雙酶法液化技術(shù)

1、課題四：雙酶法液化、糖化技術(shù)（課題四：雙酶法液化、糖化技術(shù)（重點重點） 1、雙酶法制糖工藝2、淀粉液化技術(shù)液化定義、原理、糊化和老化3、淀粉液化方法4、淀粉液化的選擇5、液化程度的控制6、低壓蒸汽噴射液化工藝流程7、低壓蒸汽噴射液化工藝條件8、噴射液化器及其技術(shù)9、美國水熱器及其技術(shù)一一 、淀粉液化技術(shù)淀粉制備糖工藝簡述淀粉制備糖工藝簡述 淀粉水解常常有酸法，酸酶法和雙酶法酸法，酸酶法和雙酶法。 本章重點介紹雙酶法。本章重點介紹雙酶法。 雙雙酶法是用專一性很強(qiáng)的酶法是用專一性很強(qiáng)的淀粉酶和糖化酶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。作為催化劑將淀粉水解成為葡萄糖的方法。 思考？雙

2、酶法包括哪兩個步驟？雙酶法包括哪兩個步驟？每種方法的優(yōu)缺點？酶解法優(yōu)點淀粉水解糖的制備方法淀粉水解糖的制備方法淀淀 粉粉水水 解解葡葡 萄萄 糖糖復(fù)復(fù) 合合復(fù)復(fù) 合合 二二 糖糖復(fù)復(fù) 合合 低低 聚聚 糖糖5 5 - - 羥羥 甲甲 基基 糠糠 醛醛有有 機(jī)機(jī) 酸酸 、 有有 色色 物物 質(zhì)質(zhì) 等等分分 解解123葡萄糖對淀粉的理論轉(zhuǎn)化率（葡萄糖對淀粉的理論轉(zhuǎn)化率（P P9292） （C C6 6H H1010O O5 5）n n + n H + n H2 2O = nO = n（C C6 6H H1212O O6 6） 162.14 18.02 180.16162.14 18.02 180.

3、16淀粉產(chǎn)生葡萄糖的理論轉(zhuǎn)化率為淀粉產(chǎn)生葡萄糖的理論轉(zhuǎn)化率為：%111%10014.16216.180 檢測內(nèi)容檢測內(nèi)容 葡萄糖含量葡萄糖含量 DEDE值值 糊精檢測糊精檢測 用無水乙醇檢查用無水乙醇檢查（常用（常用ODOD表示）表示） 其它其它%100%干物質(zhì)葡萄糖值DX%100%干物質(zhì)還原糖值DE液化技術(shù)液化技術(shù)雙酶法制備糖雙酶法制備糖 酶解法制備葡萄糖可分為兩步：第一步是酶解法制備葡萄糖可分為兩步：第一步是液液化過程化過程，利用，利用- -淀粉酶將淀粉液化，轉(zhuǎn)化為淀粉酶將淀粉液化，轉(zhuǎn)化為糊精及低聚糖。第二步是糊精及低聚糖。第二步是糖化過程糖化過程，利用糖，利用糖化酶將糊精或低聚糖進(jìn)一步水

4、解為葡萄糖?；笇⒑虻途厶沁M(jìn)一步水解為葡萄糖。淀粉的液化和糖化都在酶的作用下進(jìn)行的，淀粉的液化和糖化都在酶的作用下進(jìn)行的，故酶解法又稱為故酶解法又稱為雙酶法雙酶法。 淀粉酶解法的兩個步驟淀粉酶解法的兩個步驟 酶 水解位置 水解次序 水解產(chǎn)物液化 淀粉酶 1，4糖苷鍵 無先后次序 葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖 異麥芽糖、低聚糖糖化 糖化酶 1，4和1，6 從非還原性 葡萄糖 糖苷鍵 末端開始液化的原理液化的原理 - -淀粉酶是內(nèi)切型淀粉酶，可從淀粉分子淀粉酶是內(nèi)切型淀粉酶，可從淀粉分子的內(nèi)部任意切開的內(nèi)部任意切開-1-1，4 4糖苷鍵，不能水解糖苷鍵，不能水解-1-1，6 6糖苷鍵，液化產(chǎn)物除了

5、麥芽糖和葡萄糖外，糖苷鍵，液化產(chǎn)物除了麥芽糖和葡萄糖外，還含有一系列帶有還含有一系列帶有-1-1，6 6糖苷鍵的寡糖。糖苷鍵的寡糖。淀粉在糊化之前，淀粉在糊化之前，- -淀粉酶是難以直接進(jìn)入淀粉酶是難以直接進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部與淀粉分子發(fā)生作用的。所以淀粉顆粒內(nèi)部與淀粉分子發(fā)生作用的。所以淀粉一定要經(jīng)過糊化階段，酶才能開始發(fā)生淀粉一定要經(jīng)過糊化階段，酶才能開始發(fā)生作用。作用。 液化的定義液化的定義 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。 （C C6 6H H1010O O5 5）n n （C C6 6H H1010O O5 5）x x 用反應(yīng)方程式表達(dá)用反應(yīng)方

6、程式表達(dá)液化理論液化理論p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(jìn)行，為了增加糖化酶作用的機(jī)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。p酶水解顆粒淀粉和水解糊化淀粉的速度比約酶水解顆粒淀粉和水解糊化淀粉的速度比約為為1 1：2000020000。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。淀粉的糊化與老化糊化糊化p糊化溫度：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，變成糊狀液體的溫度?；ハ嘟佑|變成糊狀液體，即使停止攪拌，淀粉也不會再沉淀的現(xiàn)象。糊化過程：不同淀

7、粉的糊化溫度是不同的。P72 預(yù)糊化糊化溶解 由于淀粉顆粒的結(jié)晶性結(jié)構(gòu)對酶作用的抵抗力非常強(qiáng),不能使淀粉酶直接作用于淀粉,而需要先加熱淀粉乳,使淀粉顆粒吸水膨脹、糊化，破壞其結(jié)晶性的結(jié)構(gòu)。 影響糊化因素影響糊化因素顆粒大?。盒☆w粒，結(jié)構(gòu)緊密，糊化溫度顆粒大?。盒☆w粒，結(jié)構(gòu)緊密，糊化溫度 。直鏈含量：含量多，分子結(jié)合力強(qiáng)，糊化溫度直鏈含量：含量多，分子結(jié)合力強(qiáng)，糊化溫度 。電解質(zhì)：電解質(zhì)可破壞分子間氫鍵，糊化溫度電解質(zhì)：電解質(zhì)可破壞分子間氫鍵，糊化溫度 。非質(zhì)子有機(jī)溶劑：如二甲基亞礬、脲等，促進(jìn)糊化，糊化溫度非質(zhì)子有機(jī)溶劑：如二甲基亞礬、脲等，促進(jìn)糊化，糊化溫度 。物理因素：強(qiáng)烈研磨、擠壓、蒸煮

8、、射線等，促進(jìn)糊化，糊化溫物理因素：強(qiáng)烈研磨、擠壓、蒸煮、射線等，促進(jìn)糊化，糊化溫 度度 。化學(xué)因素：酯化、醚化，糊化溫度化學(xué)因素：酯化、醚化，糊化溫度 。糖、鹽：破壞水化膜，降低水分活度，糊化溫度糖、鹽：破壞水化膜，降低水分活度，糊化溫度 。脂類：淀粉與硬脂酸合成的復(fù)合物，糊化溫度脂類：淀粉與硬脂酸合成的復(fù)合物，糊化溫度 。親水膠體：明膠、干酪素、親水膠體：明膠、干酪素、CMC、等與淀粉爭水，糊化溫度、等與淀粉爭水，糊化溫度 。酸解和交聯(lián)：增加分子間形成氫鍵的能力，糊化溫度酸解和交聯(lián)：增加分子間形成氫鍵的能力，糊化溫度 。生長環(huán)境：在高溫下，糊化溫度生長環(huán)境：在高溫下，糊化溫度 。淀粉糊的老

9、化淀粉糊的老化老化：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。也就是說：淀粉稀溶液或淀粉糊在低溫下靜置一定時間，混濁度增加，溶解度降低，甚至出現(xiàn)沉淀，如果冷卻速度快，溶膠會變成凝膠體。 在制糖過程中，淀粉酶很難進(jìn)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(jìn)行，所以必須嚴(yán)格控制淀粉糊的老化。老化的弊端是什么？老化的弊端是什么？老化是糊化的逆過程老化是糊化的逆過程溫度: 發(fā)生老化所需的溫度稱為老化溫度。（0-4）本質(zhì)：糊化的淀粉分子在溫度降低時，由于分子運(yùn)動減慢，此時直鏈淀粉分子和支鏈分子的分支都回頭趨向于平行排列，互相靠攏，彼此以氫鍵結(jié)合，重

10、新組成混合的微晶束。淀粉糊老化的控制：淀粉糊老化的控制： 1、分子組成的影響：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。 2、液化程度：因為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，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(qiáng)，易于重新結(jié)合，過濾會非常困難。一般而言，淀粉液化一般而言，淀粉液化零時零時DEDE值控制值控制12181218. . 思考？影響老化的因素？影響老化的因素？ 3、酸堿度：堿性條件更不易老化，但要考慮料液透光和酶的最適pH。 4、溫度和加熱方式：

11、一般采取高速升降溫，目前運(yùn)用較多的是耐高溫淀粉酶，液化溫度可以達(dá)到110。 5、淀粉糊的濃度：濃度越高，越易老化，一般控制在1015Be, 6、各種抗老化無機(jī)離子：CNS- PO43- CO32-I- NO3-Br- Cl- Ba2+ Sr2+ Ca2+ K+ Na+液化方法的選擇1、酸法糖化工藝流程、酸法糖化工藝流程淀粉淀粉鹽酸鹽酸蒸汽蒸汽水水調(diào)漿調(diào)漿糖化糖化冷卻冷卻中和脫色中和脫色壓濾壓濾濾渣濾渣糖液糖液活性炭活性炭Na2CO3 淀粉的酸水解工藝是根據(jù)淀粉在水解過程中的水解反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)規(guī)律性來決定的。在制定工藝條件時既要保證淀粉的徹底水解，達(dá)到較高葡萄糖量，又要盡可能減少葡萄糖復(fù)合、分解

12、反應(yīng)的發(fā)生程度，此外，還要符合目的產(chǎn)物的發(fā)酵條件，符合發(fā)酵工藝的實際情況。 酸液化法酸液化法2、工藝條件、工藝條件: p 淀粉乳濃度:1315Be, (約30%w/v) ;p pH:1.82.0;p 溫度:135;p 保壓:10min;p 液化DE值:1518%.3、水解條件的影響、水解條件的影響淀粉乳濃度的選擇 淀粉乳濃度（BX）2624222019181716DE值89.1789.2789.9291.191.392.7792.8193.01淀粉的質(zhì)量 酸的種類和用量 從表中可看出？4、該法優(yōu)缺點、該法優(yōu)缺點: 優(yōu)點: 適合任何精制淀粉,所得到的糖液過濾速度非常快.設(shè)備利用率高. 缺點: 因

13、為酸液化法的工藝條件很劇烈,容易發(fā)生葡萄糖的復(fù)合分解反應(yīng),并生成大量的色素及復(fù)合糖類及不溶性糊精,降低了淀粉的轉(zhuǎn)化率和糖液質(zhì)量 p間歇液化法間歇液化法:工藝條件: 淀粉乳濃度30%(w/v);pH6.5;加酶和鈣離子(0.01mol/l);溫度8590;維持時間3060min;液化DE值1015%;碘試反應(yīng)合格.該法優(yōu)缺點: 操作簡單;設(shè)備簡單;投資費(fèi)用少 料液和蒸汽混合不均勻,料液內(nèi)部受熱程度不一,液化不容易控制;所得糖液過濾效率差.酶液化法酶液化法升溫液化與噴射液化的糖化液性質(zhì)比較升溫液化與噴射液化的糖化液性質(zhì)比較糖化液性質(zhì)噴射液化升溫液化濾液DE%97.196.9濾液比旋光度56.757

14、.2濾餅不溶物含量%0.72.67過濾速度快慢間歇式間歇式連續(xù)式連續(xù)式設(shè)備投資對淀粉質(zhì)量要求操作糖化溫度糖化時間蒸汽量產(chǎn)品質(zhì)量糖化罐較貴可用不同質(zhì)量的淀粉簡單134-144度15-30 min較多糖化不均勻，易產(chǎn)生分解反應(yīng)蛇管加熱器及計量器較貴要求淀粉質(zhì)量較穩(wěn)定操作條件確定后，比較簡單144-151度10-15 min比間歇式少一半產(chǎn)品質(zhì)量均勻，分解產(chǎn)物少間隙液化與連續(xù)液化的比較間隙液化與連續(xù)液化的比較間隙液化設(shè)備工藝圖間隙液化設(shè)備工藝圖半連續(xù)液化法半連續(xù)液化法p工藝控制工藝控制: 基本同間隙液化法p該法優(yōu)缺點該法優(yōu)缺點: 設(shè)備簡單;效果較間隙法好.但料液在開口罐內(nèi)進(jìn)行,容易濺出傷人;蒸汽用量

15、大;液化溫度難得到保證;液化效果一般;糖液過濾困難p因為間隙式和半連續(xù)液化法均是在敞開和不密封的容器中進(jìn)行,溫度一般都在100以下,所以兩種方法都用的是中溫淀粉酶.該兩種方法一般適合于中小廠. 半連續(xù)液化法設(shè)備工藝圖半連續(xù)液化法設(shè)備工藝圖蒸汽淀粉乳連消器連續(xù)液化連消器連續(xù)液化: : 1.料液與蒸汽在連消器內(nèi)進(jìn)行混合后,料液已經(jīng)達(dá)到液化溫度,然后連續(xù)進(jìn)入保溫罐液化. 2.這種方法與罐內(nèi)液化相比,料液與蒸汽混合更為均勻,但這種混合并不徹底,蛋白質(zhì)的凝聚效果也不理想. 連續(xù)液化法連續(xù)液化法連消器設(shè)備工藝圖連消器設(shè)備工藝圖蒸汽蒸汽出料出料進(jìn)料進(jìn)料溫度計溫度計自控裝置保溫罐噴射式連續(xù)液化噴射式連續(xù)液化

16、噴射式液化是指料液與蒸汽的混合是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所以比起其他形式的混合效果就更加完全完全, ,更均勻更均勻. . 噴射式液化與耐高溫淀粉酶的結(jié)合噴射式液化與耐高溫淀粉酶的結(jié)合使用使用, ,使淀粉的液化技術(shù)達(dá)到了一個全使淀粉的液化技術(shù)達(dá)到了一個全新的水平新的水平. . 噴射噴射液化工藝液化工藝 一一(二二)次加酶噴射的液化工藝流程次加酶噴射的液化工藝流程 淀粉+水+酶12347蒸汽二次蒸汽56一一(二二)次加酶噴射的液化設(shè)備說明次加酶噴射的液化設(shè)備說明1.淀粉乳配料罐(一次加酶)

17、2.淀粉乳輸送泵3. 液化噴射器(關(guān)鍵設(shè)備)4.高溫維持管5.閃蒸罐(二次加酶)6.液化料輸送泵7.層流維持罐 一次加酶噴射一次加酶噴射液化工藝條件液化工藝條件 淀粉乳濃度淀粉乳濃度：3032%3032%（w/vw/v）pH 6.5pH 6.5耐高溫耐高溫淀粉酶用量淀粉酶用量：控制在：控制在58u/g58u/g淀粉淀粉 如果是二次加酶則可以分別在如果是二次加酶則可以分別在1 1和和5 5處各添加處各添加50%50%的淀粉酶的淀粉酶. .噴射溫度噴射溫度 ：105110;105110;高溫維持高溫維持: :5858分鐘分鐘閃冷閃冷至至9595維持維持時間：時間：60120 min60120 mi

18、n 一次和二次加酶噴射液化工藝比較一次和二次加酶噴射液化工藝比較p二次加酶可以節(jié)約淀粉酶添加量約二次加酶可以節(jié)約淀粉酶添加量約15%. 15%. p一次加酶工藝更加穩(wěn)定一次加酶工藝更加穩(wěn)定, ,二次加酶存在二次加酶存在質(zhì)量欠穩(wěn)定現(xiàn)象質(zhì)量欠穩(wěn)定現(xiàn)象. .p這是目前最常用的淀粉液化噴射工藝這是目前最常用的淀粉液化噴射工藝 二次加酶二次噴射的液化工藝流程二次加酶二次噴射的液化工藝流程淀粉+水+酶123蒸汽二次蒸汽4蒸汽5678109二次蒸汽11二次加酶二次噴射的液化設(shè)備說明二次加酶二次噴射的液化設(shè)備說明1.淀粉乳配料罐(一次加酶)2.淀粉乳輸送泵3,7. 液化噴射器(關(guān)鍵設(shè)備)4,8.緩沖罐5,9.

19、一次閃蒸罐(二次加酶)6,10.液化料輸送泵11.層流維持罐(管) 二次加酶二次噴射二次加酶二次噴射液化工藝條件液化工藝條件淀粉乳濃度淀粉乳濃度：3032%3032%（w/vw/v）pH 6.5pH 6.5耐高溫淀粉酶用量耐高溫淀粉酶用量：控制在：控制在58u/g58u/g淀粉，分淀粉，分兩次加入兩次加入一次噴射溫度一次噴射溫度 ：110110，保溫，保溫5 min5 min二次噴射溫度二次噴射溫度 ：136136，保溫，保溫5 min5 min閃冷閃冷至至9595維持維持時間：時間：60120 min60120 min 液化工藝程度的控制液化工藝程度的控制若液化程度太低，液化產(chǎn)物分子數(shù)少，糖

20、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(jī)會也少，影響糖化的速度；酶與底物接觸的機(jī)會也少，影響糖化的速度；且液化程度低，液化液容易老化（分子間氫且液化程度低，液化液容易老化（分子間氫鍵已斷裂的糊化淀粉又重新排列形成新氫鍵鍵已斷裂的糊化淀粉又重新排列形成新氫鍵的復(fù)結(jié)晶過程），糖化酶很難進(jìn)入老化產(chǎn)物的復(fù)結(jié)晶過程），糖化酶很難進(jìn)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。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于絡(luò)合結(jié)構(gòu)生成，從而影

21、響糖化酶的催化效率，導(dǎo)致糖化液的最終率，導(dǎo)致糖化液的最終DEDE值低。值低。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般以根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般以DEDE值來衡量液值來衡量液化程度，在化程度，在DEDE值在值在10151015時結(jié)束液化過時結(jié)束液化過程比較合適，液化終點可用碘顯色來程比較合適，液化終點可用碘顯色來判斷。達(dá)到終點后，需對液化液進(jìn)行判斷。達(dá)到終點后，需對液化液進(jìn)行滅酶滅酶，升溫至，升溫至120120保持保持10min10min可完成?？赏瓿?。滅酶后，冷卻至糖化酶的作用溫度，滅酶后，冷卻至糖化酶的作用溫度，待糖化。待糖化。 液化程度與糖化終點葡萄糖值的關(guān)系液化程度與糖化終點葡萄糖值的關(guān)系為為: :淀粉液化程度與糖

22、化程度的關(guān)系圖淀粉液化程度與糖化程度的關(guān)系圖在液化工藝中，可通過調(diào)節(jié)淀粉酶的用量、噴射溫在液化工藝中，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。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(jìn)行，其作用時間取決于液化作用可在管道或罐內(nèi)進(jìn)行，其作用時間取決于料液的流量以及維持設(shè)備的容積，一般控制在料液的流量以及維持設(shè)備的容積，一般控制在60min由下式進(jìn)行計算：由下式進(jìn)行計算：式中：式中：VV料液體積流量（料液體積流量（m3/hm3/h）；）；VwVw維持容積（維持容積（m3m3） 充滿系數(shù)，一般取充滿系數(shù)，一般取0.850.900.850.9

23、0VVw60 p采用酸酶結(jié)合的方法來液化淀粉,可以兼有算法液化過濾性能好和酶法液化的糖化程度高的優(yōu)點.p酸酶法液化工藝: 淀粉乳濃度:30% 酸法PH2.2,溫度140,保壓5min,使液化DE值達(dá)到5-7%,然后中和至PH6.5,冷卻至90-95,再加入液化酶,反應(yīng)時間30min,液化值達(dá)到需要的程度.酸酶液化方法酸酶液化方法 不添加任何催化劑,使淀粉漿噴射入一個蒸汽加熱器中,在強(qiáng)烈的機(jī)械剪切力的作用下,使淀粉受熱立即糊化,分散,然后快速冷卻,以防止淀粉重新結(jié)合.這樣得到的糊精可以有利于葡萄糖淀粉酶的結(jié)合.機(jī)械液化方法機(jī)械液化方法淀粉液化液質(zhì)量的判斷淀粉液化液質(zhì)量的判斷p液化液要均勻p液化液

24、的DE值控制12-18%,不要超過20%p碘液反應(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(biāo)準(zhǔn),一般應(yīng)該達(dá)到淺紅色和棕色.p蛋白質(zhì)凝聚:蛋白質(zhì)凝聚并結(jié)團(tuán)的好壞,決定了蛋白質(zhì)從溶液中分離去處的效果.p過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。p外觀:液化液的外觀必須透明,無白色渾濁p粘度: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.一般在實際生產(chǎn)中是用濾紙過濾相同體積的液化液的速度來判斷液化粘度的大小.液化原料的特點液化原料的特點p液化所處理的原料有兩類:谷類和薯類淀粉p蛋白質(zhì)含量一般而言,谷類淀粉含量較薯類淀粉的高p“不溶性

25、淀粉顆?！焙?液化液中存在的微量的不溶性物質(zhì).這些不溶性淀粉顆粒不能被糖化酶水解,降低葡萄糖產(chǎn)率,也降低了糖化液的過濾速度,對于葡萄糖生產(chǎn)非常不利.酶法液化產(chǎn)生的不溶性淀粉顆粒是直鏈淀粉與脂肪酸生成的呈螺旋狀的組織結(jié)構(gòu)緊密的絡(luò)合物,不能被糖化酶所分解.而酸法液化產(chǎn)生的不溶性淀粉顆粒是直鏈淀粉通過氫鍵結(jié)合,屬于沉凝淀粉的結(jié)構(gòu),在糖化過程中幾乎能全部被溶解.液化液的用途液化液的用途p生產(chǎn)葡萄糖及果葡糖漿:過濾性能較好p中轉(zhuǎn)化糖漿:過濾性能較差p作為發(fā)酵碳源的葡萄糖液:要求過濾速度快,蛋白質(zhì)過濾徹底液化方法的選擇液化方法的選擇p國內(nèi)目前運(yùn)用較多的工藝是低壓(0.2-0.3mpa)或中壓(0.4-0

26、.6mpa)蒸汽噴射較多.p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.p難液化淀粉原料的液化方法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.但一段液化法對于哪些蛋白質(zhì)含量較高,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(jìn)一步膨脹斷裂,蛋白質(zhì)進(jìn)一步凝聚結(jié)團(tuán),以提高液化效果.低壓蒸汽噴射液化工藝介紹工藝流程: 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工藝控制: 1.調(diào)漿:在調(diào)漿罐內(nèi)把粉漿用工藝?yán)鋮s水調(diào)到15-19

27、Be,并用純堿或燒堿調(diào)節(jié)pH至5.5-6.2,加入約0.15%的氯化鈣,再加入耐高溫-淀粉酶,粉漿溫度一般控制在50-58之間.2.一次噴射: 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95-100.3.保溫: 噴射后的粉漿進(jìn)入層流罐保溫60min,溫度保持穩(wěn)定.4.二次噴射: 一次保溫結(jié)束的料液用泵送入噴射器進(jìn)行二次噴射,溫度控制在135145.此步驟作用是使淀粉進(jìn)一步分散,蛋白質(zhì)進(jìn)一步凝固,并可以把耐高溫淀粉酶徹底殺死.5.高溫維持: 經(jīng)過二次噴射的粉漿進(jìn)入管道進(jìn)行高溫維持階段,時間約35min.通過高溫維持使已經(jīng)形成的”不溶性淀粉顆?！痹诟邷叵路稚?并使蛋白質(zhì)進(jìn)一

28、步凝固,淀粉進(jìn)一步分散.6.閃蒸冷卻: 經(jīng)過二次噴射,高溫維持后的料液進(jìn)入真空閃蒸快速冷卻至95-100進(jìn)入二次液化罐,同時加入耐高溫-淀粉酶.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百年促使淀粉進(jìn)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閃蒸罐7.二次液化維持: 在維持罐維持約30min左右,碘試合格后進(jìn)入糖化罐進(jìn)行糖化.p連續(xù)噴射液化: 可以在短 時間內(nèi)完成淀粉糊化和液化,蛋白質(zhì)凝聚好,糖化液過濾速度快,設(shè)備簡單,并便于連續(xù)操作p快速升溫: 可以實現(xiàn)快速升溫,這樣產(chǎn)生的”不溶性淀粉顆?！鄙?便于糖化,液化液透明,徹底,出糖率高,透光率高.低壓蒸汽噴射液化工藝特

29、點低壓蒸汽噴射液化工藝特點p層流罐層流罐: 層流罐設(shè)計要盡可能”高而廋”(一般是1.52m*810m),料液流向一般是下進(jìn)上出,以確保料液能夠先進(jìn)先出.糖化糖化層流罐串連層流罐串連影響液化的因素影響液化的因素液化的影響因素用因果圖(樹)表示:材料人方法設(shè)備,管理環(huán)境測量產(chǎn)出產(chǎn)出淀粉酸堿酶經(jīng)驗培訓(xùn)技能程序測試噴射器攪拌層流罐儀表隊伍質(zhì)量成本決策壓力碘試溫度PH流量溫度干物質(zhì)粘度DE值PH值的影響:在酶允許的情況下,PH越低越好.二次和一次加酶對DE值的影響:依據(jù)廠家情況而定.植酸（有機(jī)磷酸鹽與環(huán)己六醇結(jié)合物）對液化DE值的影響:植酸廣泛存在于淀粉中,一般含量為0.5-1.5%,植酸越高,DE值長

30、得越慢.噴射溫度:溫度一般控制在105-109,溫度高于110 ,會影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),從而影響酶的活力;溫度低于105 ,則淀粉與脂質(zhì)體形成的復(fù)合物不能被破壞,而這個復(fù)合物不能被酶所分解. 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(jìn)入噴射器都是強(qiáng)制性的,具體來說,蒸汽的進(jìn)入一般使靠蒸汽本身的壓力,料液的進(jìn)入則是靠泵輸送的,所以,協(xié)調(diào)好蒸汽和料液的進(jìn)入,達(dá)到穩(wěn)定和均衡使噴射液化成功的關(guān)鍵.液化關(guān)鍵設(shè)備液化關(guān)鍵設(shè)備噴射液化器噴射液化器噴射器工作原

31、理 將淀粉乳中的淀粉,水,酶在瞬間接觸,均勻混合.瞬間糊化和液化,兩者交替進(jìn)行,互相促進(jìn).在噴射器出口經(jīng)常有一個擴(kuò)大混合室,使三者在高溫下進(jìn)一步混合,進(jìn)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（HYW型）,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.最近幾年由上海東潮科技公司引進(jìn)美國公司水熱器(hydroheater),以特有的協(xié)調(diào)管,對流入漿料提供控制機(jī)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

32、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.噴射器的示意圖噴射器的示意圖其中其中A 是表示蒸汽入口是表示蒸汽入口,B表示混有液化酶的淀粉粉漿入料表示混有液化酶的淀粉粉漿入料,C表述表述噴射后的喇叭出料口噴射后的喇叭出料口水熱器示意圖水熱器示意圖水熱器反應(yīng)溫度圖形水熱器反應(yīng)溫度圖形美國進(jìn)口水熱器控制器美國進(jìn)口水熱器美國進(jìn)口水熱器噴射器使用注意事項噴射器使用注意事項見書P9192二、糖化技術(shù)二、糖化技術(shù)p糖化的定義：糖化的定義： 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。p糖化理論收率：糖化理論收率： 111.11p糖化實際收率：

33、糖化實際收率： 收率收率 實際生產(chǎn)中：一般淀粉含量為實際生產(chǎn)中：一般淀粉含量為8185，葡萄糖含量一般為2735。（）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（100)KgLp淀粉轉(zhuǎn)化率：是指淀粉轉(zhuǎn)化成葡萄糖淀粉轉(zhuǎn)化率：是指淀粉轉(zhuǎn)化成葡萄糖的百分比。的百分比。 轉(zhuǎn)化率11.1葡萄糖收率DE和DX值的區(qū)別p葡萄糖的實際含量低于葡萄糖值，因為有少量還有還原性的低聚糖的存在。兩者一般相差12。 具體見書P94表35影響糖化影響糖化DE值的因素值的因素1、糖化時間對、糖化時間對DE值的影響值的影響達(dá)到最高達(dá)到最高DE值時，應(yīng)當(dāng)立即停止反應(yīng)，否則，葡萄糖值會降值時，應(yīng)當(dāng)立即停止反應(yīng)，否則

34、，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。低，這是因為葡萄糖會發(fā)生復(fù)合分解反應(yīng)的緣故。2、液化液程度控制（即糖化零時、液化液程度控制（即糖化零時DE值）與糖化液最終值）與糖化液最終DE值的關(guān)系值的關(guān)系 在碘試合格的前提下，液化液DE值與糖化最終DE值是呈反比的。3、脫支酶的混合使用對糖化液的、脫支酶的混合使用對糖化液的DE值值的影響的影響 淀粉酶能很快水解淀粉酶能很快水解 1 1、4 4糖苷鍵，卻不糖苷鍵，卻不能很快水解能很快水解1 1、6 6糖苷鍵，因此，單獨使用糖糖苷鍵，因此，單獨使用糖化酶，糖化最終化酶，糖化最終DEDE值很難達(dá)到值很難達(dá)到9898。所以。所以往往添加一定

35、比例的脫支酶如普魯蘭酶或異往往添加一定比例的脫支酶如普魯蘭酶或異淀粉酶，所得糖化液淀粉酶，所得糖化液DEDE值甚至可以達(dá)到值甚至可以達(dá)到9999。糖化酶的作用方式糖化酶的作用方式 糖化酶普魯蘭酶真菌淀粉酶或淀粉酶4、酶制劑用量與糖化液、酶制劑用量與糖化液DE值的關(guān)系值的關(guān)系 為加快糖化速度，縮短糖化時間，可以為加快糖化速度，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)時，酶制劑的量不能過大，否則會因為復(fù)合反應(yīng)嚴(yán)重而導(dǎo)致葡萄糖值降低。合反應(yīng)嚴(yán)重

36、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，在實際生產(chǎn)中，要視企業(yè)設(shè)備情況，盡可盡可能減少酶量，延長糖化時間。能減少酶量，延長糖化時間。糖化時間與糖化酶用量的關(guān)系圖糖化時間與糖化酶用量的關(guān)系圖糖化工藝流程及工藝說明糖化工藝流程及工藝說明p工藝流程：液化液糖化罐糖化液滅酶過濾機(jī)離子交換樹脂貯罐降溫降溫加酸調(diào)加酸調(diào)PH,加糖化酶加糖化酶蒸氣、蒸氣、堿液堿液脫色罐活性碳、活性碳、助濾劑助濾劑計量下工序糖化罐示意圖電磁流量表示意圖離子交換柱示意圖p工藝說明：工藝說明：1、液化液結(jié)束后要迅速降溫至6065，并加酸調(diào)節(jié)PH至4.2-4.5。2、調(diào)好溫度和pH后，要取樣檢測料液的DE值和含糖量（為

37、什么?)，并按照要求加入糖化酶進(jìn)行糖化,一般來說，糖化酶用量為10150u/g。3、糖化912小時，要取樣檢測料液的DE值和含糖量。4、糖化過程中每隔12小時要檢測PH和溫度，及時作出調(diào)整。至結(jié)束時，加堿調(diào)節(jié)PH至4.8-5.2，并升溫至8085，保持1520mim進(jìn)行糖化滅酶。（為什么要調(diào)節(jié)PH至4.8-5.2?)5、滅酶完成的糖液要加入助濾劑（按照0.5kg/m2添加）和活性炭，并攪拌約12小時進(jìn)行脫色除雜。6、脫色完成的糖液要進(jìn)行過濾（板框壓濾機(jī)或真空轉(zhuǎn)鼓機(jī)），制得清糖液。過濾要點見P P96967、經(jīng)過壓濾機(jī)后的清糖液要經(jīng)過離子交換樹脂進(jìn)行進(jìn)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(jī)雜質(zhì)。 732型陽離子交換樹脂屬于酸性苯乙烯系，具有交換磺酸基（SO3H),可以與糖液中的Na+/Cu2+等交換樹脂上的H。 R- SO3H Na+ R- SO3 Na+ H 701型陰離子交換樹脂屬于弱堿性環(huán)氧系陰離子樹脂，可以除去糖液中的陰離子，如CL-/SO32-等。 R- NHOH- CL- R- NHCL- OH- 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8、制得的清糖液要放入干