第二章(2).ppt

第二章 淀粉水解糖的制备,1.制备方法生产的意义质量要求各种制备方法的优缺点,1.1 生产的意义,糖化：淀粉 葡萄糖淀粉水解糖：通过糖化制得的水解糖液。氨基酸生产菌种不能直接利用淀粉。,1.2 淀粉水解糖液的质量要求,糖液透光率90%（420nm）。不含糊精、蛋白质（起泡物质）。转化率90%。DE值（Dextrose equivalent，葡萄糖当量值）还原糖浓度16%。糖液不能变质。,1.3 各种制备方法的优缺点,酸法酶法酶酸法,2 酸法水解制糖的原理,催化剂：无机酸酸法水解包括三种反应：水解反应复合反应分解反应,2.1 水解反应,宏观上：,动力学角度：,反应物淀粉水（量很大，参与反应的水可忽略不记）。无机酸（催化剂，浓度不变）。属于假一级反应,反应速度与反应物浓度的关系,2.2 复合反应 淀粉水解生成的葡萄糖受酸和热的催化作用，又聚合为复合二糖、低聚糖等，反应是可逆的。这些糖不能被微生物利用，造成发酵残糖高，提取困难。复合二糖：龙胆二糖（-1，6）异麦芽糖（-1，6）低聚糖：潘糖（三糖）,复合反应进行的程度及所生成复合糖的种类因反应条件（如淀粉乳的浓度、酸的种类、酸的浓度、温度和时间等）不同而不同。淀粉乳的浓度 DE值在28以下，复合糖几乎不能生成。但随着DE值的增加，复合糖量逐步增加。,为了验证淀粉水解过程中复合糖生成量与淀粉乳浓度之间的关系，曾用淀粉乳进行的糖化实验与由葡萄糖实验的结果比较，结果见下表，结果基本一致。,酸的种类和浓度,不同种酸对于葡糖复合反应作用不同。曾有人用不同浓度的HCl、H2SO4、H2C2O4混于50%浓度的葡糖液，与98加热10h，测复合糖生成量，结果见下图。,作用温度与时间,复合反应随着温度的上升，时间的延长而增加，并超过水解反应速度。,2.3 分解反应 葡糖受酸和热的影响发生分解反应，生成5-羟甲基糠醛，与氨基化合物经美拉德反应，产生腐殖质；或5-羟甲基糠醛自身分解产生甲酸和乙酰丙酸。,分解反应进行的程度受反应条件（如淀粉乳的浓度、酸的种类、酸的浓度、温度和时间等）的影响。淀粉乳的浓度 分解反应进行的程度与淀粉乳的浓度有关，随着乳浓度的提高，分解反应加剧，色素加深。例如，用不同浓度的葡糖做实验，结果见下表。,酸的浓度,pH3.0时，5-羟甲基糠醛生成量最少，色素最浅。3.0pH3.0，色素逐渐加深。,作用温度与时间,分解反应随着温度的上升，时间的延长而增加，造成糖损失，色素增加，后提取精制困难。,3 酸水解工艺,3.1工艺流程,3.2 影响糖质量的因素,淀粉乳的浓度 合理控制，一般12-13Beo。酸的种类和浓度 H2C2O4 H2SO4 HCl 一般选用HCl，浓度0.6-0.8g/g干淀粉，pH1.2-1.7。,作用温度与时间 温度高，时间短，糖液质量好。HTST。温度高，时间长，糖液质量差。一般0.28-0.3 mPa，15-20 min。糖化设备与糖化操作 密闭糖化罐，D：H为1：1.15-2.5，耐腐蚀。为保证糖化均匀，罐体不能太大，一般不超过6 m3。,糖化终点控制,3.3水解糖液的中和、脱色中和 放罐水解液pH1.5左右，冷却至60左右，加Na2CO3调至pH4.6-5.0。脱色除杂 脱色方法：a.粉末活性炭0.1%左右。b.颗粒活性炭。c.离交树脂。,4 酶法制糖工艺,4.1 工艺流程淀粉的液化（利用-淀粉酶使淀粉分子水解成小分子糊精或低聚糖，粘度迅速下降的过程。）,液化方法：喷射液化升温液化液化条件 温度105-110、pH 6.4-6.5、加酶量10-12U/g干淀粉、液化时间30-60min。,淀粉的糊化 不同来源的淀粉颗粒，其淀粉分子以不同的排列方式形成具有不同的结晶型结构，加水、加热使淀粉颗粒吸水膨胀，使原来排列整齐的淀粉层结晶结构遭到破坏，变成复杂的网状结构，粘度增加的过程。不同来源的淀粉颗粒具有不同的糊化温度（包括开始膨胀温度、开始糊化温度和糊化终了温度）。例如，小麦分别为50、65、67.5；玉米分别为50、55、62.5；马铃薯分别为46.258.7 62.5。,淀粉的糖化（利用糖化酶将液化醪中的小分子糊精或低聚糖水解成葡萄糖的过程。）,糖化条件 温度601、pH 4.0-4.4、糖化酶用量100-120U/g干淀粉，糖化时间30-40 h。,