课件：海藻糖的定义和特性.ppt

第八章、其他淀粉糖的生产,基本内容： 学习海藻糖的酶法生产和淀粉制备山梨醇的方法 基本要求： 掌握淀粉制备山梨醇的生产方法，了解海藻糖的酶法生产,第一节 海藻糖 一、海藻糖的定义和特性 1.海藻糖的定义 海藻糖是广泛存在于动植物和微生物中，是一种非还原性双糖，不同于一般的双糖，海藻糖不带有游离醛基，具有化学稳定性。 分子式为：,1）具有异常的水合能力（亲水性强） 2）具有异常的玻璃化转变及晶型转型转变行为 3）高温时的化学惰性 4）防止淀粉老化和蛋白质变形,2、海藻糖的特征,3、海藻糖的某些性质,4、海藻糖产品的标准,5、海藻糖的功效,海藻糖具有重要的抗逆保鲜作用。这些现象被认为是海藻糖在冷冻、干燥、高渗透压等严酷环境下，对生物体膜、膜蛋白、DNA等发挥着保护功效之故。 被称为：生命之糖,6、海藻糖的应用,1）新型的甜味剂 协同甜味、香味，甜度低，口感柔和，食后不留味，还有防蛀牙。,2)是一种天然的食品保护剂： 可以取代化学防腐剂，提高食品安全性。如果在大米加工过程中加入2海藻糖，可以保持数年不变质；一些粉末调味剂、干燥食品容易吸潮而变质，加入海藻糖可以降低吸潮性，延长保存期。,3)海藻糖是一种多功能风味改良剂 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，加强，改善作用，并可以掩盖一些不良味道。还可以保持食品原有的风味。如奶粉。 4)与其他的糖类相比，海藻糖在人体内的吸收缓慢，血糖反应平缓，可以作为糖尿病人的保健食品。可以作为双歧杆菌的增值因子；具有较强的抗辐射作用，清除射线产生的自由基等。,5)海藻糖可以稳定组织细胞，非常有利于脱水蔬菜、肉类、水果等复水后还原为新鲜制品。 6)海藻糖容易被小肠吸收成为营养性物质，而且具有更平稳的血糖水平，适合用于配方生产的饮料，以提供能量、减轻疲劳与压力。 7)其他方面应用：保护作用，广泛用于化妆品。,第二节 海藻糖的生产方法 一、海藻糖的生产方法 1、目前常见的几种方法： 微生物提取法 酶合成法 发酵法 基因重组法,2、酶法制备海藻糖 2.1定义 采用葡萄糖、蔗糖或麦芽糖为基质，通过酶的作用变换成海藻糖的方法。 2.2工艺流程 本文仅介绍目前大工业生产海藻糖的方法，即酶法生产。见下图：,淀粉酶法制备海藻糖工艺流程,2.3 工艺说明 1）液化的关键酶低聚麦芽糖基生成酶：（MTSase),低聚麦芽糖基海藻糖水解酶和（MTHase)两种酶的协同作用，其作用机理为：,2）糖化的最适pH是5.66.4，温度为3540。 3）淀粉的水解率越低，海藻糖的生成率越高。 4）在使用的马铃薯、甘薯、玉米、小麦、木薯这几种淀粉中，以木薯淀粉的海藻糖生成率最高。 5）用该两种酶协同作用可以使海藻糖的含量达到80以上，而用其他的酶如麦芽糖磷酸化酶与海藻糖磷酸化酶的方法，制备得到的海藻糖的含量则偏低，一般为60。,第三节 糖醇的生产 一、概况 1、定义： 糖醇是一种多元醇，因为可以由相应的单糖还原生成，故称为糖醇。如葡萄糖可以还原生成山梨醇，果糖可以还原成甘露醇，麦芽糖可以还原生成麦芽糖醇等。,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，不经济，一般都是采用相应的糖，以催化剂催化加氢使糖氢化成相应的糖醇。 2）以不同水解程度的水解氢化的产物，含有麦芽糖醇、山梨糖醇、低聚糖醇等多种糖醇的混合物，也广泛的应用与食品工业。 3）糖醇一般作为健康食品广泛运用在防蛀牙、糖尿病、高血压和肥胖病人食品等方面。 4）目前国内外糖醇市场前景看好，其中山梨醇的消费尤为突出。,3、糖醇的特性： 1）甜度：除了木糖醇与蔗糖的甜度接近外，其他糖醇，甜度均低于蔗糖。 2）溶解热：糖醇类比蔗糖具有更大的溶解热，所以其结晶品作为固体食品如糖果，会有明显的清凉感。 3）粘度和吸湿性：糖醇类的相对粘度比蔗糖低，适合于食品加工。 4）耐热性：糖醇比蔗糖具有耐热性，在高温下，不会产生美拉德反应。,2019/8/30,19,可编辑,5）生理特性：糖醇类一般不会引起血中葡萄糖值的上升，所以是糖尿病人的理想甜味剂；糖醇在口腔中不被蛀牙的链球菌所利用，并能使口腔中的pH值略微上升，是一种防蛀牙的甜味料；糖醇还有帮助吸收钙的功效；糖醇不被胃酶分解，可以作为通便或缓泻剂。,二、山梨醇的制备 一）山梨醇的现状和发展 1、山梨醇是有较为纯的葡萄糖氢化制得的，与其他糖醇相比具有原料广泛，工艺简单，成本低等特点。 2、山梨醇的发展得于维生素的需要，目前基本所有的维生素的生产都是以山梨醇为起始原料。现在山梨醇还广泛的运用与医药、表面活性剂、醇酸树脂、日化等行业。,二）山梨醇的性质 1、为无色无味的针状晶体，熔点为9697.无臭味，可溶于水，微溶于甲醇、乙醇和醋酸等。 2、具有很大的吸湿性，在水溶液中不容易结晶析出，能螯合各种金属离子，不与酸碱起作用，不受空气氧化，也不易可溶性氨基化合物发生美拉德褐变。 3、山梨醇对热稳定性较好，比相应的糖高很多，对微生物的抵抗力较相应糖强，浓度在60以上就基本不容易受微生物的侵蚀。,4、商品的山梨醇有粉状结晶及液体两种，液体的一般含山梨醇5070。 5、山梨醇进入体内代谢，属于营养性甜味剂，但其代谢首先是缓慢扩散而被吸收，氧化成果糖，再被利用，参与果糖代谢途径，对血糖值和尿糖没有影响，可以作为糖尿病人的甜味剂使用。,三、山梨醇的主要用途 1、用于微生物C的生产 2、用作表面活性剂 3、用作保湿剂 4、在化学工业的应用 5、在食品工业中的应用 6、山梨醇用于医药,四、生产山梨醇的原料 目前世界各国生产山梨醇的原料主要有三种： 1、结晶葡萄糖：来源方便，纯度高，建立厂时不需设立原料车间，投资省，上马快。但成本偏高。 2、蔗糖或糖蜜：糖蜜净化后可以上柱分离制得果糖和葡萄糖。分离的果糖可以继续精制成含果糖90以上的商品。残余的葡萄糖经过氢化后制得山梨醇。该法原料便宜，成本低，但纯度不够。 3、淀粉糖化液：淀粉来源广，葡萄糖浓度高，纯度高，便于氢化。该法成本低，技术成熟，便于大规模投产。,五、淀粉制取山梨醇的工艺,1、工艺流程：,2、工艺说明 1）葡萄糖制备基本和双酶法制糖工艺相似； 2）淀粉含蛋白质含量不得超过0.5，否则会影响到产品的色泽和毒害催化剂； 3）糖液必须经过脱色、阴阳离子交换柱进行脱杂，以提高纯度，纯度要在95以上。最后用浓缩器蒸发浓缩到55； 4）葡萄糖液的氢化：有间隙和连续工艺，目前是间隙氢化居多。 工艺流程图为：,氢化压力：一般控制在58MPa.外加搅拌。 氢化温度：反应过程的温度增加，能大大加快氢化反应的速度，因为在高温下，分子运动加剧，增加了葡萄糖、催化剂、氢三者的接触机会。试验表明，温度从100到140时，其转化率从79提高到98.8。但再增加时，反应速度不再增加。,葡萄糖液的浓度：不同糖浓度的反应速度是不同的，如下表所示： 葡萄糖液的pH值：由于氢化采用镍铝合金活化的催化剂进行催化氢化。活性镍对酸性很敏感，所以不宜在酸性条件下氢化。一般要降pH调整到7.58.过高也会使糖异构化。 目前应用最广的催化剂是镍铝合金。,3、山梨醇原料的主要原材料规格 1)淀粉：蛋白质含量：0.5； 水分15、灰分1 酸度：100g耗0.1mol/l氢氧化钠不超过25ml； 2）葡萄糖：含量90、氯根180mg/kg、重金属10mg/kg 、淀粉无； 3）碳酸钠：含量97.5； 4）盐酸：含量30、铁0.01； 5）硫酸：含量9398、砷2mg/kg; 6）氢氧化钠：试剂级；