式蒸发，糖液受热时间长，不利于糖浆的浓缩，但设备简单，最终浓度容易控制，有的小型工厂还在采用。采用连续式蒸发，糖液受热时间短，适应于糖液浓缩，处理量大，设备利用率高，但最终浓度控制不易，在浓缩比很大时难于一次蒸发达到要求。采用循环式蒸发可使一部分浓缩液返回蒸发器，物料受热时间比间歇式短，浓度也较易控制，适合糖液的浓缩。蒸发操作中的主要费用是蒸汽消耗量，为了节约蒸汽，可采用多效蒸发，充分利用二次蒸汽，又节约大量的冷却用水。,主要淀粉糖品的生产工艺流程,液体葡萄糖 液体葡萄糖常用的生产工艺有 酸法 酸酶法 双酶法

37、,酸法工艺 酸法工艺是以酸作为水解淀粉的催化剂，淀粉是由多个葡萄糖分子缩合而成的碳水化合物，酸水解时，随着淀粉分子中糖苷键断裂，逐渐生成葡萄糖、麦芽糖和各种相对分子质量较低的葡萄糖多聚物。该工艺操作简单，糖化速度快，生产周期短，设备投资少。酸法工艺流程如图所示：淀粉调浆糖化中和第一次脱色过滤 离子交换第一次浓缩第二次脱色过滤 第二次浓缩成品,操作要点(1)淀粉原料要求 常用纯度较高的玉米淀粉，次之为马铃薯淀粉和甘薯淀粉。(2)调浆 在调浆罐中，先加部分水，在搅拌情况下，加入粉碎的干淀粉或湿淀粉，投料完毕，继续加入80左右的水，使淀粉乳浓度达到2224波美度(生产葡萄糖淀粉乳浓度为1214波美度

38、)，然后加入盐酸或硫酸凋pH值为18。调浆需用软水，以免产生较多的磷酸盐使糖液混浊。,(3)糖化 调好的淀粉乳，用耐酸泵送人耐酸加压糖化罐。边进料边开蒸汽，进料完毕后，升压至(2.72.8)104Pa(温度142144)在升压过程中每升压0.98104pa，开排气阀约0.5min，排出冷空气，待排出白烟时关闭，并借此使糖化醪翻腾，受热均匀，待升压至要求压力时保持35 min后，及时取样测定其DE值，达3840时，糖化终止。,(4)中和 糖化结束后，打开糖化罐将糖化液引人中和桶进行中和。用盐酸水解者，用10碳酸钠中和，用硫酸水解者用碳酸钙中和。前者生成的氯化钙，溶存于糖液中，但数量不多，影响风味

39、不大，后者生成的硫酸钙可于过滤时除去。糖化液中和的目的，并非中和到真正的中和点pH值为7，而是中和大部分盐酸或硫酸，调节pH值到蛋白质的凝固点，使蛋白质凝固过滤除去，保持糖液清晰。糖液中蛋白质凝固最好pH值为4.75，因此，一般中和到pH值4.64.8为中和终点，中和时，加入干物质量0.1的硅藻土为澄清剂，硅藻土分散于水溶液中带负电荷，而酸性介质中的蛋白质带正电荷，因此澄清效果很好。,(5)脱色过滤 中和糖液冷却到7075，调pH值至4.5，加入干物质量025的粉末活性炭，随加随搅拌约5 min，压人板框式压滤机或卧式密闭圆桶形叶滤机过滤出清糖滤液。(6)离子交换 将第一次脱色滤出的清糖液，通

40、过阳-阴-阳-阴4个离子交换柱进行脱盐提纯。(7)第一次浓缩 将提纯糖液调pH值至 3.84.2，用泵送入蒸发罐保持真空度66661Pa以上，加热蒸汽压力不超过0.98104Pa，浓缩到2831波美度，出料，进行第二次脱色。,(8)第二次脱色过滤 第二次脱色与第一次相同。第二次脱色糖浆必须反复回流过滤至无活性炭微粒为止，再调pH值至3.84.2。(9)第二次浓缩 与第一次浓缩相同，只是在浓缩前加入亚硫酸氢钠，使糖液中二氧化硫含量为0.00150.004，以起漂白及护色作用。蒸发至3638波美度，出料，即为成品。,酸酶法工艺 由于酸法工艺在水解程度上不易控制，现许多工厂采用酸酶法，即酸法液化、酶

41、法糖化。在酸法液化时，控制水解反应，使DE值在2025时即停止水解，迅速进行中和，调节pH值45左右，温度为5560后加葡萄糖淀粉酶进行糖化，直至所需DE值，然后升温、灭酶、脱色、离子交换、浓缩。,双酶法工艺 酸酶法工艺虽能较好地控制糖化液最终DE值，但和酸法一样，仍存在一些缺点，设备腐蚀严重，使用原料只能局限在淀粉，反应中生成副产物较多，最终糖浆甜味不纯，因此淀粉糖生产厂家大多改用酶法生产工艺。其最大的优点是液化、糖化采用酶法水解，反应条件温和，对设备几乎无腐蚀；可直接采用原粮如大米(碎米)作为原料，有利于降低生产成本，糖液纯度高、得率也高。双酶法工艺流程如下所示：淀粉调浆液化糖化脱色离子交

42、换 真空浓缩,操作要点 淀粉乳浓度控制在30左右(米粉浆控制在2530)，用Na2CO3调节pH值至6.2左右，加适量的CaCl2，添加耐高温-淀粉酶10ug左右(以干淀粉计，u为活力单位)，调浆均匀后进行喷射液化，温度控制在(110土5)，液化DE值控制在1520，以碘色反应为红棕色、糖液中蛋白质凝聚好、分层明显、液化液过滤性能好为液化终点时的指标。糖化操作较为简单，将液化液冷却至5560后，调节pH值为4.5左右，加入适量糖化酶一般为25100 ug(以干淀粉计)，然后进行保温糖化，到所需DE值时即可升温灭酶，进入后道净化工序。,淀粉糖化液经过滤除去不溶性杂质，得澄清糖液，仍需再进行脱色和

43、离子交换处理，以进一步除去糖液中水溶性杂质。脱色一般采用粉末活性炭，控制糖液温度80左右，添加相当于糖液固形物 l活性炭，搅拌0.5h，用压滤机过滤，脱色后糖液冷却至 40 50，进入离子交换柱，用阳、阴离子交换树脂进行精制,除去糖液中各种残留的杂质离子、蛋白质、氨基酸等，使糖液纯度进一步提氖精制的糖化液真空浓缩至固形物为7380，即可作为成品。,性质及应用 液体葡萄糖是我国目前淀粉糖工业中最主要的产品，应用于糖果、糕点、饮料、冷饮、焙烤、罐头、果酱、果冻、乳制品等各种食品中，还可作为医药、化工、发酵等行业的重要原料。该产品甜度低于蔗糖，黏度、吸湿性适中。用于糖果中能阻止蔗糖结晶，防止糖果返砂

44、，使糖果口感温和、细腻。葡萄糖浆杂质含量低，耐储存性和热稳定性好，适合生产高级透明硬糖；此外，该糖浆黏稠性好、渗透压高，适用于各种水果罐头及果酱、果冻中，可延长产品的保存期.液体葡萄糖浆具有良好的可发酵性,适合面包、糕点生产中的使用。,结晶葡萄糖、全糖 葡萄糖是淀粉完全水解的产物，由于生产工艺的不同，所得葡萄糖产品的纯度也不同，一般可分为结晶葡萄糖和全糖两类。结晶葡萄糖纯度较高，主要用于医药、试剂、食品等行业。葡萄糖结晶通常有3种形式的异构体，含水-葡萄糖、无水-葡萄糖和 无水-葡萄糖，其中以含水-葡萄糖生产最为普遍，产量也最大。,工业上生产的葡萄糖产品除这3种外，还有“全糖”，省掉结晶工序由

45、酶法得到的糖浆直接制成的产品。酶法所得淀粉糖化液的纯度高,甜味纯正，经喷雾干燥直接制成颗粒状全糖，或浓缩后凝固成块状，再粉碎制成粉末状全糖。这种产品质量虽逊于结晶葡萄糖，但生产工艺简单，成本较低,在食品、发酵、化工、纺织等行业应用也十分广泛。,葡萄糖的生产因糖化方法不同在工艺和产品方面存在差别。酶法糖化所得淀粉糖化液纯度高，适于生产含水-葡萄糖、无水-葡萄糖、无水-结晶葡萄糖、全糖。酸法糖化所得淀粉糖化液的纯度较低，只适于生产含水-葡萄糖，需要重新溶解含水-葡萄糖，用所得糖化液精制后生产无水-葡萄糖或-葡萄糖。用酸法糖化制得的全糖，质量差，甜味不纯，不适于食品工业用。酸法糖化产生复合糖类多，结

46、晶后复合糖类存在于母液中，一般是用酸水解一次将复合糖类转变成葡萄糖，再结晶。酶法糖化基本避免了复合反应，不需要再糖化。酶法糖化液结晶以后所剩母液的纯度仍高，甜味纯正，适于食品工业应用，酸法母液的纯度差，甜味不正，只能当做废糖蜜处理。,生产工艺 酸法生产含水-葡萄糖的工艺流程如图所示 酸 淀粉乳糖化中和精制蒸发 浓缩糖浆冷却结晶分蜜洗糖 干燥过筛含水-葡萄糖,酸法葡萄糖生产工艺流程如图所示：液化酶 糖化酶 淀粉乳液 化 糖 化精制浓缩浓浆糖 蒸发结晶分蜜干燥无水-葡萄糖 蒸发结晶分蜜干燥无水-葡萄糖 冷却结晶分蜜干燥含水-葡萄糖 凝固粉碎干燥全糖 结晶喷雾干燥全糖,操作要点(1)调浆 淀粉乳含量

47、为3035，调节pH值6.26.5，以10ug添加量加入高温-淀粉酶。(2)液化 采用喷射液化法。一级喷射液化，105，进人层流罐保温3060min；二级喷射液化，125135，汽液分离，如碘色反应未达棕色，可补加少量中温-淀粉酶，进行二次液化。(3)糖化 液化液冷却至60,调pH值4.5，加50100ug糖化酶进行糖化，保温,定时搅拌，时间一般为2448h,当DE值97时，可结束糖化。欲得到DE值更高的产品,可在糖化时加普鲁蓝酶。,(4)过滤 升温灭酶，同时使糖化液中蛋白质凝结。过滤，最好加少量硅藻土作为助滤剂。(5)脱色 加1活性炭脱色，80搅拌保温30min，过滤。(6)离子交换 采用阳

48、-阴离子交换树脂对糖液进行离子交换，如最终产品要求不高，可省去此道工序。,(7)浓缩 采用真空浓缩锅浓缩至固形物7580(如用于喷雾干燥，浓缩至4565即可)。(8)凝固 将糖液冷却到4050，放人混合桶，加入相当于糖浆总量1左右的葡萄糖粉作为结晶的晶种，搅拌冷却至30，放人马口铁制成的长方形浅盘叭静置结块，即得工业生产用全糖块。也可将糖块粉碎，过2040目筛,再干燥至水分小于9，即为粉状成品。,性质与应用 酶法生产的葡萄糖(全糖)纯度高、甜味纯正，在食品工业中可作为甜味剂代替蔗糖，还可作为生产食品添加剂焦糖色素、山梨醇等产品的主要原料；在发酵工业上，可作为微生物培养基的最主要原料(碳源)，广

49、泛用于酿酒、味精、氨基酸酶制剂及抗生素等行业；全糖还可作为皮革工业、化纤工业、化学工业等行业的重要原料或添加剂。,麦芽糖浆 麦芽糖浆是以淀粉为原料，经酶法或酸酶结合的方法水解而制成的一种以麦芽糖为主的糖浆。按制法与麦芽糖含量不同可分为 饴糖 高麦芽糖浆 超高麦芽糖浆表7-2 各类麦芽糖浆的主要糖组成成分 类别 DE值 葡萄糖 麦芽糖 麦芽三糖 其它饴糖 3550 10以下 4060 1020 3040高麦芽糖浆 3550 0.53 4570 1025超高麦芽糖浆 4560 1.52 7085 821,饴糖是最早的淀粉糖产品，传统生产工艺是以大米或其他粮食为原料，煮熟后加麦芽作为糖化剂，淋出糖液

50、经煎熬浓缩即为成品。该糖浆含有4060的麦芽糖，糊精、麦芽三糖和葡萄糖，具有麦芽的特殊香味和风味，又称为麦芽饴糖。后被酶法糖化工艺所取代。所谓酶法糖化是先将淀粉质原料磨浆，加热糊化，用-淀粉酶液化，然后用植物(麦芽、大豆、甘薯等)-淀粉酶糖化作成糖浆，再经脱色和离子交换精制成酶法饴糖，称为高麦芽糖浆。高麦芽糖浆制造时，若在糖化时将淀粉分子中的支链淀粉分支点的-1,6键先用脱支酶水解，使之成为直链糊精，再经-淀粉酶作用，可生成更多的麦芽糖，其中糊精的比例很低，麦芽糖的含量在70以上，这种糖浆被称为超高麦芽糖浆活液体麦芽糖浆。,饴糖 以淀粉质原料大米、玉米、高梁、薯类经糖化剂作用生产的，营养价值较