淀粉加工Word文档下载推荐.docx
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v按制法和麦芽糖含量不同可分别称为饴糖、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆等,其糖分组成主要是麦芽糖、糊精和低聚糖。
二、淀粉糖的性质
v1、甜度:
是糖类的重要性质,但影响甜度的因素很多,特别是浓度。
v2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%。
v3结晶性质:
糖的结晶性质主要与其应用有关。
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。
v4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。
例如,硬糖果、软糖果、面包、糕点。
v5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。
主要与糖的结构和浓度有关。
v6黏度:
葡萄糖和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。
v7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,蔗糖不具有还原性,在中性和弱碱性条件下化学稳定性高。
食品一般是偏酸性的,淀粉糖在酸性条件下稳定。
v8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。
第二节淀粉糖生产的基本技术
v一、淀粉的糖化
v淀粉糖化是所有淀粉生产的最基本最关键的工序,其主要性显而易见。
前面已提到,淀粉糖化有三种方法:
酸法、酶法和酸酶法,至于生产时选用哪种放法,一般以糖化所要求的DE值来确定。
如生产DE值为42~52的淀粉糖浆,多用酸法糖化,工艺简单,速度快,经济合理;
生产DE值>60的淀粉糖,则以酶法糖化为宜;
对一些酶液化较困难的淀粉(如玉米等谷物淀粉)则应先酸法液化(至ED值15-20)后酶法糖化到所需程度。
(一)淀粉糖的酸糖化工艺
v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。
v一、酸糖化机理
v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,而在此酸仅起催化作用。
在糖化过程中,水解、复合和分解3种化学反应同时发生,而水解反应是主要的。
二、影响酸糖化的因素
v1、酸的种类和浓度
v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。
Ø
a、盐酸——假设水解力为100,用碳酸钠中和,生成的氯化钠,增加糖液的灰分和咸味,增加葡萄糖的复合反应。
b、硫酸——水解力为50.35,经石灰中和,生成的硫酸钙,少量溶于糖液中,形成结垢,影响蒸发效率。
c、草酸——水解力为20.42,经石灰中和,生成的草酸钙不溶于水,而且可减少复合分解反应,但草酸价格贵。
v2、淀粉乳浓度
v通过调节淀粉乳的浓度可以有效的来控制复合和分解反应。
生产淀粉糖浆一般淀粉乳浓度控制在22~24波美度,结晶葡萄糖则为12~14波美度。
v3、温度、压力、时间
v温度、压力、时间的增加均能增进水解作用。
v生产上对淀粉糖浆一般控制在283~303kPa,温度142~145℃,时间8~9min;
v结晶葡萄糖则采用252~353kPa,温度138~147℃,时间16~35min。
v4、淀粉的纯度:
v工业淀粉,即使质量最好的淀粉都含有一定的杂质如蛋白质、磷酸盐、脂肪、纤维素、Ca2+、K+、Mg2+、Na等。
v这些杂质都含不同程度地降低酸的有效浓度(以蛋白质和磷酸盐影响最大)。
因此,供葡萄糖生产的淀粉,纯度一定要高。
三、酸糖化工艺
v工业上采用的淀粉酸糖化方法有两种:
间歇式的加压罐糖化法和连续式的管道糖化法:
直接加热式管道/间接加热式管道
v1、间歇式的加压罐糖化法:
在一密闭的糖化罐内进行
v步骤:
开启糖化罐进汽阀门,排除罐内冷空气→保持罐压0.03~0.05MPa→尽快连续进料→迅速升压至规定压力→立即快速放料
2、连续糖化
v1)直接加热式
工艺流程:
淀粉乳与酸液分别在贮槽内储存→调配罐
内混合→整浓度和酸度→用定量泵输送淀粉乳至维持罐→蒸
汽喷射加热器升温→在蛇管反应器进行糖化反应→控制温度
、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→进入贮槽进行中和
v2)间接加热式
淀粉浆在配料罐内连续自动调节pH值→用高
压泵打入管式的管束糖化反应器内→内外间接加热→反应一
定时间后→经闪急冷却后中和
优点:
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。
(二)淀粉的酶液化和酶糖化工艺
v一、淀粉酶
v淀粉的酶水解法是用专一性很强的淀粉酶将淀粉水解成相应的糖。
v1、α-淀粉酶
v1)作用点:
α-淀粉酶属内切型淀粉酶,它作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方式切断α-1,4糖苷键。
vα-淀粉酶作用于直链淀粉和支链淀粉的方式
v2)酶源:
来源于芽孢杆菌的α-淀粉酶水解淀粉分子中的α-1,4键时,最初速度很快,淀粉分子急速减小,淀粉浆黏度迅速下降,工业上称之为¡
°
液化¡
±
。
最适液化温度为85~90℃。
v3)酶的性质:
α-淀粉酶较耐热;
不耐酸,最适pH值为5.5~6.5;
均含有钙离子,钙与酶分子结合紧密,钙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、β-淀粉酶
β-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β-1,4键,顺次将它分解为两个葡萄糖基,同时发生尔登转化作用,最终产物全是β-麦芽糖。
所以也称麦芽糖酶。
β一淀粉酶以大麦芽及麸皮中含量最丰富。
v3)性质:
最适pH5.0-5.4,最适温度60℃。
3、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α-1,4葡萄糖苷键,顺次切下每个葡萄糖单位,生成葡萄糖。
但专一性差。
v2)酶原和性质:
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。
黑曲霉为55~60℃,pH值3.5~5.O;
根霉50~55℃,pH值4.5~5.5;
拟内孢霉为50℃,pH值4.8~5.0。
4、脱支酶
v脱支酶是水解支链淀粉、糖原等大分子化合物中α-1,6糖苷键的酶。
v脱支酶分为:
直接脱支酶:
可水解未经改性的支链淀粉或糖原中的α-1,6糖苷键
间接脱支酶:
仅可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,直接脱支酶可分为异淀粉酶和普鲁蓝酶两种。
二、淀粉酶糖化工艺
v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。
v酶液化和酶糖化的工艺称为双酶法或全酶法。
v液化也可用酸,酸液化和酶糖化的工艺称为酸酶法。
v1、液化机理:
液化使用α-淀粉酶,它能水解淀粉和其水解产物分子中的α-1,4糖苷键,使分子断裂,黏度降低。
v2、液化程度:
淀粉在酶液化或酸液化工序中水解到葡萄糖值15~20范围合适。
v3、液化方法
v1)升温液化法
v2)高温液化法
v3)喷射液化法
三、糖化
v糖化:
利用葡萄糖淀粉酶将液化工序中经α-淀粉酶水解生成糊精和低聚糖范围的较小分子产物,进一步将这些产物水解成葡萄糖。
v纯淀粉通过完全水解,会增重,每100份淀粉完全水解能生成111份葡萄糖,但现在工业生产技术还没有达到这种水平。
v1、糖化机理:
利用葡萄糖淀粉酶从淀粉的非还原性尾端开始水解α-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。
v2糖化操作:
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2~3d达到最高的葡萄糖值,即得糖化液。
二、精制和浓缩
v淀粉糖化液的糖分组成中存在各种杂质,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。
v糖化液精制的方法,一般采用碱中和、活性炭吸附、脱色和离子交换脱盐。
v一、中和
v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。
v二、过滤
v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,同时最好用硅藻土为助滤剂,来提高过滤速度,延长过滤周期,提高滤液澄清度。
v三、脱色
v工业上一般采用骨炭和活性炭脱色。
✓1、脱色工艺条件:
1)糖液的温度:
一般以80℃为宜;
2)pH值:
糖液pH值对活性炭吸附无直接关系;
3)脱色时间:
以25~30min为好;
4)活性炭用量:
一般采取分次脱色的办法;
✓2脱色设备:
脱色罐,罐内设有搅拌器和保温管,罐顶部有排汽筒。
v四、离子交换树脂处理
v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。
v五、浓缩
v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,以降低液体的沸点。
一般蒸发温度不宜超过68℃。
v蒸发操作有间歇式、连续式和循环式3种。
第三节淀粉糖的生产工艺
葡萄糖生产工艺
v一、葡萄糖浆分类
v淀粉经不完全水解得葡萄糖和麦芽糖的混合糖浆,称为葡萄糖浆,亦称淀粉糖浆,这类糖浆中还含有低聚糖、糊精。
v糖浆的组成因所用工艺和水解程度不同而有差异,并且具有不同的物理和化学性质。
v葡萄糖浆的指标:
糖浆浓度在80%一83%,DE值在20—80之间,为无色、透明、黏稠的液体,储存性质稳定,无结晶析出。
v1、低转化糖浆:
DE值在30以下的葡萄