粮油加工课件七章淀粉制糖.ppt

第七章 淀粉制糖,概述 淀粉制糖的一般理论 主要淀粉糖品的生产工艺 3.1 液体葡萄糖 3.2 结晶葡萄糖 3.3 麦芽糖浆（饴糖、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆） 3.4 果葡糖浆,1 概 述,淀粉糖是以淀粉为原料，通过酸或酶的催化水解反应而生产的糖品的总称。,DE（Dextrose Equivalent）值：国际糖化率的简称，表示淀粉水解的程度，工业上常用还原糖占总干固物的百分率表示。,1.1 淀粉糖行业的现状 1.2 淀粉糖的种类 淀粉糖按其成分组成可分为： 液体葡萄糖 结晶葡萄糖 麦芽糖浆(饴糖、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆) 果葡糖浆 1.3 淀粉糖的性质及应用,2.1 淀粉糖的酸糖化工艺 2.1.1 酸糖化机理 （C6H10O5）n + n H2O nC6H12O6,2 淀粉制糖的一般理论,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,以盐酸的水解力为 100，硫酸为 50.35,草酸为 20.42,亚硫酸为 4.82,醋酸为 6.8。 盐酸水解用碳酸钠中和，硫酸水解后，用石灰中和（硫酸钙微溶），草酸用石灰中和（草酸钙不溶）。,2.1.2 影响酸糖化的因素,2.1.2.1 酸的种类和浓度,酸水解时，生产上常控制 pH 1.52.5。同一种酸，浓度增大，能增进水解作用，但两者之间并不表现为等比例关系。,2.1.2 影响酸糖化的因素,2.1.2.1 酸的种类和浓度,2.1.2.2 淀粉乳浓度,生产淀粉糖浆淀粉乳浓度一般控制在2224Be，结晶葡萄糖则为1214 Be。 浓度过高，水解糖液中葡萄糖浓度越大，葡萄糖的复合分解反应就越强，生产龙胆二糖（苦味）和其他低聚糖也多，影响制品品质，降低葡萄糖产率。,2.1.2.3 温度、压力、时间,温度，压力，时间的增加均能促进水解作用，但过高引起不良后果。 淀粉糖浆一般控制在2.83.0atm，温度142145，时间89min；结晶葡萄糖则采用2.53.5atm,温度138147,时间1635min。,2.1.3 酸糖化工艺,工业上常用的糖化方法有两种，一种是间断糖化法，另一种是连续糖化法。,2.2 淀粉的酶糖化工艺,淀粉的酶水解是用专一性很强的 淀粉酶将淀粉水解成相应的糖。,2.2 淀粉的酶糖化工艺,在葡萄糖及淀粉糖浆生产时应用-淀粉酶和糖化酶的协同作用。 -淀粉酶将高分子的淀粉割断为短链糊精，糖化酶迅速将短链糊精水解成葡萄糖。 生产饴糖时则用-淀粉酶和-淀粉酶。,2.2.1 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断。,淀粉乳加热糊化黏度大，搅拌困难，糊化均匀度不好。,-淀粉酶催化糊化的淀粉水解，分解到糊精和低聚糖大小的小分子，黏度急速下降，流动性增高。,液化机理, 糊化, 液化,(1) 液化,2.2.1 液化,2.2.1.1 液化的目的 （1）降低粘度，增加流动性； （2）为下一步的糖化创造条件。,利用-淀粉酶，水解淀粉和其水解产物分子中的-1,4糖甙键，使分子断裂，粘度降低。-淀粉酶属于内酶，水解从分子内部进行，不能水解支链淀粉的-1,6葡萄糖苷键，但-淀粉酶能越过-1,6键继续水解-1,4键，不过-1,6键的存在，对于水解速度有降低的影响，所以-淀粉酶水解支链淀粉的速度较直链淀粉慢。,2.2.1.2 液化机理,2.2.1.3 液化程度,根据生产实践，淀粉在酶液化工序中水解到葡萄糖值15 20范围合适。,2.2.1.4 液化方法,液化方法有三种：升温液化法、高温液化法和喷射液化法。,2.2.2 糖化,糖化是利用葡萄糖淀粉酶进一步将液化液水解成葡萄糖。,2.2.2.1 糖化机理,葡萄糖淀粉酶从淀粉水解产物的非还原性尾端开始水解-1,4葡萄糖苷键，使葡萄糖单位逐个分离出来，从而产生葡萄糖。,2.2.2.2 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，即得糖化液。,不同来源的葡萄糖淀粉酶在糖化的适宜温度和pH存在差别。 例如 曲霉糖化酶为5560，pH3.55.0； 根霉糖化酶为5055，pH4.55.5； 拟内孢酶为50，pH4.85.0。,2.2.2.2 糖化条件,2.3 精制和浓缩,糖化液精制的方法，包括中和、过滤、活性炭脱色和离子交换脱盐等。,2.3.1 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。,2.3.2 过滤,过滤就是除去糖化液中的不溶性杂质，目前普遍使用板框过滤机。,2.2.3 脱色,除去糖液中的有色物质和一些杂质，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。,2.2.3 脱色,脱色工艺条件：糖液的温度为80；pH为4.85.2； 脱色时间为25 min 30 min。,2.3.3 离子交换树脂处理,糖液经活性炭处理后，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。,2.3.3 离子交换树脂处理,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。 离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两种，目前普遍应用的工艺为阳-阴-阳-阴四只滤床串联使用 。,浓缩，除去糖液中大部分水分，使之达到要求的浓度。 淀粉糖浆为热敏性物料，受热易着色，所以一般在真空状态下进行蒸发，温度不宜超过68。,2.3.4 浓缩,3.1.1 性质及应用 3.1.2 生产工艺 （1）生产工艺（酶法）,3 主要淀粉糖品的生产工艺,3.1 液体葡萄糖,淀粉 调浆 液化 糖化 脱色 离子交换 真空浓缩 液体葡萄糖,（2）操作要点,3.2 结晶葡萄糖（包括全糖）,3.2.1 工艺流程（酶法）,液化酶 糖化酶 淀粉乳 液化 糖化 精制 浓缩 浓糖浆 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 喷雾干燥 全糖,3.3 麦芽糖浆（饴糖、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆）,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(40%50%以上)的糖浆，按制法与麦芽糖含量不同可分为饴糖浆、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆等。,3.3.1 饴糖,饴糖生产有固体糖化法与液体酶法，前者用大麦芽为糖化剂，劳动强度大，生产效率低，后者先用-淀粉酶液化淀粉浆，再用麸皮或麦芽进行糖化，现已普遍使用。,液体酶法生产的工艺流程如下： 大米 清洗 浸渍 磨浆 调浆 液化 糖化 过滤 浓缩 成品,3.4 果葡糖浆（高果糖浆）,3.4.1 果葡糖浆的起源与型号,果葡糖浆（高果糖浆）是淀粉经-淀粉酶液化，葡萄糖淀粉酶糖化，得到的葡萄糖液，用葡萄糖异构酶进行转化，将一部分葡萄糖转变成含有一定数量果糖的糖浆，其浓度71%，糖分组成为果糖42%，葡萄糖52%，低聚糖6%。,3.4.2 果葡糖浆的性质与应用,3.4.3.1 液化 3.4.3.2 糖化 3.4.3.3 异构化（葡萄糖异构酶）,3.4.3 果葡糖浆生产的机理,-淀粉酶 葡萄糖淀粉酶 淀粉 调浆 液化 糖化 脱色 压滤 离子交换 初浓缩 异构化脱色离子交换 葡萄糖异构酶 浓缩 果葡糖浆(果糖42%，葡萄糖53%),3.4.4 生产工艺,3.4.4.1 生产工艺流程,果葡糖浆,淀粉 葡萄糖 混合糖浆 42%果糖 果糖 52%葡萄糖 葡萄糖 70%90%果糖 6%低聚糖,液化糖化酶,异构酶,脱色精制浓缩,分离,异构酶,果葡糖浆,高果糖浆（HFCS),3.4.4.2 异构化,(1) 固定化葡萄糖异构酶制备,葡萄糖异构酶为水溶性酶，在异构化反应过程中，游离于反应底物中不能回收。固定化后变成水不溶性酶可以连续使用。固定方法有包埋法、吸附法和共价交联法等等。,(2) 葡萄糖液配制,精制葡萄糖液配成浓度 4245%，然后添加 MgSO4 2.510-3 mol/L、NaHSO3 510-3 mol/L，用 NaOH调整 pH 7.58.