淀粉水解制糖的分类

第四节淀粉水解糖的制备方法淀粉水解葡萄糖酸解法酶解法酸酶结合法根据原材料性质和催化剂不同酸解法：以酸为催化剂在高温下将淀粉转化为葡萄糖的方法．优点：生产方便；设备简单；水解时间短；设备生产能力大．缺点：设备要求高（耐高温，高压和酸碱）；副反应的存在；对原料要求高（淀粉乳浓度较低）．酶解法：以淀粉酶和糖化酶为催化剂将淀粉水解为葡萄糖的方法．优点：反应条件温和；专一性强，副反应少；淀粉乳浓度可以高些；产物质量高，杂质少．缺点：反应时间长；设备复杂；影响过滤。酸酶结合法：以酸和酶为催化剂将淀粉转化为葡萄糖的方法．优点：适合坚实的淀粉粒，如玉米，小麦等，用酶法液化较慢；用酸少，糖质好．

酸酶法：将淀粉酸解成糊精或低聚糖，再用糖化酶将其水解除成葡萄糖．优点：适合颗粒不均匀的淀粉，用酸水解不均匀，出糖率低；淀粉浓度高，伏案反应少，糖质好．酶酸法：将淀粉酶液化到一定程度，再用酸将其水解除成葡萄糖．酸解法淀粉调浆盐酸水糖化蒸汽冷却中和脱色压滤糖液滤渣活性碳Na2CO3。BX2624222019181716DE89.1789.2789.9291.1091.3092.7792.8193.01表6淀粉乳浓度与水解糖液DE值之间的关系酸的种类催化效能盐酸100.0硫酸50.35草酸20.42亚硫酸4.82醋酸0.8表7不同种类酸的相对催化效能盐酸催化效能高，但催化复合反应的能力也高。对设备腐蚀性大。用NaCO3中和，影响结晶葡萄糖，增加咸味。硫酸催化能力次之，用Ca(OH)2中和产生CaSO4沉淀，易沉积于管道结垢。需用离子交换除去。廉价，易于运输。草酸分解复合反应少，可较高的温度下水解，可回收草酸，但成本高。盐酸硫酸草酸含量%359871糖化剂酸量7.155.117.5贮运特殊要求特殊要求简单糖化罐材质铜，不锈钢铁衬铅，不锈钢铁衬铅，不锈钢腐蚀情况较严重较严重较轻中和剂种类NaOH，Na2CO3CaCO3，Ba(OH)2

，BaCO3CaCO3用量3.65.113.9中和后生成物NaClCaSO4CaC2O4糖液质量带盐浑浊清澈表8不同种类酸的水解的利弊比较12345678910水纯碱水活性炭排气排气冷却水蒸汽淀粉针对工艺提问1，4-调浆槽2-糖化锅炉3-冷却罐5-过滤机6-糖液暂贮罐7-糖液贮罐8-盐酸计量器9-水力喷射器10-水槽七、酸水解糖化工艺流程表9水解温度、压力与淀粉反应速度的关系水解温度（℃）反应压力（MPa）淀粉水解反应速度常数1190.100.1251330.200.4701380.250.7701430.301.200A、淀粉水解是用蒸汽直接加热来进行的，温度与淀粉的水解速度成正比表10糖化压力与时间的关系水解蒸汽压力（MPa）水解反应时间（分）0.30260.35180.409B、由于生产中常以压力的控制条件，当糖化锅内不存在不凝性气体时，温度与压力为同一指标，如表10所示：表11葡萄糖与氨基酸生成类黑精的相对反应速度糖氨基酸相对反应速度葡萄糖甘氨酸1葡萄糖赖氨酸4.35葡萄糖色氨酸1.25葡萄糖苏氨酸0.975葡萄糖丙氨酸0.675葡萄糖谷氨酸0.4250DE值糖化时间C、掌握糖化终点，控制糖化时间，是十分重要的。日本和欧美一些国家的很多工厂已采用连续糖化法。软水排气蒸汽淀粉硫酸水淀粉乳贮罐淀粉乳调节槽硫酸稀释罐粗滤器定量泵蒸汽喷射加热器维持罐蛇管控制阀分离器分离器贮罐等压管流量计压力表温度计CPR式连续糖化流程图间歇式连续式设备投资糖化罐较贵蛇管加热器及计量器较贵对淀粉质量的要求可用不同质量的淀粉淀粉质量要求稳定操作简单条件确定后较简单糖化温度134-144℃144-151℃151糖化时间15-30min10-15min蒸气量较多比间歇式少一半产品质量糖化不均匀，以产生分解反应产品质量均匀，分解产物少间歇式与连续式糖化方式的比较酶酸法制糖工艺分为两个阶段：淀粉液化(α-淀粉酶)液化液糖化(HCl、高温高压)一、α-淀粉酶的液化作用液化过程：淀粉→糊精→→低聚糖→麦芽三糖、异麦芽糖、二糖、葡萄糖……PF7658菌等产生作用方式：内切α-1，4键，无顺序性。主要影响因素：温度、pH、酶量、金属离子。方法：一次升温法、连续进出料法喷射液化法、分段液化法淀粉酶水解直链和支链淀粉酶酸法制糖工艺大米（或其他淀粉）→水洗→浸泡→粉碎→调浆→液化→灭酶→压滤→调酸→糖化→中和→脱色→压滤→糖液1.加底水，水位高出大米层50cm以上，开空气翻腾，清洗干净。有的不清洗，便于利用大米中的丰富生物素、磷盐。要求大米新鲜不霉变。2.排去淘米水，重新加水常温浸泡，夏天1-2h，春秋，3-4h，冬天4-6h，中途换水，以手可捏碎为佳。3.排去浸泡水，调好水量，控制粉浆浓度20oBe左右，粒度达到80目以上。4.泵入浆桶，搅动，加清水为15oBe左右。5.加入保护剂0.3%氯化钙，用纯碱水调pH至6.3—6.5。6.加入α－淀粉酶0.25—0.3%（调均匀，倒入粉浆搅拌）。7.液化锅先打入一部分底水（10%），通入蒸汽至80℃左右，进料，均匀一次进完，保持80℃为宜，逐步升至90℃，间歇通入空气，使料液均匀，保持10-20min，碘液检查至无淀粉反应。8.液化完全至100-102℃，保持5min灭酶。9.压滤除渣。10.缓缓加入盐酸，调pH至1.8。11.泵入底水，进入蒸汽使底水沸腾，打料毕升压至0.28MPa，保持10-15min左右，无水酒精检查终点。12.加入缓冲桶降温至80以下中和。13.碱液加入糖化液中和盐酸，调整pH至4.6-4.8，等电点除去杂蛋白质、氨基酸。14.利用树脂或活性炭脱色。酸酶法制糖工艺流程A．液化液的DE值液化是本工艺前道的关键工序，它先用盐酸将淀粉水解为各种低聚糖，然后转入下一工序糖化酶的底物，进一步酶解成葡萄糖。液化液的DE值低，则糖化后的糖液的DE值高，反之则相反。2．液化pH位对液化液质量的影响生产过程中，浆液的pH值应当调到1.4－1.5。pH值高到1.9时淀粉很难液化；pH值如果过低，液化过头，那也将使糖化后的糖液纯度(DE值)相应降低。3．糖化酶的质量和用量对糖化的影响糖化酶的用量主要决定于酶活力的高低和淀粉乳的浓度。酶活力高则用量少，淀粉乳浓度高，用酶量要增加。4．糖化的温度和pH位对糖化的影响

曲霉糖化酶，反应要求的适宜温度为60—65℃，pH值约为4.0－4.5。双酶法制糖工艺反应条件温和设备要求低较高的淀粉乳浓度下进行产物葡萄糖纯度高颜色浅，无苦味，质量高出糖率高，DE值＞98%一、优点酶水解位置水解次序水解产物液化淀粉酶1，4糖苷键无先后次序葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖异麦芽糖、低聚糖糖化糖化酶1，4和1，6从非还原性葡萄糖糖苷键末端开始淀粉酶解法的两个步骤17532蒸汽淀粉碱液氯化钙ª-淀粉酶糖化酶双酶法制糖工艺流程图水回流1465611710891213141516181-调浆配料槽2，8-过滤器3，9，14，17-泵4，10-喷射加热器5-缓冲器6-液化层流罐7-液化液贮罐11-灭酶罐12-板式换热器13-糖化罐15-压滤机16-糖化暂贮槽18-贮糖槽二、糖化酶的作用特性外切酶，从非还原端开始。作用于α-1，4键，也能切α-1，6键。主要由黑曲霉产生。含杂质，如葡萄糖转移酶，将葡萄糖、麦芽糖转化成异麦芽糖和潘糖等杂质，影响葡萄糖产率及纯度。三、糖化工艺不同来源的糖化酶，其最适作用温度也不同。采用较低的pH、颜色较好，便于脱色。加酶量适当。作用时间适当。淀粉的糊化：淀粉受热后，淀粉颗粒膨胀，晶体结构消失，相互接触变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象。糊化时的温度成为糊化温度。淀粉的老化：分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，即淀粉复结晶过程。淀粉酶很难进入老化的结晶区作用，淀粉很难液化，更不可能糖化。淀粉糊名称淀粉糊丝长度直链淀粉含量冷却时结成的凝胶体长度小麦短25很强玉米短26强高梁短27强粘高梁长0不结成凝胶体木薯长17很弱马铃薯长20狠弱各种淀粉糊的老化程度比较间歇液化法半连续液化法喷射液化法一次加酶液化法两次加酶液化法三次加酶液化法中温酶法高温酶法高温－中温酶法淀粉质原料直接液化法精致淀粉液化法升温方式加酶方式酶耐温性原料粗细酶法液化方法比较液化方法分类示意图精制淀粉液化法水解动力催化剂机械力机械液化法酸酶催化酶催化酸解酸酶法酸法酶法升温方式不同加酶方法不同酶耐温性不同原料粗细不同淀粉原料直接液化法中温酶法高温-中温酶法高温酶法三次加酶液化法两次加酶液化法一次加酶液化法喷射液化法半连续液化法（高温液化法、喷淋法）间歇液化法（直接升温法）喷射器型式高压蒸汽喷射液化法低压蒸汽喷射液化法两次加酶喷射液化工艺（DDS公司）酶淀粉+水+酶蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽配料罐喷射液化器保温罐95-97℃145℃二次液化罐在配料罐内，将淀粉加水调浆成淀粉乳，用Na2CO3调PH，使PH值处在5.0-7.0之间，加入0.15%的氯化钙作为淀粉酶的保护剂和激活剂，最后加入耐高温α-淀粉酶，料液经搅拌均匀后用泵打入喷射液化器，在喷射器中出来的料液和高温蒸汽直接接触，料液在很短时间内升温至95-97℃，此后料液进入保温罐保温60min，温度维持在95-97℃，然后进行二次喷射，在第二只喷射器内料液和蒸汽直接接触，使温度迅速升至145℃以上，并在维持罐内维持该温度3-5min左右，彻底杀死耐高温α-淀粉酶，然后料液经真空闪急冷却系统进入二次液化罐，将温度降低到95-97℃，在二次液化罐内加入耐高温α-淀粉酶，液化约30min，用碘呈色试验合格后，结束液化。液化程度的控制1.液化程度低，液化液的粘度就大，难易操作；2.葡萄糖淀粉酶属于胞外酶，水解只能由底物的非还原端开始，底物分子越小，水解的机会就越小，影响糖化；（DE一般为10-20oBe）3.液化程度低，易于老化，不利于糖化，特别会使糖化液的过滤性相对较差。4.30－40％左右的淀粉乳、pH6.0－7.0、85－90℃，淀粉酶加量为5-8U/g淀粉。项目酸水解法酸酶法酶水解法葡萄糖值(DE)919598葡萄糖含量(%)869397灰分(%)1.60.40.1蛋白质(%)0.080.080.1羟甲基糠醛(%)0.300.0080.003色度10.00.30.2淀粉转化率(%)909