糧油加工課件七章淀粉制糖課件

1、第七章第七章 淀粉制糖淀粉制糖 概述概述 淀粉制糖的一般理論淀粉制糖的一般理論 主要淀粉糖品的生產(chǎn)工藝主要淀粉糖品的生產(chǎn)工藝 3.1 3.1 液體葡萄糖液體葡萄糖 3.2 3.2 結(jié)晶葡萄糖結(jié)晶葡萄糖 3.3 3.3 麥芽糖漿（飴糖、高麥芽糖麥芽糖漿（飴糖、高麥芽糖漿、超高麥芽糖漿）漿、超高麥芽糖漿） 3.4 3.4 果葡糖漿果葡糖漿 1 概概 述述 淀粉糖是以淀粉為原料，通過酸或酶淀粉糖是以淀粉為原料，通過酸或酶的催化水解反應(yīng)而生產(chǎn)的糖品的總稱。的催化水解反應(yīng)而生產(chǎn)的糖品的總稱。 DE DE（Dextrose EquivalentDextrose Equivalent）值：國際糖）值：國際糖

2、化率的簡稱，表示淀粉水解的程度，工業(yè)上化率的簡稱，表示淀粉水解的程度，工業(yè)上常用還原糖占總干固物的百分率表示。常用還原糖占總干固物的百分率表示。1.1 1.1 淀粉糖行業(yè)的現(xiàn)狀淀粉糖行業(yè)的現(xiàn)狀1.2 1.2 淀粉糖的種類淀粉糖的種類淀粉糖按其成分組成可分為：淀粉糖按其成分組成可分為：液體葡萄糖液體葡萄糖 結(jié)晶葡萄糖結(jié)晶葡萄糖麥芽糖漿麥芽糖漿( (飴糖、高麥芽糖漿、超高麥芽糖漿飴糖、高麥芽糖漿、超高麥芽糖漿) ) 果葡糖漿果葡糖漿1.3 1.3 淀粉糖的性質(zhì)及應(yīng)用淀粉糖的性質(zhì)及應(yīng)用2.1 淀粉糖的酸糖化工藝淀粉糖的酸糖化工藝2.1.1 酸糖化機理酸糖化機理 （C6H10O5）n + n H2O

3、nC6H12O62 2 淀粉制糖的一般理論淀粉制糖的一般理論淀粉淀粉 葡萄糖葡萄糖 龍膽二糖和其他低聚糖龍膽二糖和其他低聚糖 5-羥甲基糠醛羥甲基糠醛 有色聚合物有色聚合物 甲酸和其他有機酸甲酸和其他有機酸 以鹽酸的水解力為 100，硫酸為 50.35,草酸為 20.42,亞硫酸為 4.82,醋酸為 6.8。 鹽酸水解用碳酸鈉中和，硫酸水解后，用石灰中和（硫酸鈣微溶），草酸用石灰中和（草酸鈣不溶）。2.1.2 2.1.2 影響酸糖化的因素影響酸糖化的因素2.1.2.1 2.1.2.1 酸的種類和濃度酸的種類和濃度 酸水解時，生產(chǎn)上常控制 pH 1.52.5。同一種酸，濃度增大，能增進水解作用，

4、但兩者之間并不表現(xiàn)為等比例關(guān)系。2.1.2 2.1.2 影響酸糖化的因素影響酸糖化的因素2.1.2.1 2.1.2.1 酸的種類和濃度酸的種類和濃度 2.1.2.2 2.1.2.2 淀粉乳濃度淀粉乳濃度 生產(chǎn)淀粉糖漿淀粉乳濃度一般控制在生產(chǎn)淀粉糖漿淀粉乳濃度一般控制在22222424BeBe，結(jié)晶葡萄糖則為，結(jié)晶葡萄糖則為121214 14 BeBe。濃度過高，水解糖液中葡萄糖濃度越大，濃度過高，水解糖液中葡萄糖濃度越大，葡萄糖的復(fù)合分解反應(yīng)就越強，生產(chǎn)龍膽葡萄糖的復(fù)合分解反應(yīng)就越強，生產(chǎn)龍膽二糖（苦味）和其他低聚糖也多，影響制二糖（苦味）和其他低聚糖也多，影響制品品質(zhì)，降低葡萄糖產(chǎn)率。品品質(zhì)

5、，降低葡萄糖產(chǎn)率。 2.1.2.3 2.1.2.3 溫度、壓力、時間溫度、壓力、時間溫度，壓力，時間的增加均能促進水解作用，溫度，壓力，時間的增加均能促進水解作用，但過高引起不良后果。但過高引起不良后果。 淀粉糖漿一般控制在淀粉糖漿一般控制在2.82.83.0atm3.0atm，溫度，溫度142142145145，時間，時間8 89min9min；結(jié)晶葡萄糖則采用；結(jié)晶葡萄糖則采用2.52.53.5atm,3.5atm,溫度溫度138138147,147,時間時間161635min35min。2.1.3 2.1.3 酸糖化工藝酸糖化工藝 工業(yè)上常用的糖化方法有兩種，一種是工業(yè)上常用的糖化方法有

6、兩種，一種是間斷糖化法，另一種是連續(xù)糖化法。間斷糖化法，另一種是連續(xù)糖化法。2.2 2.2 淀粉的酶糖化工藝淀粉的酶糖化工藝 淀粉的酶水解是用專一性很強的淀粉的酶水解是用專一性很強的淀粉酶將淀粉水解成相應(yīng)的糖。淀粉酶將淀粉水解成相應(yīng)的糖。2.2 2.2 淀粉的酶糖化工藝淀粉的酶糖化工藝 在葡萄糖及淀粉糖漿生產(chǎn)時應(yīng)用在葡萄糖及淀粉糖漿生產(chǎn)時應(yīng)用-淀淀粉酶和糖化酶的協(xié)同作用。粉酶和糖化酶的協(xié)同作用。-淀粉酶將高分子的淀粉割斷為短鏈糊精，淀粉酶將高分子的淀粉割斷為短鏈糊精，糖化酶迅速將短鏈糊精水解成葡萄糖。糖化酶迅速將短鏈糊精水解成葡萄糖。生產(chǎn)飴糖時則用生產(chǎn)飴糖時則用-淀粉酶和淀粉酶和-淀粉酶。淀粉

7、酶。 2.2.1 2.2.1 液化液化液化是使糊化后的淀粉發(fā)生部分水解，暴露出更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斷。多可被糖化酶作用的非還原性末斷。淀粉乳淀粉乳加熱加熱糊化糊化黏黏度大，攪拌困難，糊化均度大，攪拌困難，糊化均勻度不好。勻度不好。-淀粉酶催化糊化的淀粉水解，分解到淀粉酶催化糊化的淀粉水解，分解到糊精和低聚糖大小的小分子，黏度急速糊精和低聚糖大小的小分子，黏度急速下降，流動性增高。下降，流動性增高。液化機理液化機理 糊化糊化 液化液化淀粉淀粉(晶體晶體)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)加熱吸水膨脹加熱吸水膨脹鏈間交錯形成相互鏈間交錯形成相互聯(lián)系的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聯(lián)系的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

8、外膜破裂解體外膜破裂解體粘稠狀液體粘稠狀液體體積增加體積增加50-10050-100倍倍糊化液體糊化液體 -淀粉酶淀粉酶直鏈淀粉水解成低聚糖、直鏈淀粉水解成低聚糖、少量麥芽糖和葡萄糖。少量麥芽糖和葡萄糖。支鏈淀粉支鏈淀粉 -1,4鍵被鍵被任意分任意分解，但解，但 -1,6鍵不被分解。鍵不被分解。(1) 液化液化 2.2.1 2.2.1 液化液化2.2.1.1 2.2.1.1 液化的目的液化的目的（1 1）降低粘度，增加流動性；）降低粘度，增加流動性；（2 2）為下一步的糖化創(chuàng)造條件。）為下一步的糖化創(chuàng)造條件。 利用利用-淀粉酶，水解淀粉和其水解產(chǎn)物分子淀粉酶，水解淀粉和其水解產(chǎn)物分子中的中的-

9、1,4-1,4糖甙鍵，使分子斷裂，粘度降低。糖甙鍵，使分子斷裂，粘度降低。-淀粉酶屬于內(nèi)酶，水解從分子內(nèi)部進行，不能水解淀粉酶屬于內(nèi)酶，水解從分子內(nèi)部進行，不能水解支鏈淀粉的支鏈淀粉的-1,6-1,6葡萄糖苷鍵，但葡萄糖苷鍵，但-淀粉酶能越淀粉酶能越過過-1,6-1,6鍵繼續(xù)水解鍵繼續(xù)水解-1,4-1,4鍵，不過鍵，不過-1,6-1,6鍵的存鍵的存在，對于水解速度有降低的影響，所以在，對于水解速度有降低的影響，所以-淀粉酶淀粉酶水解支鏈淀粉的速度較直鏈淀粉慢。水解支鏈淀粉的速度較直鏈淀粉慢。2.2.1.2 2.2.1.2 液化機理液化機理 2.2.1.3 2.2.1.3 液化程度液化程度 根據(jù)

10、生產(chǎn)實踐，淀粉在酶液化工序中根據(jù)生產(chǎn)實踐，淀粉在酶液化工序中水解到葡萄糖值水解到葡萄糖值15 15 20 20范圍合適。范圍合適。2.2.1.4 2.2.1.4 液化方法液化方法 液化方法有三種：升溫液化法、液化方法有三種：升溫液化法、高溫液化法和噴射液化法。高溫液化法和噴射液化法。 2.2.2 2.2.2 糖化糖化 糖化是利用葡萄糖淀粉酶進一步將液糖化是利用葡萄糖淀粉酶進一步將液化液水解成葡萄糖。化液水解成葡萄糖。2.2.2.1 2.2.2.1 糖化機理糖化機理 葡萄糖淀粉酶從淀粉水解產(chǎn)物的非還原葡萄糖淀粉酶從淀粉水解產(chǎn)物的非還原性尾端開始水解性尾端開始水解-1,4-1,4葡萄糖苷鍵，使葡萄

11、葡萄糖苷鍵，使葡萄糖單位逐個分離出來，從而產(chǎn)生葡萄糖。糖單位逐個分離出來，從而產(chǎn)生葡萄糖。2.2.2.2 2.2.2.2 糖化操作糖化操作 糖化操作比較簡單，將淀粉液化液糖化操作比較簡單，將淀粉液化液引入糖化桶中，調(diào)節(jié)到適當?shù)臏囟群鸵胩腔爸?，調(diào)節(jié)到適當?shù)臏囟群蚿HpH值，混入需要量的糖化酶制劑，保持值，混入需要量的糖化酶制劑，保持2 23d 3d 達到最高的葡萄糖值，即得糖化達到最高的葡萄糖值，即得糖化液。液。 不同來源的葡萄糖淀粉酶在糖化的適宜不同來源的葡萄糖淀粉酶在糖化的適宜溫度和溫度和pHpH存在差別。存在差別。例如例如 曲霉糖化酶為曲霉糖化酶為55556060，pH3.5pH3.5

12、5.05.0； 根霉糖化酶為根霉糖化酶為50505555，pH4.5pH4.55.55.5； 擬內(nèi)孢酶為擬內(nèi)孢酶為5050，pH4.8pH4.85.05.0。2.2.2.2 2.2.2.2 糖化條件糖化條件 2.3 2.3 精制和濃縮精制和濃縮 糖化液精制的方法，包括糖化液精制的方法，包括中和、過中和、過濾、活性炭脫色和離子交換脫鹽濾、活性炭脫色和離子交換脫鹽等。等。2.3.1 2.3.1 中和中和 采用酸糖化工藝，需要中和，酶法糖采用酸糖化工藝，需要中和，酶法糖化不用中和。使用鹽酸作為催化劑時，用碳化不用中和。使用鹽酸作為催化劑時，用碳酸鈉中和；用硫酸作為催化劑時，用碳酸鈣酸鈉中和；用硫酸作

13、為催化劑時，用碳酸鈣中和。中和。 2.3.2 2.3.2 過濾過濾 過濾就是除去糖化液中的不溶性雜質(zhì)，過濾就是除去糖化液中的不溶性雜質(zhì)，目前普遍使用板框過濾機。目前普遍使用板框過濾機。2.2.3 2.2.3 脫色脫色除去糖液中的有色物質(zhì)和一些雜質(zhì)，得到澄清除去糖液中的有色物質(zhì)和一些雜質(zhì)，得到澄清透明的糖漿產(chǎn)品。透明的糖漿產(chǎn)品。工業(yè)上一般采用骨炭和活性炭脫色。工業(yè)上一般采用骨炭和活性炭脫色。 2.2.3 2.2.3 脫色脫色 脫色工藝條件：糖液的溫度為脫色工藝條件：糖液的溫度為8080；pHpH為為4.84.85.25.2； 脫色時間為脫色時間為25 min 25 min 30 min 30 m

14、in。2.3.3 2.3.3 離子交換樹脂處理離子交換樹脂處理糖液經(jīng)活性炭處理后，仍有部分無機鹽和有糖液經(jīng)活性炭處理后，仍有部分無機鹽和有機雜質(zhì)存在，工業(yè)上采用離子交換樹脂處理機雜質(zhì)存在，工業(yè)上采用離子交換樹脂處理糖液，起到離子交換和吸附的作用。糖液，起到離子交換和吸附的作用。 2.3.3 2.3.3 離子交換樹脂處理離子交換樹脂處理離子交換樹脂除去蛋白質(zhì)、氨基酸、羥甲基離子交換樹脂除去蛋白質(zhì)、氨基酸、羥甲基糠醛和有色物質(zhì)等的能力比活性炭強?？啡┖陀猩镔|(zhì)等的能力比活性炭強。 離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩種，目前普遍應(yīng)用的工藝為陽交換樹

15、脂兩種，目前普遍應(yīng)用的工藝為陽- -陰陰- -陽陽- -陰四只濾床串聯(lián)使用陰四只濾床串聯(lián)使用 。 濃縮，除去糖液中大部分水分，使?jié)饪s，除去糖液中大部分水分，使之達到要求的濃度。之達到要求的濃度。 淀粉糖漿為熱敏性物料，受熱易著淀粉糖漿為熱敏性物料，受熱易著色，所以一般在真空狀態(tài)下進行蒸發(fā)，色，所以一般在真空狀態(tài)下進行蒸發(fā)，溫度不宜超過溫度不宜超過6868。2.3.4 2.3.4 濃縮濃縮 3.1.1 性質(zhì)及應(yīng)用3.1.2 生產(chǎn)工藝（1）生產(chǎn)工藝（酶法）3 3 主要淀粉糖品的生產(chǎn)工藝主要淀粉糖品的生產(chǎn)工藝3.1 3.1 液體葡萄糖液體葡萄糖淀粉淀粉 調(diào)漿調(diào)漿 液化液化 糖化糖化 脫色脫色 離子交

16、換離子交換 真空濃縮真空濃縮 液體葡萄液體葡萄糖糖 （2 2）操作要點）操作要點3.2 3.2 結(jié)晶葡萄糖（包括全糖）結(jié)晶葡萄糖（包括全糖）3.2.1 3.2.1 工藝流程（工藝流程（酶法） 液化酶液化酶 糖化酶糖化酶 淀粉乳淀粉乳 液化液化 糖化糖化 精制精制 濃縮濃縮 濃糖漿濃糖漿 蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶 分蜜分蜜 干燥干燥 無水無水-葡萄糖葡萄糖 蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶 分蜜分蜜 干燥干燥 無水無水-葡萄糖葡萄糖 冷卻結(jié)晶冷卻結(jié)晶 分蜜分蜜 干燥干燥 含水含水-葡萄糖葡萄糖 凝固凝固 粉碎粉碎 干燥干燥 全糖全糖 噴霧干燥噴霧干燥 全糖全糖 3.3 3.3 麥芽糖漿（飴糖、高麥芽糖漿、麥芽糖漿（飴糖

17、、高麥芽糖漿、超高麥芽糖漿）超高麥芽糖漿） 麥芽糖漿是以淀粉為原料，經(jīng)酶法或麥芽糖漿是以淀粉為原料，經(jīng)酶法或酸酶結(jié)合的方法水解而制成的一種以麥芽酸酶結(jié)合的方法水解而制成的一種以麥芽糖為主糖為主(40%(40%50%50%以上以上) )的糖漿，按制法與麥的糖漿，按制法與麥芽糖含量不同可分為飴糖漿、高麥芽糖漿芽糖含量不同可分為飴糖漿、高麥芽糖漿和超高麥芽糖漿等。和超高麥芽糖漿等。3.3.1 3.3.1 飴糖飴糖 飴糖生產(chǎn)有固體糖化法與液體酶法，前飴糖生產(chǎn)有固體糖化法與液體酶法，前者用大麥芽為糖化劑，勞動強度大，生產(chǎn)效者用大麥芽為糖化劑，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，后者先用率低，后者先用-淀粉酶液化淀粉

18、漿，再用淀粉酶液化淀粉漿，再用麩皮或麥芽進行糖化，現(xiàn)已普遍使用。麩皮或麥芽進行糖化，現(xiàn)已普遍使用。液體酶法生產(chǎn)的工藝流程如下：液體酶法生產(chǎn)的工藝流程如下：大米大米 清洗清洗 浸漬浸漬 磨漿磨漿 調(diào)漿調(diào)漿 液化液化 糖化糖化 過濾過濾 濃縮濃縮 成品成品3.4 3.4 果葡糖漿（高果糖漿）果葡糖漿（高果糖漿）3.4.1 3.4.1 果葡糖漿的起源與型號果葡糖漿的起源與型號 果葡糖漿（高果糖漿）是淀粉經(jīng)果葡糖漿（高果糖漿）是淀粉經(jīng)-淀粉淀粉酶液化，葡萄糖淀粉酶糖化，得到的葡萄糖酶液化，葡萄糖淀粉酶糖化，得到的葡萄糖液，用葡萄糖異構(gòu)酶進行轉(zhuǎn)化，將一部分葡液，用葡萄糖異構(gòu)酶進行轉(zhuǎn)化，將一部分葡萄糖轉(zhuǎn)變

19、成含有一定數(shù)量果糖的糖漿，其濃萄糖轉(zhuǎn)變成含有一定數(shù)量果糖的糖漿，其濃度度71%71%，糖分組成為果糖，糖分組成為果糖42%42%，葡萄糖，葡萄糖52%52%，低，低聚糖聚糖6%6%。3.4.2 3.4.2 果葡糖漿的性質(zhì)與應(yīng)用果葡糖漿的性質(zhì)與應(yīng)用 3.4.3.1 3.4.3.1 液化液化3.4.3.2 3.4.3.2 糖化糖化3.4.3.3 3.4.3.3 異構(gòu)化（葡萄糖異構(gòu)酶）異構(gòu)化（葡萄糖異構(gòu)酶）3.4.3 果葡糖漿生產(chǎn)的機理 -淀粉酶淀粉酶 葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶 淀粉淀粉 調(diào)漿調(diào)漿 液化液化 糖化糖化 脫色脫色 壓濾壓濾 離子交換離子交換 初濃縮初濃縮 異構(gòu)化異構(gòu)化脫色脫色離子交換離子交換 葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖異構(gòu)酶濃縮濃縮 果葡糖漿果葡糖漿(果糖果糖42%，葡萄糖，葡萄糖53%) 3.4.4 3.4.4 生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝3.4.4.1 3.4.4.1 生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程果葡糖漿淀粉 葡萄糖 混合糖漿42%果糖 果糖 52%葡萄糖 葡萄糖 70%90%果糖6%低聚糖液化糖化酶異構(gòu)酶脫色精制濃縮分離異構(gòu)酶果葡果葡糖漿糖漿高果糖漿高果糖漿