課件：海藻糖的定義和特性.ppt

第八章、其他淀粉糖的生產(chǎn),基本內(nèi)容： 學(xué)習(xí)海藻糖的酶法生產(chǎn)和淀粉制備山梨醇的方法 基本要求： 掌握淀粉制備山梨醇的生產(chǎn)方法，了解海藻糖的酶法生產(chǎn),第一節(jié) 海藻糖 一、海藻糖的定義和特性 1.海藻糖的定義 海藻糖是廣泛存在于動植物和微生物中，是一種非還原性雙糖，不同于一般的雙糖，海藻糖不帶有游離醛基，具有化學(xué)穩(wěn)定性。 分子式為：,1）具有異常的水合能力（親水性強(qiáng)） 2）具有異常的玻璃化轉(zhuǎn)變及晶型轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)變行為 3）高溫時的化學(xué)惰性 4）防止淀粉老化和蛋白質(zhì)變形,2、海藻糖的特征,3、海藻糖的某些性質(zhì),4、海藻糖產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),5、海藻糖的功效,海藻糖具有重要的抗逆保鮮作用。這些現(xiàn)象被認(rèn)為是海藻糖在冷凍、干燥、高滲透壓等嚴(yán)酷環(huán)境下，對生物體膜、膜蛋白、DNA等發(fā)揮著保護(hù)功效之故。 被稱為：生命之糖,6、海藻糖的應(yīng)用,1）新型的甜味劑 協(xié)同甜味、香味，甜度低，口感柔和，食后不留味，還有防蛀牙。,2)是一種天然的食品保護(hù)劑： 可以取代化學(xué)防腐劑，提高食品安全性。如果在大米加工過程中加入2海藻糖，可以保持?jǐn)?shù)年不變質(zhì)；一些粉末調(diào)味劑、干燥食品容易吸潮而變質(zhì)，加入海藻糖可以降低吸潮性，延長保存期。,3)海藻糖是一種多功能風(fēng)味改良劑 添加一定量的海藻糖可以使甜味、咸味、酸味等良好的味道得以保持，加強(qiáng)，改善作用，并可以掩蓋一些不良味道。還可以保持食品原有的風(fēng)味。如奶粉。 4)與其他的糖類相比，海藻糖在人體內(nèi)的吸收緩慢，血糖反應(yīng)平緩，可以作為糖尿病人的保健食品?？梢宰鳛殡p歧桿菌的增值因子；具有較強(qiáng)的抗輻射作用，清除射線產(chǎn)生的自由基等。,5)海藻糖可以穩(wěn)定組織細(xì)胞，非常有利于脫水蔬菜、肉類、水果等復(fù)水后還原為新鮮制品。 6)海藻糖容易被小腸吸收成為營養(yǎng)性物質(zhì)，而且具有更平穩(wěn)的血糖水平，適合用于配方生產(chǎn)的飲料，以提供能量、減輕疲勞與壓力。 7)其他方面應(yīng)用：保護(hù)作用，廣泛用于化妝品。,第二節(jié) 海藻糖的生產(chǎn)方法 一、海藻糖的生產(chǎn)方法 1、目前常見的幾種方法： 微生物提取法 酶合成法 發(fā)酵法 基因重組法,2、酶法制備海藻糖 2.1定義 采用葡萄糖、蔗糖或麥芽糖為基質(zhì)，通過酶的作用變換成海藻糖的方法。 2.2工藝流程 本文僅介紹目前大工業(yè)生產(chǎn)海藻糖的方法，即酶法生產(chǎn)。見下圖：,淀粉酶法制備海藻糖工藝流程,2.3 工藝說明 1）液化的關(guān)鍵酶低聚麥芽糖基生成酶：（MTSase),低聚麥芽糖基海藻糖水解酶和（MTHase)兩種酶的協(xié)同作用，其作用機(jī)理為：,2）糖化的最適pH是5.66.4，溫度為3540。 3）淀粉的水解率越低，海藻糖的生成率越高。 4）在使用的馬鈴薯、甘薯、玉米、小麥、木薯這幾種淀粉中，以木薯淀粉的海藻糖生成率最高。 5）用該兩種酶協(xié)同作用可以使海藻糖的含量達(dá)到80以上，而用其他的酶如麥芽糖磷酸化酶與海藻糖磷酸化酶的方法，制備得到的海藻糖的含量則偏低，一般為60。,第三節(jié) 糖醇的生產(chǎn) 一、概況 1、定義： 糖醇是一種多元醇，因為可以由相應(yīng)的單糖還原生成，故稱為糖醇。如葡萄糖可以還原生成山梨醇，果糖可以還原成甘露醇，麥芽糖可以還原生成麥芽糖醇等。,2、概述： 1）糖醇在自然界的水果蔬菜中均有少量的存在，但由于含量低，不經(jīng)濟(jì)，一般都是采用相應(yīng)的糖，以催化劑催化加氫使糖氫化成相應(yīng)的糖醇。 2）以不同水解程度的水解氫化的產(chǎn)物，含有麥芽糖醇、山梨糖醇、低聚糖醇等多種糖醇的混合物，也廣泛的應(yīng)用與食品工業(yè)。 3）糖醇一般作為健康食品廣泛運(yùn)用在防蛀牙、糖尿病、高血壓和肥胖病人食品等方面。 4）目前國內(nèi)外糖醇市場前景看好，其中山梨醇的消費(fèi)尤為突出。,3、糖醇的特性： 1）甜度：除了木糖醇與蔗糖的甜度接近外，其他糖醇，甜度均低于蔗糖。 2）溶解熱：糖醇類比蔗糖具有更大的溶解熱，所以其結(jié)晶品作為固體食品如糖果，會有明顯的清涼感。 3）粘度和吸濕性：糖醇類的相對粘度比蔗糖低，適合于食品加工。 4）耐熱性：糖醇比蔗糖具有耐熱性，在高溫下，不會產(chǎn)生美拉德反應(yīng)。,2019/8/30,19,可編輯,5）生理特性：糖醇類一般不會引起血中葡萄糖值的上升，所以是糖尿病人的理想甜味劑；糖醇在口腔中不被蛀牙的鏈球菌所利用，并能使口腔中的pH值略微上升，是一種防蛀牙的甜味料；糖醇還有幫助吸收鈣的功效；糖醇不被胃酶分解，可以作為通便或緩瀉劑。,二、山梨醇的制備 一）山梨醇的現(xiàn)狀和發(fā)展 1、山梨醇是有較為純的葡萄糖氫化制得的，與其他糖醇相比具有原料廣泛，工藝簡單，成本低等特點(diǎn)。 2、山梨醇的發(fā)展得于維生素的需要，目前基本所有的維生素的生產(chǎn)都是以山梨醇為起始原料?，F(xiàn)在山梨醇還廣泛的運(yùn)用與醫(yī)藥、表面活性劑、醇酸樹脂、日化等行業(yè)。,二）山梨醇的性質(zhì) 1、為無色無味的針狀晶體，熔點(diǎn)為9697.無臭味，可溶于水，微溶于甲醇、乙醇和醋酸等。 2、具有很大的吸濕性，在水溶液中不容易結(jié)晶析出，能螯合各種金屬離子，不與酸堿起作用，不受空氣氧化，也不易可溶性氨基化合物發(fā)生美拉德褐變。 3、山梨醇對熱穩(wěn)定性較好，比相應(yīng)的糖高很多，對微生物的抵抗力較相應(yīng)糖強(qiáng)，濃度在60以上就基本不容易受微生物的侵蝕。,4、商品的山梨醇有粉狀結(jié)晶及液體兩種，液體的一般含山梨醇5070。 5、山梨醇進(jìn)入體內(nèi)代謝，屬于營養(yǎng)性甜味劑，但其代謝首先是緩慢擴(kuò)散而被吸收，氧化成果糖，再被利用，參與果糖代謝途徑，對血糖值和尿糖沒有影響，可以作為糖尿病人的甜味劑使用。,三、山梨醇的主要用途 1、用于微生物C的生產(chǎn) 2、用作表面活性劑 3、用作保濕劑 4、在化學(xué)工業(yè)的應(yīng)用 5、在食品工業(yè)中的應(yīng)用 6、山梨醇用于醫(yī)藥,四、生產(chǎn)山梨醇的原料 目前世界各國生產(chǎn)山梨醇的原料主要有三種： 1、結(jié)晶葡萄糖：來源方便，純度高，建立廠時不需設(shè)立原料車間，投資省，上馬快。但成本偏高。 2、蔗糖或糖蜜：糖蜜凈化后可以上柱分離制得果糖和葡萄糖。分離的果糖可以繼續(xù)精制成含果糖90以上的商品。殘余的葡萄糖經(jīng)過氫化后制得山梨醇。該法原料便宜，成本低，但純度不夠。 3、淀粉糖化液：淀粉來源廣，葡萄糖濃度高，純度高，便于氫化。該法成本低，技術(shù)成熟，便于大規(guī)模投產(chǎn)。,五、淀粉制取山梨醇的工藝,1、工藝流程：,2、工藝說明 1）葡萄糖制備基本和雙酶法制糖工藝相似； 2）淀粉含蛋白質(zhì)含量不得超過0.5，否則會影響到產(chǎn)品的色澤和毒害催化劑； 3）糖液必須經(jīng)過脫色、陰陽離子交換柱進(jìn)行脫雜，以提高純度，純度要在95以上。最后用濃縮器蒸發(fā)濃縮到55； 4）葡萄糖液的氫化：有間隙和連續(xù)工藝，目前是間隙氫化居多。 工藝流程圖為：,氫化壓力：一般控制在58MPa.外加攪拌。 氫化溫度：反應(yīng)過程的溫度增加，能大大加快氫化反應(yīng)的速度，因為在高溫下，分子運(yùn)動加劇，增加了葡萄糖、催化劑、氫三者的接觸機(jī)會。試驗表明，溫度從100到140時，其轉(zhuǎn)化率從79提高到98.8。但再增加時，反應(yīng)速度不再增加。,葡萄糖液的濃度：不同糖濃度的反應(yīng)速度是不同的，如下表所示： 葡萄糖液的pH值：由于氫化采用鎳鋁合金活化的催化劑進(jìn)行催化氫化?；钚枣噷λ嵝院苊舾?，所以不宜在酸性條件下氫化。一般要降pH調(diào)整到7.58.過高也會使糖異構(gòu)化。 目前應(yīng)用最廣的催化劑是鎳鋁合金。,3、山梨醇原料的主要原材料規(guī)格 1)淀粉：蛋白質(zhì)含量：0.5； 水分15、灰分1 酸度：100g耗0.1mol/l氫氧化鈉不超過25ml； 2）葡萄糖：含量90、氯根180mg/kg、重金屬10mg/kg 、淀粉無； 3）碳酸鈉：含量97.5； 4）鹽酸：含量30、鐵0.01； 5）硫酸：含量9398、砷2mg/kg; 6）氫氧化鈉：試劑級；