淀粉生产与淀粉制糖

关于淀粉生产与淀粉制糖第1页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1淀粉的物理结构与性质1.1颗粒性质1.2吸附1.3糊化与凝沉1.4化学性质第2页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.1淀粉的颗粒性质

1.1.1淀粉颗粒的形貌1小麦2大麦3黑麦4高粱

5玉米6大米第3页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.1.1淀粉颗粒的形貌大小：用范围来描述以μm来计量形状：用描述性语言来表述淀粉颗粒的大小和形状是判断淀粉种类的依据之一第4页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五常见植物淀粉颗粒的大小淀粉粒来源粒径极限范围（μm）平均值（μm）淀粉粒来源粒径极限范围（μm）平均值（μm）玉米4～2615大麦6～3518马铃薯15～12033高粱3～2713木薯15～5025芭蕉芋10～5528小麦3～3820藕粉9～4022大米2～95葛根粉8～4224第5页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五

薯类淀粉颗粒微观形态偏光显微形态普通光学形态第6页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五偏光显微形态普通光学显微形态玉米淀粉颗粒的微观形态第7页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.1.2偏光十字

淀粉粒在偏光显微镜下观察,具有双折射性,在淀粉颗粒表面可以看到以粒心为中心的黑色十字,称为偏光十字。☆可用来判断淀粉粒内部的晶体结构方向。☆加热淀粉粒，偏光十字消失。第8页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.1.3轮纹结构

在淀粉颗粒表面具有的类似贝壳状的辉纹的结构。※是淀粉颗粒晶体结构的又一特征板栗第9页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.1.3轮纹结构1单粒2半复粒3复粒形成原因★各部分密度不同，折射率大小不同而造成。★淀粉粒在形成过程中，受昼夜光照的差别，造成葡萄糖供应数量不同，致使淀粉合成速度有快有慢而引起的。★白天供应葡萄糖多，形成淀粉的密度大，而夜间供应葡萄糖少，形成淀粉的密度小，从而出现层状结构。第10页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五

1.1.4晶体结构

淀粉颗粒X-射线衍射分析图谱

淀粉颗粒在形成过程中,由于生长速度和时期的不同,晶体结构表现出不同的致密程度,可通过X-射线衍射手段来分析晶体结构的特点第11页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.2吸附吸附现象产生的本质

直链淀粉分子和支链淀粉分子空间结构不同。

第12页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五淀粉的结构与组成直链淀粉支链淀粉化学键α-1,4α-1,4與α-1,6分子数数百至上千上千至数千溶解度佳较差粘性不强强碘蓝紫色红褐色胶体形成性大；水溶性強小分布內部外围含量15~20%80~85%第13页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五直链淀粉

分子在高温溶液中分子伸展，极性集团暴露，很容易与一些极性有机化合物通过氢键缔合，形成螺旋状结晶复合体。支链淀粉

分子结构呈树枝状，存在空间障碍，不易与其他化合物形成复合体沉淀。⑴对一些极性化合物的吸附

第14页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五⑵对碘的吸附直链淀粉:蓝色支链淀粉:紫色─→红色淀粉分子结构不同,形成螺旋程度不同,结合碘分子的量不同!？第15页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五

1.3.1糊化

糊化温度淀粉乳

淀粉糊

加热

这个过程就是糊化。淀粉颗粒溶解到冷水中形成的悬浮液淀粉颗粒在热水中形成的胶体溶液第16页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五几种常见淀粉的糊化温度第17页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.1.1影响糊化的因素※水分※碱※盐类※极性高分子有机化合物※脂类※直链淀粉含量的影响※其它因素第18页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五化合物对淀粉糊化温度的影响第19页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.2凝沉

淀粉胶体在长时间放置或突然降温的条件下,溶解度降低，形成沉淀或者浑浊的现象。●淀粉的凝沉作用在固态下也会发生，表现在淀粉制品失去原有的柔软性。第20页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五㈠淀粉凝沉的化学本质淀粉颗粒再次形成晶体的过程

在温度逐渐降低的情况下，溶液中的淀粉分子运动减弱，分子链趋向于平行排列，相互靠拢，彼此以氢键结合形成大于胶体的质点而沉淀。因淀粉分子有很多羟基，分子间结合得特别牢固，以至不再溶于水中，也不能被淀粉酶水解。

第21页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五㈡影响凝沉的因素⑴分子构造⑵分子大小⑶直链淀粉分子与支链淀粉分子的比例⑷溶液浓度⑸溶液pH及无机盐类⑹冷却速度第22页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化第23页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化在测定开始阶段，因为淀粉颗粒不能溶于冷水，粘度不变(a)。第24页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化当温度开始升高时，淀粉颗粒开始吸水溶胀(b)。第25页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化因为淀粉颗粒体积增大，互相碰撞、摩擦加剧，导致粘度增加(b)。第26页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化除此之外，越来越多的微粒从淀粉颗粒上被溶解下来，导致液体的粘度升高©。第27页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化淀粉颗粒在液体中忽降粘联。于是，粘度进一步升高(d)。第28页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化当大部分被溶解，而分子仍然保持完整没有被破坏时，此时的粘度为最大粘度第29页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化因为温度升高分子间化学键被破坏。溶解的淀粉和周围的凝胶在机械搅拌作用下被打断(e)。于是，粘度升高和降低再次达到平衡。粘度曲线表现为最大值。第30页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.3糊化过程中，温度变化引起的变化在测定的最后阶段(冷却)，被溶解的松散的分子重新规则排列回生)，粘度再次升高(g)。第31页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.3.4粘度曲线评价粘度温度升温保温降温糊化起始糊化起始（粘度开始增加的温度）第32页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五粘度温度升温保温降温糊化起始最大糊化1.3.4粘度曲线评价最大糊化（曲线第一次达到最高点时的粘度和对应的温度）。这一点指产品在蒸煮过程中所达到的粘度。第33页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五粘度温度升温恒温降温糊化起始最大糊化1.3.4粘度曲线评价糊化温度越低，淀粉完全糊化需要的能量越小。第34页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五粘度温度升温恒温降温糊化起始最大糊化升温终点粘度1.3.4粘度曲线评价第35页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五粘度温度升温恒温降温糊化起始最大糊化升温终点粘度降温起点粘度1.3.4粘度曲线评价第36页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五粘度温度升温恒温降温糊化起始最大粘度升温终点粘度降温起点粘度1.3.4粘度曲线评价在这一段持续高温作用下粘度的变化能反应糊化淀粉在温度和剪切作用下的耐受能力。第37页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五粘度温度升温恒温降温糊化起始最大糊化升温终点粘度降温起点粘度1.3.4粘度曲线评价淀粉种类不同，粘度降低的程度也不同。稳定性好和糊化温度高的淀粉在这一阶段能够保持粘度甚至粘度增加。第38页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五粘度温度升温保温降温糊化起始最大糊化升温终点粘度降温起点粘度降温终点粘度1.3.4粘度曲线评价第39页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五粘度温度升温恒温降温糊化起始最大糊化升温终点粘度降温起点粘度降温终点粘度1.3.4粘度曲线评价回生值淀粉在降温终点粘度的增加能反应淀粉的浓度增加能力。第40页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五1.4化学性质

⑴水解⑵氧化⑶成酯⑷烷基化▲淀粉化学性质是制作淀粉糖和变性淀粉的理论依据。第41页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2淀粉提取工艺2.1原理

⑴淀粉颗粒不溶解于冷水

⑵淀粉颗粒比重大于水⑶淀粉与其他成分比重不同第42页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2.2提取工艺(水提取法)玉米清理浸泡粗磨胚芽分离精制细磨纤维素分离蛋白质分离干燥玉米淀粉第43页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2.2.1浸泡目的改变胚乳的结构和物理化学性质削弱淀粉的粘着力降低籽粒的机械强度浸泡出部分可溶解的物质抑制微生物的有害活动第44页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2.2.1浸泡浸泡液：0.20～0.25%亚硫酸溶液浸泡方法：逆流浸泡法浸泡参数：时间：10～12h（60%），30～40h（10%）温度：48～50℃（原料佳），50～55℃（原料劣）浸泡效果：含水分：40～45%（湿基）可溶性物质含量≤2.5%

酸度≤70mL（0.1NNaOH滴定100克干物质消耗的数量）籽粒可以用两手挤裂，胚芽完整脱出，不粘附胚乳或果皮第45页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2.2提取工艺(水提取法)玉清理浸泡粗磨胚芽分离精制细磨纤维素分离蛋白质分离干燥玉米淀粉第46页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2.2.2胚芽分离

胚芽中含有50～55%的脂肪。胚芽磨碎会导致生产过程中，淀粉中的脂肪含量增加，使机器和筛子的工作表面粘附油脂，淀粉乳的品质劣变。胚芽分离设备：胚芽旋液分离器第47页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2.2提取工艺(水提取法)玉米清理浸泡粗磨胚芽分离精制细磨纤维素分离蛋白质分离干燥玉米淀粉第48页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2.2.3纤维素分离

筛分：曲面筛六角筛2.2.4蛋白质分离离心沉降流槽第49页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五2.2提取工艺(水提取法)玉米清理浸泡粗磨胚芽分离精制细磨纤维素离蛋白质离干燥玉米淀粉浸泡液纤维素胚芽蛋白质第50页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3淀粉糖制品⑴含义淀粉糖是以淀粉为原料，在催化剂作用下经水解反应生成的葡萄糖、果葡糖、麦芽糖及其混合物的总称。⑵种类淀粉糖的成分大致有糊精、麦芽糖、葡萄糖三种。第51页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.1DE值（葡萄糖值）

淀粉转化产物中，直接还原糖（通常以葡萄糖计）占总固形物含量的百分比。通常用来表示淀粉的分解程度。第52页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.2淀粉糖分类按照转化程度的高低，淀粉糖分为：低转化糖浆DE＜20

中转化糖浆38＜DE＜42

高转化糖浆60＜DE＜70第53页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.2淀粉糖的分类结晶葡萄糖全糖高转化糖浆中转化糖浆低转化糖浆（麦芽糊精）果葡糖浆麦芽糖浆（饴糖）第54页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.3淀粉糖的性质

⑴甜度⑵粘度⑶溶解度⑷结晶性⑸吸湿性和保湿性⑹渗透压⑺发酵性⑻化学稳定性⑼风味

第55页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.3.1甜度品种相对甜度蔗糖1.0果糖1.5葡萄糖0.7麦芽糖0.5乳糖0.4木糖醇1.0麦芽糖醇0.9果葡糖浆（42%转化率）1.0淀粉糖浆（42DE）0.5淀粉糖浆（52DE）0.6淀粉糖浆（62DE）0.7淀粉糖浆（70DE）0.8第56页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.3淀粉糖的性质

⑴甜度⑵粘度⑶溶解度⑷结晶性⑸吸湿性和保湿性⑹渗透压⑺发酵性⑻化学稳定性⑼风味

第57页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.4淀粉糖生产工艺常用工艺：酸糖化工艺酶液化和酶糖化工艺第58页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.4.1酸糖化工艺㈠机理淀粉乳加入稀酸后加热，经糊化、溶解，进而葡萄糖苷链裂解，形成各种聚合度的糖类混合溶液。在稀溶液的情况下，最终将全部变成葡萄糖。在此反应中，酸仅起催化作用。第59页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五㈡酸糖化工艺的影响因素

酸的种类和浓度

淀粉乳浓度温度、压力、时间第60页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五3.4.2酶液化和酶糖化工艺㈠液化液化是使糊化后的淀粉发生部分水解，暴露出更多可被糖化酶作用的非还原性末端。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，流动性增高。第61页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五淀粉酶（amylase）的分类及各自特点1、根据来源分：麦芽（α淀粉酶，植物）唾液淀粉酶，胰液淀粉酶（人、动物）细菌（枯草杆菌、芽孢杆菌）、霉菌淀粉酶（微生物）2、根据作用形式分：内部作用：α淀粉酶外部作用（末端作用）：β淀粉酶，葡萄糖淀粉酶第62页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五§α淀粉酶(水解α-1,4糖苷键,产物为α型)§β淀粉酶(水解α-1,4，α-1,3，α-1,6，产物为β型)§葡萄糖淀粉酶(水解α-1,4,产物为β型，从非还原端开始)§切枝酶(水解α-1,6糖苷键，异淀粉酶、普鲁兰酶等)§环状糊精酶(可以用作乳化剂，具有保香的效果，但是亲水性不是很好)§麦芽四糖和麦芽六糖生成酶§葡萄糖基转移酶(葡萄糖－－α-1,6糖苷键－－异麦芽糖,

异麦芽三糖等)3、根据作用方式和水解产物分类：第63页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五α淀粉酶性质：★最佳作用温度80℃左右（耐中温90-100℃，耐高温110℃），最佳作用pH5~6。★金属酶类，Ca++可以维持酶分子的构象，保持最大活力和稳定性。★MW：50000，PI4.0，-SH含量少，耐热性好用途：淀粉糖工业，制造葡萄糖、高浓度麦芽糖、果葡糖浆等的生成。第64页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五β淀粉酶

性质：★β淀粉酶广泛存在于植物和微生物中。★最佳作用温度60℃左右，最佳作用pH5~6。★目前工业上应用的主要来源于植物，植物来源的β淀粉酶对淀粉的水解率一般在60-65％左右。★MW：58000左右（514个AA组成），PI5-6

用途：淀粉糖工业，啤酒工业（糖化阶段）。第65页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五葡萄糖淀粉酶性质：★最佳作用温度50~60℃左右，最佳作用pH4~5。★葡萄糖淀粉酶主要来源于黑霉菌、根霉等微生物，★MW：5万~6万，是一种糖蛋白，含糖14~23%★葡萄糖淀粉酶作用时，产物构型受到底物浓度和温度的影响较大，当底物浓度和反应温度提高的话，产物的异构化程度提高，葡萄糖含量下降。用途淀粉糖工业，在酸酶法、双酶法生成工艺中，用于生成高纯度的葡萄糖。第66页，共81页，2022年，5月20日，10点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糖苷键＋＋＋α－1，6糖苷键－（跨越）－＋水解方式内外外产物构型α型β型β型跨越磷酸酯键+－＋（－）看来源粘度变化快慢慢与碘的显色消失程度快慢慢第67页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五各种不同的淀粉水解糖化产品的生产过程示意图第68页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五⑴液化的机理α-淀粉酶属于内切酶。可水解α-1，4糖苷键，不能水解α-1，6糖苷键，但是能越过α-1，6糖苷键，继续水解α-1，4糖苷键。

水解产物：

异麦芽糖、含有α-1，6糖苷键、聚合度为3—4的低聚糖和糊精。

第69页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五㈡糖化葡萄糖淀粉酶

从非还原性末端开始水解α-1，4糖苷键最终水解产物为葡萄糖也可水解淀粉的初级水解物产生β-葡萄糖。第70页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五常见淀粉酶的特点比较α淀粉酶β淀粉酶葡萄糖淀粉酶α－1，4糖苷键＋＋＋α－1，6糖苷键－（跨越）－＋水解方式内外外产物构型α型β型β型跨越磷酸酯键+－＋（－）看来源粘度变化快慢慢与碘的显色消失程度快慢慢第71页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五4变性淀粉

采用物理方法、化学方法以及生物化学方法，使原淀粉的结构、物理性质和化学性质改变，从而出现特定性能和用途的淀粉产品叫做变性淀粉。第72页，共81页，2022年，5月20日，10点13分，星期五天然淀粉的属性和性能界限

冷冰不溶性、老化易脱水、耐药性和机械性差、缺乏乳化力、被膜性差和缺乏耐水性等缺陷。制造变性淀粉的原理和方法

用某些化合物取