淀粉制糖第五章1

第五章

淀粉制糖

第一节

淀粉糖的种类及特性一、淀粉糖：以淀粉为原料，通过水解反应生产的糖类产品（可溶性糖）。二、种类：1、葡萄糖：是淀粉完全水解的产物，葡萄糖占干物重的95~97%。葡萄糖值（DE）：淀粉水解液中的还原糖全部当作葡萄糖计算所占干物质的比率%。2、果葡糖浆：将高纯度的葡萄糖经异构酶催化部分转化成果糖而形成的混合糖浆即果葡糖浆。

根据果糖占干物重的百分比有42%、55%和90%三种产品。3、淀粉糖浆：在淀粉水解生成葡萄糖的过程中，使其水解反应控制在一定程度停止而制成的糖浆产品。

（1）麦芽糊精：DE值在20%以下，其主要成分为聚合度在10以上的糊精和少量的低聚糖。

（2）中转化糖浆：DE值在38~42%的糖类产品。

（3）高转化糖浆：DE值在60~70%的糖类产品

后两者产品的组分为：葡萄糖、麦芽糖、低聚糖和糊精的混合物。4、麦芽糖浆（饴糖）：是淀粉经糊化、液化后，再经β-淀粉酶水解生产的糖浆产品。

（1）普通麦芽糖浆（饴糖）：麦芽糖含量在40~60%。

（2）高麦芽糖浆：麦芽糖含量在45~70%。

（3）超高麦芽糖浆：麦芽糖含量在70~85%。三、特性：1、甜度：糖浆的甜度随淀粉水解程度的增加而增加。

所以，单糖＞低聚糖＞糊精；果糖＞果葡糖浆≥蔗糖＞其它淀粉糖。2、溶解度：果糖＞蔗糖＞葡萄糖＞果葡糖浆＞麦芽糖浆＞淀粉糖浆。3、结晶性：蔗糖＞葡萄糖＞果糖，其它淀粉糖不能结晶。4、吸湿保湿性：果糖＞其它淀粉糖＞蔗糖。5、渗透压：单糖＞双糖＞淀粉糖浆。6、粘度：分子量大者粘度大。所以，单糖＜双糖＜混合淀粉糖浆。7、化学稳定性：

（1）糖本身：非还原糖大于还原糖。

（2）环境：酸性＞中性＞碱性。8、发酵性：单糖＞双糖＞多糖。单糖中以葡萄糖最易被利用。四、食品中作用：1、甜味纯正、柔和、风味好。

2、具一定的保温性和防腐性。3、有于肠胃吸收，易于被人体利用。4、还原糖利于烘烤食品上色。五、用途：1、食品工业上：

（1）果酱、果脯、蜜饯等糖制品，能提供足够的甜度，极好的色泽，并赋于天然水果味，同时消除“颗粒”、“返砂”现象。

（2）糖果中：增加糖果韧性，增加风味，冲淡蔗糖甜度，使甜味温和纯正。

（3）罐头饮料：添加果葡糖浆，不仅甜味足，更富水果风味，清爽宜人，品质上乘。2、医疗保健：

（1）葡萄糖用于针剂、输液和口服多维葡萄糖粉。

（2）饴糖在中医中缓冲、补虚、润肺之功效，适合糖尿病、心血管病、高血压和动脉硬化病人食用保健，还可制成芝麻糖、花生糖等食品。

（3）果葡糖浆用于止咳糖浆。

第二节

淀粉制糖的基本原理：一、淀粉的酸法水解：

（一）酸水解反应：淀粉+水

酸

葡萄糖

葡萄糖值（DE值）：糖化液中的还原糖全部当作葡萄糖计算所占干物质的百分率。（二）影响因素：1.酸的种类和浓度：

（1）种类：

酸

类

盐酸

硫酸

草酸

醋酸

亚硫酸水解能力10050.3520.426.84.82

因而，淀粉工业上常用盐酸或硫酸来水解淀粉。

（2）浓度：工业生产上常控制糖化液PH=1.5~2.5为宜。

酸浓度太大，虽能增加水解能力，但不仅对设备的腐蚀性很大，而且水解后中和生成的副产物的清理代价很大（盐酸用碳酸钠中和生成氯化钠；硫酸用碳酸钙中和生成硫酸钙）。2、淀粉乳浓度：在淀粉酸水解过程中，除前述的水解主反应外，还有两个副反应，即葡萄糖的复合反应与分解反应（图示）。

一般对淀粉糖浆调配淀粉乳浓度控制在22~24°Be′，结晶葡萄糖则调整为12~14°Be′。酸糖化条件控制产品温度（度）压力（MPa)时间（分）淀粉糖浆142~1450.25~0.288~9葡萄糖138~1470.25~0.3520~253、温度、压力和时间：生产上一般控制如下（见表）二、淀粉的酶法水解：（一）α-淀粉酶（淀粉1.4—糊精酶）：1、存在：α-淀粉酶普遍存在于动植物体内：大麦发芽后，细菌中的枯草杆菌、地衣芽孢杆菌等，含量最多（见表1-23）2、作用：为内切酶，水解1-4糖苷键，作用部位有随机性、任意性和无规则性。水解后生成短链的糊精和少量麦芽糖、葡萄糖等，使淀粉糊化液的粘度迅速下降，遇碘液不再显色，即所谓的液化，所以，α-淀粉酶又称为糊精酶或液化酶。3、特性：

（1）耐热性：70℃下稳定，个别高温α-淀粉酶可耐105℃高温。

（2）Ca#离子保护：在底物溶液中有Ca#离子存在的保护作用下，可增强其耐热力至90℃以上。（3）PH影响：该酶对酸敏感，不耐酸。PH=6.2~6.4最为适宜。（二）β-淀粉酶（麦芽糖酶）：

１、存在：在大麦和麸皮中含量最为丰富。大麦芽中含β-淀粉酶2300~2900单位/克；麸皮中含量为2400~2900单位/克。

２、作用：外切酶，水解1.4—糖苷链。它能从淀粉链的非还原性末端开始，依次切割下两个葡萄糖残基，形成一分子麦芽糖。它不能水解1.6—糖苷链。所以仅能将直链淀粉全部水解，遇到支链淀粉的分支复处不能起作用。留下界限分叉糊精。

３、特性：

（1）温度：适宜温度60℃。

（2）酸度：适宜PH值为5.0~5.4。（三）糖化酶（葡萄糖淀粉酶）：1.存在：主要存在于曲霉菌中，如As·4309号黑曲霉液体培养基中其酶活力可高达8000单位/ml。

２、作用：外切酶，既能水解1-4键，又能水解1-6键，但水解1-6键的速度要慢于水解1-4键。它从淀粉分子的非还原性末端开始，一次水解一个葡萄糖残基，生成葡萄糖。只要有合适的条件和充分的时间，它可以把淀粉完全水解成葡萄糖。即可制成高纯度的葡萄糖，所以又叫糖化酶。

３、特性：

（１）温度：适宜温度55~60℃。

（２）酸度：最适PH值为4.0～4.8。（四）脱支酶（支链淀粉酶）1.存在：存在于植物体内（又叫R酶）和微生物体内。常用来生成脱支酶的微生物有产气杆菌、芽孢杆菌、放线菌、黄杆菌等。我国是从产气杆菌培养液中得到。国外由酸性解普鲁兰芽孢杆菌所生产。2.作用：水解1.6—糖苷键，产物为直链淀粉或直链糊精，所以又叫脱支酶。3.特性：

（1）温度：适宜温度60℃。

（２）酸度：最适PH值为5.0～6.0。（五）异构酶

1.产酶菌种

（1）白色链霉菌：麸皮3%，玉米浆2%，氯化钙0.024%，PH=7，30℃，通气培养25~30小时，产酶量最高。

（2）玫瑰暗色链霉菌：麸皮4%，玉米粉1%，豆饼粉1.2%，硫酸镁0.1%，磷酸二氢钾0.1%，二氯化钴0.01%，PH=7，29~30℃，通气培养30小时，产酶量最高。2.酶的作用：为专一性异构酶，能把葡萄糖转化为果糖，而且反应不可逆。3.酶的特性：适宜温度55~65℃，PH=7.0~8.5，其转化率可达50%。4.酶的固定：

酶被固定化后形成的水不溶性酶叫固相酶。

常用的明胶包埋方固定法如下：

明胶+少量水加热溶化冷却40℃+培养菌体混合喷射0.5~1.5%戊二醛水溶液中

低温

干燥粉碎固相酶。

第三节

麦芽糖浆生产一、普通麦芽糖浆（饴糖）生产（一）原理：淀粉经糊化后，由α-淀粉酶液化，再由β-淀粉酶糖化，而形成的麦芽糖、糊精的混合糖浆。（二）工艺流程：

原料→清洗→浸泡→磨浆→调浆→液化→糖化→过滤→浓缩→成品（三）操作技术要点：1、原料：要求淀粉含量高，其它成分含量低的原料为好。一般以次大米、碎玉米、脱胚玉米胚乳、未发芽腐烂的薯类为原料生产的饴糖品质为优。2、清洗清选：利用干法和湿法除净杂质。以湿法为好。粮食用去石洗麦机；薯类用洗薯机。3、浸泡：薯类不需浸泡外，碎大米常温下2-4小时，玉米12-24小时。4、磨浆筛理：磨浆方法同前，小量生产可用磨浆机磨筛一次完成。磨浆细度以通过60~70目筛为准，磨浆时适量加水。5、调浆：

（1）浓度：18~22°Be′；

（2）PH值：加碳酸钠或盐酸调PH值至6.2~6.4；

（3）加CaCl2：粉浆量的0.2%；

（4）加α-淀粉酶制剂，用量为80~100单位/克淀粉，大约为浆量的0.2%左右；

（5）充分搅拌均匀。

设备：调浆罐或大锅、小锅等。6、液化：

（1）要点：A.温度85~90℃；B.时间：15~20分钟

；C.持续搅拌；D.检验：用I+KI溶液检验，呈金黄色为宜；E.灭酶：加热至100℃，灭酶杀菌。

（2）方法：A.升温液化法：在液化罐内调浆完毕后，通入蒸汽升温至85~90℃，到时间后灭酶。

B.间歇液化法：在液化罐中先加部分水，用蒸汽加热至90℃，在不停搅拌下连续注入配好的粉浆，并通汽保温85~90℃，粉浆注满后停止进料，保温20分钟，检验至液化完毕后升温灭酶，终止反应。C.喷射液化法：先用蒸汽预热喷射器至80~90℃，再用蒸汽喷射淀粉乳，这样受热快速、均匀，糊化、液化迅速。液化乳引入到保温桶中85~90℃下保温40分钟，即达到所需液化要求。

该法液化效果良好。7、糖化：

（1）冷却：液化液迅速冷却至65℃，冷却方式可用真空冷却，冷却塔蛇形管等。

（2）加酶：加入大麦芽浆2~4%或麸皮1~2%。

（3）搅拌均匀。

（4）糖化温度60~62℃。（5）时间维持3小时左右。

（6）检验：取样检查，以葡萄糖值DE=35~40为止。8、过滤：目的去除糖液中的各种悬浮杂质如纤维、蛋白质等。

（1）温度60℃；

（2）设备：板框式过滤机；

（3）操作：A.初流出的浑汁收集重回到糖液中再次过滤。B.透明清汁则收集作糖液用。C.过滤清液后，用热水洗涤糖槽过滤，浓滤液作糖汁收集。淡滤液作下一批调浆用水。

（4）滤饼：水分55%、干物质45%（其中蛋白18~20%、糖20%、纤维及其它60%）可作为精饲料入配合饲料用。9、浓缩：

分两步进行，先开口浓缩，后真空浓缩。

（1）开口浓缩：A.温度：90~95℃。B.设备：大锅或罐。C.加消泡剂0.2%，在70℃加入，搅匀。D.及时除去浮面杂质。E.加入0.02%的NaHSo3作脱色剂，搅匀。F.浓度：浓缩至糖液浓度达25°Be′时为止。（2）真空浓缩：A.温度70℃。B.真空度-0.08%MPa。C.浓度至42°Be′/20℃为止。D.成品：干物质含量75~77%，其中麦芽糖含量为40~50%。（四）、质量标准：1、感官要求：

（1）外观：粘稠状微透明液体，无可见杂质。

（2）色泽：淡黄色至棕黄色。

（3）气味：纯正，具麦芽糖正常气味，无异味。2、理化指标：（见表）3.卫生指标：

砷（mg/kg)≤0.5;铅（mg/kg）≤0.5；细菌（个/g）≤3000大肠杆菌（个/100g)≤3