淀粉制糖课件

l第七章第七章 淀粉制糖淀粉制糖l l定义：淀粉糖是以淀粉或含淀粉质原料生产的系列糖品的总称。l l DE值表示淀粉糖化程度。l第一节淀粉糖的种类和性质l l一、种类l l 结晶葡萄糖、全糖、淀粉糖浆、麦芽糖浆、果葡糖浆、结晶果糖、麦芽糊精l l二、性质l l、甜度：果糖最甜，其次是蔗糖、葡萄糖、麦芽糖和乳糖，与浓度有关。1 1.l l、溶解度：果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖。工业上一般在较高温度条件下贮存较高浓度的葡萄糖溶液，防止结晶。l l、结晶性质：蔗糖、葡萄糖易结晶，果糖、淀粉糖浆不易结晶。l l、吸湿性和保湿性：吸湿性是在较高的空气湿度下吸收水分的性质；保湿性是在较高湿度下吸收水分和较低湿度下散失水分的性质。果糖吸湿性最强，蔗糖和中低转化糖浆较弱。葡萄糖经氢化生成的山梨醇具有良好的保湿性，作为保水剂应用广泛。2 2.l l、渗透压力：单糖的渗透压较高l l、代谢性质：葡萄糖不经消化被身体直接吸收，果糖、山梨醇和木糖醇代谢不需要胰岛素。l l另外还有黏度、化学稳定性和发酵性等。3 3.l第二节淀粉的酸糖化工艺l l根据催化剂的不同可分为酸糖化和酶糖化，还有两者结合。l l一、淀粉酸糖化原理：l l（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6 l l 162.14 18.02 180.26l l 1份 1.11份l l还原性的大小反应淀粉水解程度4 4.l l二、酸的种类和特点l l酸种类 盐酸 硫酸 草酸 亚硫酸 醋酸l l催化效能100 50.35 20.42 4.42 0.8l l用盐酸糖化需NaCO3中和，注意对设备的腐蚀。l l用硫酸糖化需CaCO3中和，易形成锅垢，混浊，较少使用。l l用草酸糖化需CaCO3中和，沉淀可全去掉，但催化效能底.5 5.l l淀粉葡萄糖龙胆二糖和其他低聚糖l l5-羟甲基糠醛有色聚合物l l甲酸和其他有机酸6 6.l l三、葡萄糖的复合反应：受糖液浓度、温度、时间的影响。l l生产转化糖浆 淀粉乳40 生产结晶葡萄糖、淀粉乳20l l四、葡萄糖的分解反应：生成5-羟甲基糠醛,进一步生成乙酸等有色物质，后者增加了糖化液精制的困难。H=3时分解反应较轻。7 7.l l五、工艺：l l、间歇式：加压罐糖化法l lA、调淀粉乳浓度：在调乳筒内22-24Bel lB、调淀粉乳酸度，H值1.8,1/3-1/2的酸加入糖化罐，其余加入上者。l lC、糖化操作：加水淹没罐底的蒸汽盘管，煮沸；加淀粉乳：进料10-15min，P=2.8-3千克力/cm2，T=142-143，达到要求的DE值后，打开排料阀，借缸内压力直接喷到中和缸内。8 8.l l、连续式管道糖化法：有直接和间接加热式管道两种，将加有酸的淀粉乳，用泵输送，流经管道，在管道内完成糊化、液化和糖化反应。用柯路叶式管道(间接加热）。l l附：淀粉糖浆工艺流程：l l淀粉调浆糖化中和第一次脱色过滤离子交换第一次浓缩第二次脱色过滤第二次浓缩成品l l快速测定DE值：取样用2的碘液检查呈酱红色，并与标准色比较。9 9.l l第三节淀粉酶糖化原理及生产工艺l l一、原理：注意：温度、H值、Ca2+对酶能力的影响，时间一般几个小时。l l 酶的来源不同性质也不同。l l 酶液化：用-淀粉酶将淀粉水解呈糊精和低聚糖程度，使淀粉乳黏度降低，流动性增强的过程。l l 双酶法与酸酶法的定义。l l 内酶液化外酶糖化1010.l l二、淀粉酶的种类及特点l l1、-淀粉酶：PH 6.2-6.4最宜，耐高温，不耐酸，有Ca2+存在时，增强耐热力到 90以上。l l来源：枯草杆菌l l特点：内酶，水解-1,4键，不能作用-1,6键，但可越过此键继续水解。l l最终产物：麦芽糖、麦芽三糖、麦芽六糖、少量葡萄糖或底聚糖。l l影响活力因素：PH值、温度、Ca2+浓度1111.l l2、-淀粉酶l l来源：麦芽l l特点：外酶，相隔一个-1,4键，切断一个-1,4键，水解所有的麦芽糖转成-型，遇-1,6键则作用停止，故对于支链淀粉被其作用所得为“界限糊精”，遇I2变紫色。l l影响因素：l l在室温下，大麦-淀粉酶在H在5左右活力最强，也相当稳定，Ca2+降低其稳定性，热稳定性低 70 最适为60。1212.l l3、葡萄糖淀粉酶l l、来源：黑曲霉、根霉、拟内孢霉l l、特点：外酶，能水解所有-1,4键，也能水解遇-1,6键，-1,3键，但对后两种作用速率慢得多。l l、影响因素：PH值、温度、时间l l 曲霉：55-60 PH 3.5-5.0l l 根霉:50-55 PH 4.5-5.5l l 拟内孢霉:50 PH 4.8-5.0l l 一般完全糖化需几个小时，一般PH值较低时颜色浅易脱色。1313.l l4、异淀粉酶与普鲁蓝酶l l、来源：l l前者：生产于很多微生物，产气杆菌、假l l单孢菌，酵母l l 后者：宽型豆类、马铃薯、甜玉米、产气l l杆菌l l、作用特点：l l前者：解支酶，水解支链淀粉分子中得支l l叉位置的-1,6糖苷键，不分界直l l链分子中的-1,6键。l l后者：两种分子中的-1,6键均可作用。l l、影响因素：前者：耐热性差。l l 后者：与-淀粉酶基本一致。l l1414.l l三、工艺：l l、液化方法：升温液化法、高温液化法、喷射液化法、分段液化法、酸酶合并液化法等。l l、糖化：加入适量糖化酶，达到所需要的DE值后，加热90破坏糖化酶，反应终止。1515.1616.l l第四节淀粉糖化液的精制、浓缩和结晶 l l一、精制：杂质成分有含氮物、有机酸、无机酸、无 机 盐、脂 肪、有 机 物 质 等。精 制过程包括中和、过滤、脱色、离子交换等。l l、中和：l lA、碱的浓度5%：过高易发生局部过碱，使糖化液分解产生有色物。l lB、PH值确定：4.8-5.2 达到胶体物质等电点为宜。1717.l lC、温度：80-85 最高95 高温易使糖分解l lD、速度和时间：加入碱液10-12min内完成，加入后反应时间在 10-15min内，并搅拌。l lE、设备：中和桶，容积要足够大，为液体的3-4倍1818.l l、过滤：l lA、设备：板框式压滤机 l lB、压力：196000Pa（2 kg/cm2）l lC、过滤温度：70-80l lD、加助滤剂及活性炭1919.、脱色：活性炭、骨炭、脱色树脂（酚醛两性树脂）l l骨炭可再生重复使用很长时间，大型淀粉糖厂多使用骨炭脱色。l l对于活性炭：T=70-80 l lt=25-30 min（连续脱色时间可短）l lC=0.3%-1.0%（占干物质）l l糖液浓度：48-52%PH=4.0-4.8l l设备：脱色缸，后反复过滤直至无色透明。活性炭反复使用23次后弃掉，或作为糖液过滤的助滤剂。2020.l l酚醛两性树脂是用间苯二酚、间苯二胺、甲醛、盐酸、DPT（二亚硝基五甲撑四胺）和水配制而成的黑色不定型疏松状产物，可经水再生，反复使用次左右l l先用酚醛两性树脂脱色，再用活性炭脱色，可节省活性炭用量l l、离子树脂交换精制 l l采用阳和阴离子树脂串联使用，将离子型杂质除去 2121.l l（1）树脂的预处理：新树脂常常混有低聚可溶物及其他有机或无机杂质，影响树脂的交换反应及糖液的质量。处理步骤：l lA将一定量的树脂装在交换床内，用自来水冲洗，直到不带颜色。l lB用饱和食盐水浸泡12次，放掉盐水后。再用自来水冲洗去除盐分。l lC阳离子树脂先用NaOH溶液浸泡数小时，用自来水冲洗去残碱，然后用五倍体积的3.5%的盐酸溶液浸泡数小时。使树脂充分转化成H+型。2222.l l（2）水洗：洗水量为树脂体积的15倍，45h，洗水的pH阴离子树脂8.59.5，阳离子3.54.5。l l（3）通糖液：离子交换树脂精制糖液的流程顺序一般为阳阴阳阴阳，温度4550，流速为每小时通过树脂体积的35倍。l l（4）冲洗残糖：用温水及时冲洗树脂中残糖，以防发酵，使树脂受到污染。l l（5）树脂的再生：根据离子交换原理用较高浓度的酸碱分别处理已经老化的阳离子和阴离子树脂。2323.l l二、浓缩：l l原始糖化液一般含水量，一次浓缩需较长时间，浓缩过程易着色；另外，一次浓缩后一些微量的不溶物随糖浓度增高而析出，所以经活性炭脱色过滤可进一步改善色泽，清除杂质，提高质量。l l多采用二次蒸发（真空或减压蒸发）l l蒸发罐的真空度86660-93320Pa(650-700mmHg)，l l糖液沸点约53-55，l l每次蒸发40-50min为宜。l l2424.l l三、葡萄糖的结晶l l原理：葡萄糖溶液在特定的浓度和温度条件下具有不同分子构型，在饱和状态下l l 50固体相是含水-葡萄糖，l l50-115是无水-葡萄糖，l l115是无水-葡萄糖，l l在低温条件下葡萄糖的溶解度大幅度降低。2525.l l方法：、含水葡萄糖 l lA、冷却结晶，在结晶罐内完成，要求：l l葡萄糖纯度91%，l l浓度65-75%，l l温度40-42，l l时间30-120h，l l出罐时温度25，l l晶种：首批为10-15%结晶葡萄糖，以后用上一批结晶完成糖膏的25-30%。2626.l lB、分蜜：离心分蜜机使之与母液分开，得结晶葡萄糖与糖蜜。糖蜜中含较多的未结晶的糖分，应重新糖化处理，废糖蜜可作饲料l lC、干燥：旋转式干燥，以上。l l 理论：结晶水9.09%实际：8.5-8.8%2727.l l、无水结晶葡萄糖生产：采用蒸发结晶l lA、无水-葡萄糖，起晶温度60-80 浓度 75-80%l l无水-葡萄糖，起晶温度80-100 浓度95%l lB、分蜜时，分蜜机要预先加热，洗净用75-80的热水,防止转为含水-结晶葡萄糖。l lC、干燥时 60 2828.l l、粉末葡萄糖为全糖，不分离糖蜜，两种方式：l l凝固法：先浓缩87左右，再冷却15，引入0.51.0%粉末葡萄糖为晶种，温度4050,搅拌，在1025放2730h，凝固完成，切削，过2440目筛的粉末经干燥到含水即可。l l喷雾法：先浓缩至57，加热67,喷到25含水葡萄糖晶种上，搅动状态下接触，再干燥到水分即可2929.l l第五节果葡糖浆的生产l l葡萄糖的异构化，尽量提高果糖的比例，生产所谓的高果糖浆。l l一般果糖含量达42%-43%使终止反应。l l采用液体色层将果糖与葡萄糖分离，使后者不断异构化，所用吸附剂为钙型阳离子交换树脂。3030.85%葡萄糖5%果糖10%低聚糖l l精制葡萄糖浆l l异构化反应柱l l42%果糖51%葡萄糖7%低聚糖l l液体色层分离l l90%果糖10%葡萄糖l l55%果糖浆3131.l l一、概述果糖在口感上越冷越甜，甜味消失快，清爽在风味上不掩盖其它风味，应用于果肉型饮料渗透性强吸湿保潮性好，防返砂冰点温度低代谢不需胰岛素，保肝，稳定释放能量等3232.l l二、原理l l碱异构化反应可逆l l年日本的高崎义幸首先由土壤微生物中分离出白色链霉菌能用木糖为碳源，产酶量高。世纪年代后期将游离酶与载体结合制成不溶于水的固相酶。l l固相酶优点：l l单位质量酶活力高，可使底物转化连续进行l l反应速度快，连续使用几个月不必更换l l酶蛋白不溶于反应物中，不产生有色物或副反应l l最适pH值，t=85，镁和钴对其有激活作用。3333.l l三、工艺l l、异构酶转化柱的装填：可四柱串联，也可单柱、双柱、三柱等单独或串联，每柱0.3m3，高径比，柱内有一层筛板盛放酶。l l装柱前用糖液浸渍酶，表面吸水达平衡，50保温膨胀，装好后用糖液自下而上反冲，使柱中气泡除掉。l l、转化糖液的配制l l、转化液温度和流量的控制：l l最初20天6062，后6264，最后6466l l温度与转化速率成正比，与酶活力成反比，后期酶活力降低，温度适当提高，三柱流量350L/h3434.l l、转化糖液的精制、浓缩：l l理论上平衡为50转化，为防副反应实际转化42；经离子交换树脂精制，再用盐酸或柠檬酸调pH4.0，真空浓缩71后得成品。3535.个人观点供参考，欢迎讨论！