第四章 酶法淀粉糖（雙酶法液化糖化）生產(chǎn)技術(shù)

第四章 酶法淀粉糖（雙酶法液化糖化） 生產(chǎn)技術(shù) 第一節(jié) 淀粉糖品生產(chǎn)用酶制劑 一、 二、淀粉葡萄糖苷酶 三、 四、脫支酶 五、葡萄糖異構(gòu)酶 第二節(jié) 液化技術(shù) 一、淀粉液化技術(shù) 二、低壓蒸汽噴射液化工藝流程及工藝條件 三、液化關(guān)鍵設(shè)備：低壓蒸汽噴射液化器 第三節(jié) 糖化技術(shù) 一、糖化理論 二、糖化工藝流程及工藝條件控制 三、雙酶法制糖過濾問題的考慮 第四節(jié) 其他淀粉糖品的生產(chǎn) 一、果葡糖漿生產(chǎn) 二、麥芽糖漿生產(chǎn) 三、麥芽糊精生產(chǎn) 四、低聚果糖生產(chǎn) 淀粉糖生產(chǎn)技術(shù)概述 淀粉糖是利用淀粉水解制取的各種糖品。淀粉水解常常有 酸法，酸酶法和雙酶法 。 其中酸法水解淀粉工藝因為設(shè)備要求高，環(huán)保難度大及對產(chǎn)品質(zhì)量和下游產(chǎn)業(yè)不利等已經(jīng)逐漸被淘汰，而酶法則因為提高了轉(zhuǎn)化率，復(fù)合、分解反應(yīng)少，條件溫和等逐漸成為目前比較理想的制糖方法。 雙 酶法是用專一性很強的 淀粉酶和糖化酶 作為催化劑將淀粉水解成為葡萄糖的方法。 淀粉糖的制備原理 淀粉水解葡萄糖復(fù)合復(fù)合二糖復(fù)合低聚糖5 - 羥 甲 基 糠 醛有機酸、有色物質(zhì)等分解淀粉糖的生產(chǎn)路線（酶法和酸法） 淀粉 液化 糖化 糖化酶 過濾 、精制 濃縮 葡萄糖漿 酸液 淀粉 高溫酸解 冷卻 、中和 過濾 、精制 濃縮 葡萄糖漿 第一節(jié) 淀粉糖品生產(chǎn)用酶制劑 一、 作用于淀粉時是從淀粉分子內(nèi)部任意切開 4鍵，使淀粉分子迅速降解，失去粘性和碘的呈色反應(yīng)，同時使水解物的還原性增加，這種現(xiàn)象也稱為液化作用，因此 4鍵，但是不能切開分支點的6鍵，也不能切開分支點附近的 4鍵，他可以越過 6鍵而切開內(nèi)部的 4鍵。 2. 直鏈淀粉 液化 麥芽糖 、 麥芽三糖 、低聚糖 麥芽糖 、 葡萄糖 、糊精 支鏈淀粉 液化 3. 影響 度：不同來源的 據(jù)對溫度的適應(yīng)性，可以分為：耐高溫（ 100 以上） 、耐熱性（中溫酶 70 90 ） 、非耐熱性（低溫酶 50 55 ） 3.2 定范圍 5 8，最適范圍 5 6 離子：鈣離子具有保持 最適構(gòu)象的作用，是維持酶最大活性與穩(wěn)定性所必需。尤其是低溫酶和中溫酶，在使用過程中需要添加適量的鈣離子。 二、淀粉葡萄糖苷酶（糖化酶） 葡萄糖苷酶是一種外切型淀粉酶，能從淀粉分子非還原端依次水解 4鍵，切下葡萄糖單位。它也水解麥芽糖和支鏈淀粉分支點的 6鍵，只是水解速度慢，僅為水解 4鍵的 1/10。 2. 葡萄糖苷酶的水解反應(yīng) 葡萄糖苷酶 糊精 、 直鏈淀粉 糖化 葡萄糖 3. 影響葡萄糖苷酶作用的因素 度： 50 65 3.2 萄糖轉(zhuǎn)移酶的干擾 三、 4葡聚糖麥芽糖水解酶） 淀粉酶是一種外切型淀粉酶，他作用于淀粉時從非還原端依次切開 4鍵，生成麥芽糖。 6鍵，也不能跨過分支點的 6鍵而切開內(nèi)部的 4鍵，也不能水解分支點附近的 2 3個 鍵。在生成 50 65麥芽糖就不再進一步水解而殘留下糊精。 只能使淀粉的 70 90水解成麥芽糖。 2. 淀粉 糖化 麥芽糖 、 糊精 度：最適 50 65 ，然而在 70 下 30 60 3.2 定范圍 適范圍 的來源：大豆、大麥、小麥、甘薯、細菌 四、脫支酶 脫支酶是水解支鏈淀粉或糖原等大分子化合物中的 鍵的酶。它切開分支點的 6鍵而使整個側(cè)支切下成為短直鏈糊精，以利于 根據(jù)對底物專一性的不同，直接脫支酶可以分為支鏈淀粉酶（普魯蘭酶）和異淀粉酶。 脫支酶和支鏈淀粉酶的聯(lián)合使用可以得到 95以上的麥芽糖。 脫支酶 支鏈淀粉 、 糊精 脫支 麥芽糖 度：最適溫度 50 55 3.2 的來源：產(chǎn)氣氣桿菌、芽孢桿菌、假單胞菌 液化酶、 糖化酶、脫支酶的作用方式 糖化酶 普魯蘭酶 真菌淀粉酶或 淀粉酶 五、固定化葡萄糖異構(gòu)酶 葡萄糖異構(gòu)酶（ 稱為木糖異構(gòu)酶，能將 萄糖異構(gòu)酶的生產(chǎn)菌種主要有放線菌、芽孢菌、節(jié)桿菌等。 葡萄糖異構(gòu)酶可以將葡萄糖分子還原端的醛基團轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶊F，從而使葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楣恰?2. 葡萄糖轉(zhuǎn)移酶的轉(zhuǎn)移反應(yīng) 葡萄糖異構(gòu)酶 葡萄糖 異構(gòu)化 果糖 構(gòu)酶的應(yīng)用：現(xiàn)在普遍采用固定化酶床反應(yīng)器法。 適 產(chǎn) 度：隨溫度升高，反應(yīng)有利于生成果糖，異構(gòu)化反應(yīng)溫度以 60 70。現(xiàn)在已有耐高溫異構(gòu)酶的產(chǎn)品，最適溫度接近 100度，可在高溫條件下提高果糖的產(chǎn)量。 第二節(jié) 液化技術(shù) 一、雙酶法制備淀粉糖 酶解法制備葡萄糖可分為兩步：第一步是 液化過程 ，利用 化為糊精及低聚糖。第二步是 糖化過程 ，利用糖化酶將糊精或低聚糖進一步水解為葡萄糖。淀粉的液化和糖化都在酶的作用下進行的，故酶解法又稱為 雙酶法 。雙酶法的優(yōu)點是淀粉轉(zhuǎn)化率高、條件溫和、產(chǎn)物葡萄糖的復(fù)合分解少。 (雙酶是指用于淀粉液化和糖化作用的兩個系列的酶。） 淀粉乳 液化 糖化 糖化酶 沉淀 壓濾 脫色 離子交換 濃縮 葡萄糖漿 葡萄糖對淀粉的理論轉(zhuǎn)化率 （ n + n n（ 淀粉產(chǎn)生葡萄糖的理論轉(zhuǎn)化率為： %11 1%10 葡萄糖含量 糊精檢測： 用無水乙醇檢查（常用 %1 0 0% 干物質(zhì)葡萄糖值 0 0% 干物質(zhì)還原糖值 糖液滴加到無水酒精中來觀察糖液中的糊精的多少，糊精與無水酒精作用變?yōu)榘咨鞚?，通過測定透光度來檢查糊精的量。 一般檢測方法為：正確吸取 581分光光度計在 420然，因為糖化產(chǎn)生的低聚糖、異麥芽糖等不發(fā)酵性糖在 以， 二、 液化基本理論 液化是利用液化酶使糊化淀粉水解成糊精和低聚糖等，使粘度大為降低，流動性增高。 （ n （ x 從淀粉分子的內(nèi)部任意切開 4糖苷鍵，不能水解 6糖苷鍵，液化產(chǎn)物除了麥芽糖和葡萄糖外，還含有一系列帶有 6糖苷鍵的寡糖。 粉在糊化之前， 以淀粉一定要經(jīng)過糊化階段，酶才能開始發(fā)生作用。 糖化使用的糖化酶屬于外酶，水解作用從底物分子的非還原末端進行，為了增加糖化酶作用的機會，加快糖化反應(yīng)速度，必須先將大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖。 三、淀粉的糊化與老化 1. 糊化的定義 糊化：淀粉顆粒開始膨脹，偏光十字消失，體積增大數(shù)倍，晶體結(jié)構(gòu)消失，淀粉乳變成糊狀液體的過程。 淀粉糊 糊化溫度 酶水解顆粒淀粉和水解糊化淀粉的速度比約為 1：20000。所以淀粉酶作用于淀粉前要先加熱淀粉乳，從而使淀粉顆粒吸水膨脹、糊化、破壞其晶體結(jié)構(gòu)。所以淀粉乳糊化是酶法工藝第一個必要步驟。 老化是淀粉分子間氫鍵已經(jīng)斷裂的糊化淀粉又重新排列形成新氫鍵的過程，也就是復(fù)結(jié)晶過程。 在制糖過程中，淀粉酶很難進入到老化淀粉的結(jié)晶區(qū)域，淀粉液化困難，糖化更加沒法進行，所以必須嚴格控制淀粉糊的老化。 直鏈較支鏈淀粉容易老化。淀粉老化程度可以用冷卻時結(jié)成的凝膠程度來表示。 化程度：液化程度并非越高越好，因為后續(xù)的糖化過程中 葡萄糖淀粉酶是先與底物分子生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，而后發(fā)生水解催化作用，這需要底物分子的大小具有一定的范圍，才會有利于絡(luò)合結(jié)構(gòu)的生成。液化過程中水解程度高會導(dǎo)致最終葡萄糖值低；過高則會導(dǎo)致液化淀粉的凝沉性強，易于重新結(jié)合，過濾會非常困難。 一般而言，淀粉液化時5 18 . 堿度： 堿性條件更不易老化，要綜合考慮料液透光和酶的最適 度和加熱方式： 一般采取高速升降溫，目前運用較多的是耐高溫淀粉酶，液化溫度可以達到110 。 粉糊的濃度： 濃度越高，越易老化，一般控制在 10 15 酸法 間歇液化法 催化劑 酸酶法 半連續(xù)液化法 高壓蒸汽 酶 法 噴射液化法 低壓蒸汽 水 解 動 一次加酶 力 二次加酶 三次加酶 中溫酶法 機械液化法 高溫酶法 高中溫酶法 淀粉質(zhì)原料直接液化法 精制淀粉液化法 國內(nèi)目前運用較多的工藝是低壓 (中壓 (汽噴射較多。 國內(nèi)普遍采用的工藝是一次或兩次加酶一次中壓噴射液化法。 2. 難液化淀粉原料的液化方法 : 一段淀粉液化廣泛應(yīng)用于各類淀粉如玉米淀粉 ,木薯淀粉等 雜質(zhì)含量較多的難液化的淀粉原料如小麥 ,小麥淀粉等液化效果并不理想 ,而往往需要采用二段液化法甚至更多段 ,通過多次高溫處理和多次加酶液化的方法 ,以促使這些難液化淀粉進一步膨脹斷裂 ,蛋白質(zhì)進一步凝聚結(jié)團 ,以提高液化效果 . 五 液化工藝過程及其控制 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般以 0 15時結(jié)束液化過程比較合適，液化終點可用碘顯色來判斷。達到終點后，需對液化液進行滅酶 ，升溫至 120 保持 10酶后，冷卻至糖化酶的作用溫度，待糖化。 若液化程度太低，液化產(chǎn)物分子數(shù)少，糖化酶與底物接觸的機會也少，影響糖化的速度；且液化程度低，液化液容易老化，糖化酶很難進入老化產(chǎn)物的結(jié)晶區(qū)作用，影響糖化的程度，最終糖化液粘度大，過濾困難。 如果液化程度過高，液化液分子較小，不利于絡(luò)合結(jié)構(gòu)生成，從而影響糖化酶的催化效率，導(dǎo)致糖化液的最終 液化程度與糖化程度關(guān)系85878991939597995 10 15 20 25 30 35 40 在液化工藝中，可通過調(diào)節(jié)淀粉酶的用量、噴射溫度、維持溫度、液化時間等條件來控制液化程度。液化作用可在管道或罐內(nèi)進行，其作用時間取決于料液的流量以及維持設(shè)備的容積，一般控制在60化液要均勻 化液的 2 18%,不要超過 20% 液反應(yīng) :淀粉吸附碘分子的呈色反應(yīng)使判斷液化程度最常用的直觀方法 ,作為淀粉液化完全的標準 ,一般應(yīng)該達到淺紅色和棕色 . 白質(zhì)凝聚 :蛋白質(zhì)凝聚并結(jié)團的好壞 ,決定了蛋白質(zhì)從溶液中分離去處的效果 . 濾速度要接近正常值。用濾紙漏斗過濾，計算單位時間的過濾量。 觀 :液化液的外觀必須透明 ,無白色渾濁 度 :液化液的粘度直接反映在過濾速度快 ,液化液 流動性能好等方面 5. 液化液的用途 產(chǎn)葡萄糖及果葡糖漿 :要求葡萄糖含量高，色澤淺，透明度高，過濾性能較好 轉(zhuǎn)化糖漿 :過濾性能較差 為發(fā)酵碳源的葡萄糖液 :要求過濾速度快 ,蛋白質(zhì)過濾徹底 六、噴射式連續(xù)液化 噴射式液化是指料液與蒸汽的混合是通過噴射器在微湍流的狀態(tài)下完成的 ,所以比起其他形式的混合效果就更加完全 ,更均勻。 噴射式液化與耐高溫淀粉酶的結(jié)合使用 ,使淀粉的液化技術(shù)達到了一個全新的水平。 1. 一 (二 )次加酶噴射的液化工藝流程 淀 粉 + 水 + 酶12347蒸汽二次蒸汽56一 (二 )次加酶噴射的液化設(shè)備說明 一次加酶 ) 3. 液化噴射器 (關(guān)鍵設(shè)備 ) 二次加酶 ) 2. 一次加酶噴射 液化工藝條件 淀粉乳濃度 ： 30 32%（ w/v） 高溫 淀粉酶用量 ：控制在 5 8u/如果是二次加酶則可以分別在 1和 5處各添加 50%的淀粉酶 . 噴射溫度 :105 110; 高溫維持 :5 8分鐘 閃冷 至 95 維持 時間： 60 120 一次和二次加酶噴射液化工藝比較 二次加酶可以節(jié)約淀粉酶添加量約 15%. 一次加酶工藝更加穩(wěn)定 ,二次加酶存在質(zhì)量欠穩(wěn)定現(xiàn)象 . 七、低壓蒸汽噴射液化工藝 是最適合我國國情的液化工藝 （一）工藝流程 : 調(diào)漿 一次噴射液化 液化保溫 二次噴射 高溫維持 二次液化 閃蒸冷卻 糖化 （二）工藝控制 : 在調(diào)漿罐內(nèi)把粉漿用工藝冷卻水調(diào)到 1519用純堿或燒堿調(diào)節(jié) 氯化鈣 ,再加入耐高溫 粉漿溫度一般控制在 50 58 之間。 用濃漿泵將調(diào)好的粉漿送入噴射液化器 ,使蒸汽和粉漿直接相遇 ,溫度控制 95 100. 噴射后的粉漿進入層流罐保溫 60度保持穩(wěn)定 . 一次保溫結(jié)束的料液用泵送入噴射器進行二次噴射 ,溫度控制在 135145. 此步驟作用是使淀粉進一步分散 ,蛋白質(zhì)進一步凝固 ,并可以把耐高溫淀粉酶徹底殺死 . 經(jīng)過二次噴射的粉漿進入管道進行高溫維持階段 ,時間約 3溶性淀粉顆?！痹诟邷叵路稚?,并使蛋白質(zhì)進一步凝固 ,淀粉進一步分散 . 經(jīng)過二次噴射 ,高溫維持后的料液進入真空閃蒸快速冷卻至 95 100 進入二次液化罐 ,同時加入耐高溫 通過閃蒸步驟可以實現(xiàn) ;淀粉濃度增高 ;并可以通過壓力的突然改變促使淀粉進一步分散 ,提高了出糖率。 噴射后料液 蒸汽 閃蒸后料液 閃蒸罐 在維持罐維持約 30碘試合格后進入糖化罐進行糖化。 液化工藝中一個關(guān)鍵的設(shè)備即是噴射液化器 :噴射液化器可以分為兩種 :一種是噴射蒸汽 ,以帶動料液 ,稱為 汽帶料式 ；一種是噴射料液 ,以帶動蒸汽 ,稱為 料帶汽式。 無論使汽帶料還是料帶汽 ,噴射過程中蒸汽或者料液進入噴射器都是強制性的 ,具體來說 ,蒸汽的進入一般使靠蒸汽本身的壓力 ,料液的進入則是靠泵輸送的 ,所以 ,協(xié)調(diào)好蒸汽和料液的進入 ,達到穩(wěn)定和均衡是噴射液化成功的關(guān)鍵 . 八、液化關(guān)鍵設(shè)備 噴射液化器 噴射器工作原理 將淀粉乳中的淀粉 ,水 ,酶在瞬間接觸 ,均勻混合 兩者交替進行 ,互相促進 使三者在高溫下進一步混合 ,進一步液化 . 噴射器發(fā)展方向 :三者接觸面大 ,反應(yīng)快速 ,液化徹底 ,體積小 ,自動化程度高和價格便宜 國內(nèi)生產(chǎn)噴射器最早的是華南理工大學(xué) ,以后 上海兆光生物工程公司（ ,無錫市錫南生物工程裝備廠都有生產(chǎn) ,這些噴射器大多是以料帶汽 熱器(以特有的協(xié)調(diào)管 ,對流入漿料提供控制機制 , 在水熱器內(nèi)，蒸氣以高度湍流方式直接與料液混合，熱在瞬間由蒸氣傳導(dǎo)給料液，如此快的熱交換導(dǎo)致蒸氣凝結(jié)并迅速分散到料液中，排除了一般簡單加熱器在加熱過程中常帶來的 氣錘及震動 等現(xiàn)象，其溫控精度高 ,工作穩(wěn)定 . 噴射器的示意圖 其中 A 是表示蒸汽入口 ,水熱器示意圖 第二節(jié) 糖化技術(shù) 一、糖化理論 （一）、收率和淀粉轉(zhuǎn)化率 糖化是將淀粉或糊精通過糖化酶在一定條件下轉(zhuǎn)化為各種糖的過程。雙酶法制葡萄糖的過程中，則是利用葡萄糖淀粉酶將糊精和低聚糖等小分子產(chǎn)物分解為葡萄糖。 2. 糖化理論收率： 3. 糖化實際收率： 由于復(fù)合分解反應(yīng)的發(fā)生以及生產(chǎn)管理過程中的損失，葡萄糖的實際收率僅有 105 108。 收率 （）原料淀粉中純淀粉含量投入淀粉量（ 糖液葡萄糖含量（）糖液量（ 1 0 0) 指淀粉轉(zhuǎn)化成葡萄糖的百分比。 轉(zhuǎn)化率 （二） 化液中還原糖占干物質(zhì)的百分率 化液中葡萄糖占干物質(zhì)的百分率 于 因為有少量還有還原性的低聚糖的存在。兩者一般相差 1 2隨著糖化程度的提高，兩者的差別減少。 （三）影響糖化 1、糖化時間對 糖化時間與D E 值圖0204060801001200 5 9 15 20 25 30 35 40 50糖化時間當(dāng)立即停止反應(yīng)，否則，葡萄糖值會降低，這是因為葡萄糖會發(fā)生復(fù)合分解反應(yīng)的緣故。 2、液化液 糖化零時 糖化液 在碘試本色的前提下，液化液 液化液D E 與糖化液D E 的關(guān)系868890929496985 10 15 20 25 30 35 40 45液化液糖化零時D E 值糖化液最終支酶的混合使用對糖化液的 淀粉酶能很快水解 1、 4糖苷鍵，卻不能很快水解 1、 6糖苷鍵，因此，單獨使用糖化酶，糖化最終 8。所以往往添加一定比例的脫支酶如普魯蘭酶或異淀粉酶，所得糖化液 9。 4、酶制劑用量與糖化液 為加快糖化速度，縮短糖化時間，可以采取加大酶制劑量。但要充分考慮到糖化工藝和原材料及液化液的控制等因素。同時，酶制劑的量不能過大，否則會因為復(fù)合反應(yīng)嚴重而導(dǎo)致葡萄糖值降低。 在實際生產(chǎn)中，要視企業(yè)設(shè)備情況， 盡可能利用糖化罐的容量，盡量延長糖化時間，減少酶量，延長糖化時間。這樣糖化液 本最低，糖液中酶蛋白最低。 糖化時間與糖化酶用量的關(guān)系圖 糖化時間和糖化酶用量關(guān)系圖901902903904906 8 10 16 24 32 48 72糖化時間糖化酶量u/g二、糖化工藝流程及工藝說明 工藝流程： 液化液 糖化 罐 糖化液滅酶 過濾機 離子交換樹脂 貯罐 降溫 加酸調(diào) 糖化酶 蒸氣、堿液 脫色罐 活性碳、助濾劑 計量 下工序 糖化工藝流程簡述： 液化結(jié)束后，迅速將料液用酸將 時迅速降溫至 60 ，然后加入糖化酶， 60 保溫數(shù)小時后，當(dāng)用無水酒精檢驗無糊精存在時，將料液 時加熱到 80 ，保溫 20后料液溫度降低至 6070 時開始過濾，濾液進入貯罐，在 60 以上保溫待用。 溫度： 58 62 ，為防止糖焦化，用熱水循環(huán)保溫 糖化酶用量： 10 150u/化酶越少，副反應(yīng)越少，且不可溶性蛋白質(zhì)越少。 糖化時間： 9 12h，可適當(dāng)延長，在糖化過程中需要 取樣檢測料液的 糖化過程中每隔 1 2小時要檢測 時作出調(diào)整。 糖化結(jié)束時（無水酒精檢測），加堿調(diào)節(jié) 并升溫至 80 85 ，保持 1520 過濾前將料液冷卻至 60 70 過濾時所有板框壓濾機同時使用 兩套濾布，保持連續(xù)進行 過濾壓力不宜超過 過濾困難時，可以通蒸氣，以疏通濾渣 過濾結(jié)束后要清洗糖化罐和壓濾機 經(jīng)過壓濾機后的清糖液要經(jīng)過離子交換樹脂進行進一步脫色和除雜。離子交換樹脂具有離子交換和吸附脫色作用，它能夠除去蛋白質(zhì)、氨基酸、羥甲基糠醛和有色物質(zhì)，它能夠去除絕大部分灰分和有機雜質(zhì)。 常見的方法是糖液流經(jīng)串連起來的離子交換樹脂。 陽離子 陰離子 陽離子 陰離子 5、貯糖計量 制得的清糖液要放入干凈的貯罐，保持溫度 60并 及時 供給下工序，以防染菌。 發(fā)酵清糖液質(zhì)量指標 清糖含量： 27 清糖透光： 85 96 效液相色譜分析）二糖以下 98 三 過濾物質(zhì) 經(jīng)過對濾餅的分析可以知道，雙酶法糖液影響過濾速度的主要因素有兩類： 蛋白質(zhì)、糊精類 （包括不溶性淀粉顆粒及老化淀粉等） 濾 液物 料空 框板固 定端 板可 動端 板影響過濾的因素及提高過濾速度的方法 1、 液化方法對過濾速度的影響 用噴射液化器加耐高溫淀粉酶和糖化酶工藝，蛋白質(zhì)絮凝效果最好，過濾速度快。 2、 酶制劑對過濾速度的影響 應(yīng)該選用酶活力高、酶種純度高、貯藏時間短的復(fù)合酶制劑。 3、 工藝對過濾速度的影響 要盡量選用雙酶法，如用大米要經(jīng)過浸泡、磨細以徹底去除大部分可溶性蛋白質(zhì) , 4、液化程度的控制： 之前已有講述 5、液化液老化的控制： 之前已有講述 6、過濾方式的影響： 一般采用添加助濾劑的方法 7、過濾 一般考慮蛋白質(zhì)的絮凝情況和糖液透光等，大米控制 米控制 考題 1、液化和糖化的定義？ 2、雙酶法和酸法液化淀粉的優(yōu)缺點是什么？ 3、液化方法的分類有哪些？ 4、請畫出二次加酶一次噴射液化工藝流程和工藝控制？ 5、如何控制液化淀粉的老化？ 6、如何控制液化程度？ 7、請畫出從淀粉生產(chǎn)葡萄糖的整個工藝流程？ 8、如何提高葡萄糖值？ 9、淀粉制葡萄糖的理論收率是多少？ 10、請分析影響糖液過濾速度的因素？ 11、影響 作業(yè)： 1、液化和糖化的定義？ 2、雙酶法和酸法液化淀粉的優(yōu)缺點是什么？ 3、液化方法的分類有哪些？ 4、請畫出從淀粉生產(chǎn)葡萄糖的整個工藝流程？ 5、淀粉制葡萄糖的理論收率是多少？ 6、影響 第四節(jié) 其他淀粉糖品的生產(chǎn) 一、 果葡糖漿生產(chǎn) 二、麥芽糖漿生產(chǎn) 三、麥芽糊精生產(chǎn) 四、低聚果糖生產(chǎn) 一 果葡糖漿是一種以果糖和葡萄糖為主要成分的混合糖漿。 按果糖含量及其發(fā)展分為三代： 第一代果葡糖漿含 42%的果糖，其它成分為葡萄糖 53%，低聚糖 5%，濃度為 70% 72%，甜度與蔗糖相同；第二代果葡糖漿含果糖 55%，葡萄糖 40%，低聚糖 5%，濃度為 76% 78%，甜度約為蔗糖的 三代果葡糖漿含果糖量在 90%以上，低聚糖 3%，濃度為 79% 80%，其甜度為蔗糖的 中果糖含量超過 50%的糖漿稱為高果糖漿（ 。 果葡糖漿無色無嗅，常溫下流動性好，使用方便，廣泛地應(yīng)用于食品工業(yè)。其甜味清涼，是生產(chǎn)碳酸飲料的主要甜味劑。 果葡糖漿中的果糖成分是由葡萄糖異構(gòu)酶催化葡萄糖異構(gòu)化生成。國內(nèi)外普遍采用固定化葡萄糖異構(gòu)酶進行連續(xù)化果葡糖漿的商業(yè)生產(chǎn)。 酶法生產(chǎn)果葡糖漿 糖化酶 淀粉乳 液化 糖化 沉淀 脫色 壓濾 離子交換 異構(gòu)化 濃縮 果葡糖漿 固定化葡萄糖異構(gòu)酶 淀粉液化是果葡糖漿及其它淀粉生產(chǎn)中一個重要的生產(chǎn)工序，酶法液化即利用 般液化 0。 設(shè)備：連續(xù)式淀粉噴射液化器 經(jīng)液化處理好的液化液，采用葡萄糖淀粉酶進一步水解成葡萄糖。該生產(chǎn)工序要求糖化 化操作的條件為：糖化酶量為 00U/g（干物質(zhì)），糖化溫度（ 60 1） ，最終糖化液 5 96即終止糖化，進入過濾、脫色、離子交換等精制工序，得到精制的葡萄糖液，利用葡萄糖異構(gòu)酶進行異構(gòu)化處理。 糖化得到的葡萄糖液經(jīng)過精制獲得濃度為 45%左右的精制葡萄糖液，精制葡萄糖液由葡萄糖異構(gòu)酶催化生成果葡糖漿，異構(gòu)化率一般為 42%45%。 異構(gòu)化生產(chǎn)果葡糖漿工藝有分批法、連續(xù)攪拌法、酶層過濾法和固定化酶床反應(yīng)器法?，F(xiàn)在普遍采用固定化酶床反應(yīng)器法。在連續(xù)反應(yīng)過程中，酶活力逐漸降低，需要相應(yīng)降低進料速度以保持一定的轉(zhuǎn)化率。 異構(gòu)酶的應(yīng)用： 最適 生產(chǎn) 隨溫度升高，反應(yīng)有利于生成果糖，異構(gòu)化反應(yīng)溫度以 60 70?，F(xiàn)在已有耐高溫異構(gòu)酶的產(chǎn)品，最適溫度接近 100度，可在高溫條件下提高果糖的產(chǎn)量。 異構(gòu)化完成后，混合糖液經(jīng)脫色、精制、濃縮，至固形物含量達 71左右，其中含果糖 42，葡萄糖 52，其余 6為低聚糖。 若將異構(gòu)化后混合糖液中的葡萄糖與果糖分離，將分出的葡萄糖再進行異構(gòu)化，可生產(chǎn)高含量果糖的果葡糖漿。 二 超高麥芽糖漿的生產(chǎn) 麥芽糖純度高達 75% 85%以上的麥芽糖漿稱為超高麥芽糖漿。由于具有麥芽糖純度高和葡萄糖含量少的特點，超高麥芽糖漿成為生產(chǎn)結(jié)晶麥芽糖、麥芽糖醇和異麥芽糖的首選原料 。 麥芽糖是由兩分子葡萄糖通過 甜度僅為蔗糖的 30% 40%，入口不留后味，具有良好防腐性和熱穩(wěn)定性，吸濕性低、并且由于不參與胰島素調(diào)節(jié)的糖代謝，具有特殊生理功能，在食品和醫(yī)藥工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 細菌 淀粉 液化 糖化 脫色、脫鹽 濃縮 超高麥芽糖漿 全酶法生產(chǎn)超高麥芽糖漿典型工藝 超高麥芽糖漿生產(chǎn)的液化步驟和果葡糖漿生產(chǎn)相似。也是利用耐熱性的 5105 下高溫噴射液化， 10之間。若 化不完全，會影響后續(xù)工序的糖化速度及精制過濾。而 萄糖生成量增大，會減少麥芽糖的生成。 目前生產(chǎn)超高麥芽糖糖化的方法主要有糖化型淀粉酶糖化法和雙酶糖化法。 糖化型淀粉酶都是由鏈霉菌產(chǎn)生。將液化液調(diào)整至酶的最適 入糖化酶糖化 40h，精制濃縮后可得到 70%85%的麥芽糖漿。 雙酶糖化法是指利用 于這兩種酶具有協(xié)同作用，使淀粉分子在糖化過程降解得更徹底，因而麥芽糖生成率可達 90%以上。 三、麥芽糊精生產(chǎn) 麥芽糊精（水溶性糊精、酶法糊精）是一種介于淀粉和淀粉糖之間的，經(jīng)控制而為低程度水解的產(chǎn)品。其特點有： 流動性良好，無淀粉和異味 幾乎沒有甜度 溶解性良好，有適度的黏性 耐熱性強，不易變褐 吸濕性小，不易結(jié)團 有很好的載體作用，不會壓蓋其他物質(zhì)的風(fēng)味 有很好的乳化、增稠作用 成模性良好 有抑制結(jié)晶性糖的晶體析出的作用 易于消化吸收，適宜作為嬰幼兒和老年食品的基礎(chǔ)物 大米 浸泡 磨漿 加酶調(diào)漿 噴射液化 保溫水解 過濾 、精制 高溫滅酶 真空濃縮 噴霧干燥 麥芽糊精 麥芽糊精生產(chǎn)工藝 四 酶法生產(chǎn)低聚糖（低聚果糖） 低聚果糖是指在蔗糖分子的果糖殘基上結(jié)合 1 3個果糖的低聚糖，在水果蔬菜中含量較豐富。 食物 水分含量 /% （ %）濕重 蜂蜜 17 蒜 61 麥 11 糖 2 蕉 76 蔥 89 紅柿 93 麥 11 一些食物中的低聚果糖含量 低聚果糖三種組分均為非還原性糖，都極易形成 白色結(jié)晶； 低聚果糖的吸濕性強，它的含水產(chǎn)品難于在空氣中長時間保存； 低聚果糖水溶液的黏度比同濃度的蔗糖溶液略小，熱穩(wěn)定性也較蔗糖高； 低聚果糖在一般的食品 常穩(wěn)定，可在4 下保存 1年以上； 產(chǎn)品 質(zhì)量分數(shù) % 通型） （高純度型） 葡萄糖 (G)含量 33 2 蔗糖 (量 12 3 蔗果三糖 (量 25 35 蔗果四糖 (量 25 50 蔗果五糖 (量 5 10 低聚果糖總含量 55 95 低聚果糖產(chǎn)品的分類 3. 低聚果糖的生產(chǎn)工藝 細胞培養(yǎng) 酶的提取 酶的固定化 酶反應(yīng) 柱反應(yīng)器 分離純化 濃縮 滅菌 產(chǎn)品 間歇法 連續(xù)法 通級 型 )的生產(chǎn)工藝 純度 型 )的生產(chǎn)工藝 雙酶 精制 活性炭法 (脫色 ) 陽離子交換樹脂法 (脫鹽 ) 果糖轉(zhuǎn)移酶 果糖轉(zhuǎn)移酶 純度 型 )的生產(chǎn)工藝 黑曲霉 培養(yǎng) 蔗糖液培養(yǎng)基 固定化雙酶法 轉(zhuǎn)移反應(yīng) 蔗糖漿 高濃度 脫色 活性炭 脫鹽 離子交換 膜分離或 真空濃縮 分離提純 高純度 5%(干基 ) 果糖基轉(zhuǎn)移酶 葡萄糖氧化酶 果糖轉(zhuǎn)移酶的發(fā)酵培養(yǎng) 選定合適的產(chǎn)酶菌株后，由斜面種子逐級擴大培養(yǎng)，并進行發(fā)酵產(chǎn)酶。其發(fā)酵培養(yǎng)基：蔗糖 10%20%， 在 2830 條件下通氣攪拌培養(yǎng)34d即可生產(chǎn)出含有果糖轉(zhuǎn)移酶活性的菌體。由于轉(zhuǎn)移酶屬于胞內(nèi)酶，大部分酶在菌體內(nèi)，一般將菌體分離后，直接對菌體進行固定化。也可以將菌體細胞破碎后分離純化出果糖轉(zhuǎn)移酶后再進行固定化處理。 菌體或酶的固定化： 固定化方法一般采用海藻酸鈉包埋法進行菌體或酶的固定化。將海藻酸鈉配成 6%8%的