淀粉加工.docx

1、淀粉加工第三章 淀粉糖制品的生产 v 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。v 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。v 淀粉糖在口感、功能性上比蔗糖更能适应不同消费者的需要，并可改善食品的品质和加工性能 第一节 淀粉糖的种类及特性v 一、淀粉糖的种类 按组成成分来分大致可分为：v 1、液体葡萄糖：是控制淀粉适度水解得到的以葡萄糖、麦芽糖以及麦芽低聚糖组成的混合糖浆。v 2、葡萄糖：是淀粉经酸或酶完全水解的产物。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

2、萄糖和全糖两类。v 3、果葡糖浆：如果把精制的葡萄糖液流经固定化葡萄糖异构酶柱，使其中葡萄糖一部分发生异构化反应，转变成其异构体果糖，得到糖分组成主要为果糖和葡萄糖的糖浆，再经活性炭和离子交换树脂精制，浓缩得到无色透明的果葡糖浆产品。 v 4、麦芽糖浆：是以淀粉为原料，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，麦芽糖浆中葡萄糖含量较低(10)，而麦芽糖含量较高(4090)。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v 1、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。 v 2 溶解度：

3、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。 v 3 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。v 4 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。v 5 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。v 6 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

4、化度的增高而降低。 v 7 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。v 8 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

5、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v 1、酸的种类和浓

6、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。 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。 v 2、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2224波美度，结晶葡萄糖则为1214波美度。v 3、温度、压力、时间v 温度、压力、时间的增加均能增进水解作

7、用。v 生产上对淀粉糖浆一般控制在283303kPa，温度142145，时间89 min；v 结晶葡萄糖则采用252353kPa，温度138147，时间1635 min。v 4、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v 1、间歇式的加压罐糖化法：在一密闭的糖化罐内进行v 步骤

8、：开启糖化罐进汽阀门，排除罐内冷空气保持罐压0.030.05 MPa 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v 1）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v 2）间接加热式 工艺流程：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

9、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。v 1、-淀粉酶v 1）作用点：-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-1，4糖苷键。v -淀粉酶作用于直链淀粉和支链淀粉的方式 v 2）酶源：来源于芽孢杆菌的-淀粉酶水解淀粉分子中的-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8590。v 3）酶的性质： -淀粉酶较耐热； 不耐酸，最适pH值为5.56.5； 均含有钙离子，钙与酶分子结合紧密，钙能保持酶分子最

10、适空间构象，使酶具有最高活力和最大稳定性。 2、-淀粉酶v 1）作用点：-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，同时发生尔登转化作用，最终产物全是-麦芽糖。所以也称麦芽糖酶。v 2）酶源：一淀粉酶以大麦芽及麸皮中含量最丰富。v 3）性质：最适pH5.0-5.4，最适温度60。 3、糖化酶(葡萄糖淀粉酶)v 1）作用点： 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。但专一性差。v 2）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

11、。 黑曲霉为5560，pH值3.55.O； 根霉5055，pH值4.55.5； 拟内孢霉为50，pH值4.85.0。 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-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-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

12、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。v 1、液化机理：液化使用-淀粉酶，它能水解淀粉和其水解产物分子中的-1，4糖苷键，使分子断裂，黏度降低。v 2、液化程度：淀粉在酶液化或酸液化工序中水解到葡萄糖值1520范围合适。v 3、液化方法 v 1）升温液化法 v 2）高温液化法v 3）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-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。 v 1、糖化机理：

13、利用葡萄糖淀粉酶从淀粉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。v 2 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23 d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

14、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2530 min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2080之间，为无色、透明、黏稠的液体，储存性质稳定，无结晶析出。v 1、低转化糖浆：DE值在30以下的葡萄