淀粉生產(chǎn)與淀粉制糖

關(guān)于淀粉生產(chǎn)與淀粉制糖第1頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1淀粉的物理結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.1顆粒性質(zhì)1.2吸附1.3糊化與凝沉1.4化學(xué)性質(zhì)第2頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.1淀粉的顆粒性質(zhì)

1.1.1淀粉顆粒的形貌1小麥2大麥3黑麥4高粱

5玉米6大米第3頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.1.1淀粉顆粒的形貌大?。河梅秶鷣砻枋鲆驭蘭來計量形狀：用描述性語言來表述淀粉顆粒的大小和形狀是判斷淀粉種類的依據(jù)之一第4頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五常見植物淀粉顆粒的大小淀粉粒來源粒徑極限范圍（μm）平均值（μm）淀粉粒來源粒徑極限范圍（μm）平均值（μm）玉米4～2615大麥6～3518馬鈴薯15～12033高粱3～2713木薯15～5025芭蕉芋10～5528小麥3～3820藕粉9～4022大米2～95葛根粉8～4224第5頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五

薯類淀粉顆粒微觀形態(tài)偏光顯微形態(tài)普通光學(xué)形態(tài)第6頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五偏光顯微形態(tài)普通光學(xué)顯微形態(tài)玉米淀粉顆粒的微觀形態(tài)第7頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.1.2偏光十字

淀粉粒在偏光顯微鏡下觀察,具有雙折射性,在淀粉顆粒表面可以看到以粒心為中心的黑色十字,稱為偏光十字?！羁捎脕砼袛嗟矸哿?nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)方向。☆加熱淀粉粒，偏光十字消失。第8頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.1.3輪紋結(jié)構(gòu)

在淀粉顆粒表面具有的類似貝殼狀的輝紋的結(jié)構(gòu)?！堑矸垲w粒晶體結(jié)構(gòu)的又一特征板栗第9頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.1.3輪紋結(jié)構(gòu)1單粒2半復(fù)粒3復(fù)粒形成原因★各部分密度不同，折射率大小不同而造成?！锏矸哿Ｔ谛纬蛇^程中，受晝夜光照的差別，造成葡萄糖供應(yīng)數(shù)量不同，致使淀粉合成速度有快有慢而引起的。★白天供應(yīng)葡萄糖多，形成淀粉的密度大，而夜間供應(yīng)葡萄糖少，形成淀粉的密度小，從而出現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)。第10頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五

1.1.4晶體結(jié)構(gòu)

淀粉顆粒X-射線衍射分析圖譜

淀粉顆粒在形成過程中,由于生長速度和時期的不同,晶體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出不同的致密程度,可通過X-射線衍射手段來分析晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)第11頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.2吸附吸附現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)

直鏈淀粉分子和支鏈淀粉分子空間結(jié)構(gòu)不同。

第12頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五淀粉的結(jié)構(gòu)與組成直鏈淀粉支鏈淀粉化學(xué)鍵α-1,4α-1,4與α-1,6分子數(shù)數(shù)百至上千上千至數(shù)千溶解度佳較差粘性不強(qiáng)強(qiáng)碘藍(lán)紫色紅褐色膠體形成性大；水溶性強(qiáng)小分布內(nèi)部外圍含量15~20%80~85%第13頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五直鏈淀粉

分子在高溫溶液中分子伸展，極性集團(tuán)暴露，很容易與一些極性有機(jī)化合物通過氫鍵締合，形成螺旋狀結(jié)晶復(fù)合體。支鏈淀粉

分子結(jié)構(gòu)呈樹枝狀，存在空間障礙，不易與其他化合物形成復(fù)合體沉淀。⑴對一些極性化合物的吸附

第14頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五⑵對碘的吸附直鏈淀粉:藍(lán)色支鏈淀粉:紫色─→紅色淀粉分子結(jié)構(gòu)不同,形成螺旋程度不同,結(jié)合碘分子的量不同!？第15頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五

1.3.1糊化

糊化溫度淀粉乳

淀粉糊

加熱

這個過程就是糊化。淀粉顆粒溶解到冷水中形成的懸浮液淀粉顆粒在熱水中形成的膠體溶液第16頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五幾種常見淀粉的糊化溫度第17頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.1.1影響糊化的因素※水分※堿※鹽類※極性高分子有機(jī)化合物※脂類※直鏈淀粉含量的影響※其它因素第18頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五化合物對淀粉糊化溫度的影響第19頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.2凝沉

淀粉膠體在長時間放置或突然降溫的條件下,溶解度降低，形成沉淀或者渾濁的現(xiàn)象?！竦矸鄣哪磷饔迷诠虘B(tài)下也會發(fā)生，表現(xiàn)在淀粉制品失去原有的柔軟性。第20頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五㈠淀粉凝沉的化學(xué)本質(zhì)淀粉顆粒再次形成晶體的過程

在溫度逐漸降低的情況下，溶液中的淀粉分子運(yùn)動減弱，分子鏈趨向于平行排列，相互靠攏，彼此以氫鍵結(jié)合形成大于膠體的質(zhì)點(diǎn)而沉淀。因淀粉分子有很多羥基，分子間結(jié)合得特別牢固，以至不再溶于水中，也不能被淀粉酶水解。

第21頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五㈡影響凝沉的因素⑴分子構(gòu)造⑵分子大?、侵辨湹矸鄯肿优c支鏈淀粉分子的比例⑷溶液濃度⑸溶液pH及無機(jī)鹽類⑹冷卻速度第22頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化第23頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化在測定開始階段，因為淀粉顆粒不能溶于冷水，粘度不變(a)。第24頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化當(dāng)溫度開始升高時，淀粉顆粒開始吸水溶脹(b)。第25頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化因為淀粉顆粒體積增大，互相碰撞、摩擦加劇，導(dǎo)致粘度增加(b)。第26頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化除此之外，越來越多的微粒從淀粉顆粒上被溶解下來，導(dǎo)致液體的粘度升高?。第27頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化淀粉顆粒在液體中忽降粘聯(lián)。于是，粘度進(jìn)一步升高(d)。第28頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化當(dāng)大部分被溶解，而分子仍然保持完整沒有被破壞時，此時的粘度為最大粘度第29頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化因為溫度升高分子間化學(xué)鍵被破壞。溶解的淀粉和周圍的凝膠在機(jī)械攪拌作用下被打斷(e)。于是，粘度升高和降低再次達(dá)到平衡。粘度曲線表現(xiàn)為最大值。第30頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.3糊化過程中，溫度變化引起的變化在測定的最后階段(冷卻)，被溶解的松散的分子重新規(guī)則排列回生)，粘度再次升高(g)。第31頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.3.4粘度曲線評價粘度溫度升溫保溫降溫糊化起始糊化起始（粘度開始增加的溫度）第32頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五粘度溫度升溫保溫降溫糊化起始最大糊化1.3.4粘度曲線評價最大糊化（曲線第一次達(dá)到最高點(diǎn)時的粘度和對應(yīng)的溫度）。這一點(diǎn)指產(chǎn)品在蒸煮過程中所達(dá)到的粘度。第33頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五粘度溫度升溫恒溫降溫糊化起始最大糊化1.3.4粘度曲線評價糊化溫度越低，淀粉完全糊化需要的能量越小。第34頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五粘度溫度升溫恒溫降溫糊化起始最大糊化升溫終點(diǎn)粘度1.3.4粘度曲線評價第35頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五粘度溫度升溫恒溫降溫糊化起始最大糊化升溫終點(diǎn)粘度降溫起點(diǎn)粘度1.3.4粘度曲線評價第36頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五粘度溫度升溫恒溫降溫糊化起始最大粘度升溫終點(diǎn)粘度降溫起點(diǎn)粘度1.3.4粘度曲線評價在這一段持續(xù)高溫作用下粘度的變化能反應(yīng)糊化淀粉在溫度和剪切作用下的耐受能力。第37頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五粘度溫度升溫恒溫降溫糊化起始最大糊化升溫終點(diǎn)粘度降溫起點(diǎn)粘度1.3.4粘度曲線評價淀粉種類不同，粘度降低的程度也不同。穩(wěn)定性好和糊化溫度高的淀粉在這一階段能夠保持粘度甚至粘度增加。第38頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五粘度溫度升溫保溫降溫糊化起始最大糊化升溫終點(diǎn)粘度降溫起點(diǎn)粘度降溫終點(diǎn)粘度1.3.4粘度曲線評價第39頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五粘度溫度升溫恒溫降溫糊化起始最大糊化升溫終點(diǎn)粘度降溫起點(diǎn)粘度降溫終點(diǎn)粘度1.3.4粘度曲線評價回生值淀粉在降溫終點(diǎn)粘度的增加能反應(yīng)淀粉的濃度增加能力。第40頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五1.4化學(xué)性質(zhì)

⑴水解⑵氧化⑶成酯⑷烷基化▲淀粉化學(xué)性質(zhì)是制作淀粉糖和變性淀粉的理論依據(jù)。第41頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2淀粉提取工藝2.1原理

⑴淀粉顆粒不溶解于冷水

⑵淀粉顆粒比重大于水⑶淀粉與其他成分比重不同第42頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2.2提取工藝(水提取法)玉米清理浸泡粗磨胚芽分離精制細(xì)磨纖維素分離蛋白質(zhì)分離干燥玉米淀粉第43頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2.2.1浸泡目的改變胚乳的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)削弱淀粉的粘著力降低籽粒的機(jī)械強(qiáng)度浸泡出部分可溶解的物質(zhì)抑制微生物的有害活動第44頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2.2.1浸泡浸泡液：0.20～0.25%亞硫酸溶液浸泡方法：逆流浸泡法浸泡參數(shù)：時間：10～12h（60%），30～40h（10%）溫度：48～50℃（原料佳），50～55℃（原料劣）浸泡效果：含水分：40～45%（濕基）可溶性物質(zhì)含量≤2.5%

酸度≤70mL（0.1NNaOH滴定100克干物質(zhì)消耗的數(shù)量）籽?？梢杂脙墒?jǐn)D裂，胚芽完整脫出，不粘附胚乳或果皮第45頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2.2提取工藝(水提取法)玉清理浸泡粗磨胚芽分離精制細(xì)磨纖維素分離蛋白質(zhì)分離干燥玉米淀粉第46頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2.2.2胚芽分離

胚芽中含有50～55%的脂肪。胚芽磨碎會導(dǎo)致生產(chǎn)過程中，淀粉中的脂肪含量增加，使機(jī)器和篩子的工作表面粘附油脂，淀粉乳的品質(zhì)劣變。胚芽分離設(shè)備：胚芽旋液分離器第47頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2.2提取工藝(水提取法)玉米清理浸泡粗磨胚芽分離精制細(xì)磨纖維素分離蛋白質(zhì)分離干燥玉米淀粉第48頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2.2.3纖維素分離

篩分：曲面篩六角篩2.2.4蛋白質(zhì)分離離心沉降流槽第49頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五2.2提取工藝(水提取法)玉米清理浸泡粗磨胚芽分離精制細(xì)磨纖維素離蛋白質(zhì)離干燥玉米淀粉浸泡液纖維素胚芽蛋白質(zhì)第50頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3淀粉糖制品⑴含義淀粉糖是以淀粉為原料，在催化劑作用下經(jīng)水解反應(yīng)生成的葡萄糖、果葡糖、麥芽糖及其混合物的總稱。⑵種類淀粉糖的成分大致有糊精、麥芽糖、葡萄糖三種。第51頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.1DE值（葡萄糖值）

淀粉轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中，直接還原糖（通常以葡萄糖計）占總固形物含量的百分比。通常用來表示淀粉的分解程度。第52頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.2淀粉糖分類按照轉(zhuǎn)化程度的高低，淀粉糖分為：低轉(zhuǎn)化糖漿DE＜20

中轉(zhuǎn)化糖漿38＜DE＜42

高轉(zhuǎn)化糖漿60＜DE＜70第53頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.2淀粉糖的分類結(jié)晶葡萄糖全糖高轉(zhuǎn)化糖漿中轉(zhuǎn)化糖漿低轉(zhuǎn)化糖漿（麥芽糊精）果葡糖漿麥芽糖漿（飴糖）第54頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.3淀粉糖的性質(zhì)

⑴甜度⑵粘度⑶溶解度⑷結(jié)晶性⑸吸濕性和保濕性⑹滲透壓⑺發(fā)酵性⑻化學(xué)穩(wěn)定性⑼風(fēng)味

第55頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.3.1甜度品種相對甜度蔗糖1.0果糖1.5葡萄糖0.7麥芽糖0.5乳糖0.4木糖醇1.0麥芽糖醇0.9果葡糖漿（42%轉(zhuǎn)化率）1.0淀粉糖漿（42DE）0.5淀粉糖漿（52DE）0.6淀粉糖漿（62DE）0.7淀粉糖漿（70DE）0.8第56頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.3淀粉糖的性質(zhì)

⑴甜度⑵粘度⑶溶解度⑷結(jié)晶性⑸吸濕性和保濕性⑹滲透壓⑺發(fā)酵性⑻化學(xué)穩(wěn)定性⑼風(fēng)味

第57頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.4淀粉糖生產(chǎn)工藝常用工藝：酸糖化工藝酶液化和酶糖化工藝第58頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.4.1酸糖化工藝㈠機(jī)理淀粉乳加入稀酸后加熱，經(jīng)糊化、溶解，進(jìn)而葡萄糖苷鏈裂解，形成各種聚合度的糖類混合溶液。在稀溶液的情況下，最終將全部變成葡萄糖。在此反應(yīng)中，酸僅起催化作用。第59頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五㈡酸糖化工藝的影響因素

酸的種類和濃度

淀粉乳濃度溫度、壓力、時間第60頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五3.4.2酶液化和酶糖化工藝㈠液化液化是使糊化后的淀粉發(fā)生部分水解，暴露出更多可被糖化酶作用的非還原性末端。是利用液化酶使糊化淀粉水解到糊精和低聚糖程度，使粘度降低，流動性增高。第61頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五淀粉酶（amylase）的分類及各自特點(diǎn)1、根據(jù)來源分：麥芽（α淀粉酶，植物）唾液淀粉酶，胰液淀粉酶（人、動物）細(xì)菌（枯草桿菌、芽孢桿菌）、霉菌淀粉酶（微生物）2、根據(jù)作用形式分：內(nèi)部作用：α淀粉酶外部作用（末端作用）：β淀粉酶，葡萄糖淀粉酶第62頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五§α淀粉酶(水解α-1,4糖苷鍵,產(chǎn)物為α型)§β淀粉酶(水解α-1,4，α-1,3，α-1,6，產(chǎn)物為β型)§葡萄糖淀粉酶(水解α-1,4,產(chǎn)物為β型，從非還原端開始)§切枝酶(水解α-1,6糖苷鍵，異淀粉酶、普魯蘭酶等)§環(huán)狀糊精酶(可以用作乳化劑，具有保香的效果，但是親水性不是很好)§麥芽四糖和麥芽六糖生成酶§葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(葡萄糖－－α-1,6糖苷鍵－－異麥芽糖,

異麥芽三糖等)3、根據(jù)作用方式和水解產(chǎn)物分類：第63頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五α淀粉酶性質(zhì)：★最佳作用溫度80℃左右（耐中溫90-100℃，耐高溫110℃），最佳作用pH5~6。★金屬酶類，Ca++可以維持酶分子的構(gòu)象，保持最大活力和穩(wěn)定性。★MW：50000，PI4.0，-SH含量少，耐熱性好用途：淀粉糖工業(yè)，制造葡萄糖、高濃度麥芽糖、果葡糖漿等的生成。第64頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五β淀粉酶

性質(zhì)：★β淀粉酶廣泛存在于植物和微生物中。★最佳作用溫度60℃左右，最佳作用pH5~6?！锬壳肮I(yè)上應(yīng)用的主要來源于植物，植物來源的β淀粉酶對淀粉的水解率一般在60-65％左右?！颩W：58000左右（514個AA組成），PI5-6

用途：淀粉糖工業(yè)，啤酒工業(yè)（糖化階段）。第65頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五葡萄糖淀粉酶性質(zhì)：★最佳作用溫度50~60℃左右，最佳作用pH4~5。★葡萄糖淀粉酶主要來源于黑霉菌、根霉等微生物，★MW：5萬~6萬，是一種糖蛋白，含糖14~23%★葡萄糖淀粉酶作用時，產(chǎn)物構(gòu)型受到底物濃度和溫度的影響較大，當(dāng)?shù)孜餄舛群头磻?yīng)溫度提高的話，產(chǎn)物的異構(gòu)化程度提高，葡萄糖含量下降。用途淀粉糖工業(yè)，在酸酶法、雙酶法生成工藝中，用于生成高純度的葡萄糖。第66頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五不同淀粉酶的水解方式

α淀粉酶β淀粉酶葡萄糖淀粉酶α－1，4糖苷鍵＋＋＋α－1，6糖苷鍵－（跨越）－＋水解方式內(nèi)外外產(chǎn)物構(gòu)型α型β型β型跨越磷酸酯鍵+－＋（－）看來源粘度變化快慢慢與碘的顯色消失程度快慢慢第67頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五各種不同的淀粉水解糖化產(chǎn)品的生產(chǎn)過程示意圖第68頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五⑴液化的機(jī)理α-淀粉酶屬于內(nèi)切酶?？伤猞?1，4糖苷鍵，不能水解α-1，6糖苷鍵，但是能越過α-1，6糖苷鍵，繼續(xù)水解α-1，4糖苷鍵。

水解產(chǎn)物：

異麥芽糖、含有α-1，6糖苷鍵、聚合度為3—4的低聚糖和糊精。

第69頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五㈡糖化葡萄糖淀粉酶

從非還原性末端開始水解α-1，4糖苷鍵最終水解產(chǎn)物為葡萄糖也可水解淀粉的初級水解物產(chǎn)生β-葡萄糖。第70頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五常見淀粉酶的特點(diǎn)比較α淀粉酶β淀粉酶葡萄糖淀粉酶α－1，4糖苷鍵＋＋＋α－1，6糖苷鍵－（跨越）－＋水解方式內(nèi)外外產(chǎn)物構(gòu)型α型β型β型跨越磷酸酯鍵+－＋（－）看來源粘度變化快慢慢與碘的顯色消失程度快慢慢第71頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五4變性淀粉

采用物理方法、化學(xué)方法以及生物化學(xué)方法，使原淀粉的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)改變，從而出現(xiàn)特定性能和用途的淀粉產(chǎn)品叫做變性淀粉。第72頁，共81頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期五天然淀粉的屬性和性能界限

冷冰不溶性、老化易脫水、耐藥性和機(jī)械性差、缺乏乳化力、被膜性差和缺乏耐水性等缺陷。制造變性淀粉的原理和方法

用某些化合物取