淀粉糖的生产工艺和种类
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淀粉糖的生产工艺和种类
生产工艺有酸法、酶法、酸酶法三种,不同的工艺,其甜度、胶粘性、增稠性、保潮性、吸湿性、渗透压力、颜色稳定性、焦化性、还原性、发酵性是不同的,不管哪种工艺都是一个复杂的水解过程。淀粉水解过程存在三种主要反应:一是水解为葡萄糖;二是水解成葡萄糖后重新复合成异麦芽糖等复合糖;三是葡萄糖分解生成5-烃甲基糖醛及酸丙酸色素物质。
1.酸法水解。有盐酸、草酸,其中盐酸的水解淀粉能力高,但酸法水解缺乏专一性,同时产生复合反应,温度愈高,复合反应愈多,生成的有色物质多,颜色深,用酸量多,需中和碱量大,因之产生的灰分也多。
2.酶法水解。具有高度的专一性,副产物少,纯度高,糖色浅,因之减少了净化工序和净化剂的用量,与酸法相比,可以转化较高浓度的固形物,提高效率,减少损耗,降低成本,所得母液还可以利用,而且在常温常压下进行,设备工艺都比较简单。
3.酸酶法。投料资度18~20Bx°,为酸法的两倍,节省费用,缩短时间,DE 值(糖化率)可达96%,纯度高,糖液色浅,容易结晶析出,用酸量少,仅为酸法的20%,产品质量高。
淀粉糖产品由于是淀粉水解而得,因此,淀粉水解的速度、水解的程度、液化、糖化、净化、结晶、淀粉原料、催化效率以及工艺设备性能等,均能影响淀粉糖液的质量。淀粉品种不同,化学结构不同,对液化亦有不同的影响。淀粉中的蛋白质、脂肪、灰分等杂质均能影响催化效率,降低酸的有效浓度,尤其是淀粉中的含氮物质对热稳定性有明显的影响。硫酸铵受热分解产生氮与羧甲基糠醛作用,能产生大量有色物质,迅速焦化。玉米中的植酸盐要消耗部分酸。总之不
管什么液化方法,都存在不溶性淀粉颗粒,这种淀粉颗粒能与脂肪形成络合物,呈螺旋结构,不容易水解,降低了糖化率。
淀粉糖浆种类和品种目前,工业生产上按葡萄糖转化值(DE),把淀粉糖分成若干种,见89页表。
按液体葡萄糖值,还可以分为高转化糖浆(DE60~70)、中转化糖浆(DE38~42)、低转化糖浆(DE20以下)。产品品种有:
1.麦芽糖。是由两个单分子葡萄糖构成的双糖,其甜度低,热稳定性高于葡萄糖,通过氧化反应可以得到葡萄糖和其它低聚糖,还可以转化为麦芽糖醇、葡萄糖醇等。麦芽糖熬糖温度为155℃。比普通熬糖温度高。
2.低聚糖。系指麦芽三糖、四糖,其DE值低,粘度高,吸湿性差,适用于制作硬糖果、雪糕、糕点等等。
名称
DE
甜味
粘度
结晶性
结晶抑制作用
吸湿性
溶液冰点
平均分子量
结晶葡萄糖
99.3~100
小
大
小
小
低
小
精制葡萄糖97~98 大
小
大
小
小
低
小
粉末葡萄糖92~96 大
小
大
小
低
小
固形葡萄糖80~85 大
小
大
小
小
低
小
液状葡萄糖55~65 大
小
大
小
小
低
小
水饴
35~50
大
小
大
小
小
低
小
粉饴
20~40
小
大
小
大
大
高
大
3.低转化糖。DE值在20以下,主要组分为糊精,能溶于水,不甜,容易消化,不吸潮,适应于作增稠剂。低转化糖用酸法和酸酶法均可。酸法过滤困难,产品溶度低,易混浊或凝结。最好采用分段液化法。
4.果葡糖浆。这是一种新发展起来的淀粉糖浆,其甜度与蔗糖相等或超过蔗糖,因为果葡糖的糖分为果糖与葡萄糖,所以,称为果葡萄浆。它是D-葡萄糖
在异构酶和催化剂的作用下,部分地转化为果糖。异构化的原理是很简单的,高DE值的葡萄糖浆,经活性炭脱色,离子交换去盐和去除气体,再加入相应的催化剂和稳定剂,如镁盐、钴盐等,在pH值为6.5~8.5、温度为60~70℃完成异构化反应。对于pH值来说,每种酶都是特定的,不能任意选择。果葡糖浆的优点是任何种淀粉均可充作原料,不受地区和季节条件限制,工厂可以全年生产,原料资源丰富,价格便宜,用酶法生产,条件一般,设备简单,投资少,因此,果葡糖浆生产发展很快。
目前,正在进一步研究把糖化和异构化合并为一个工序,以缩短生产周期,简化工艺。还有研究用硼酸盐提高果糖比例工艺,亦有用离子交换树脂分别制取果糖和葡萄糖的实验等。
淀粉糖浆
淀粉糖浆是淀粉经不完全水解的产品,为无色、透明、粘稠的液体,贮存性质稳定,无结晶析出。糖浆的糖分组成主要是葡萄糖、低聚糖、糊精等。各种糖分组成比例因水解程度和采用糖化工艺而不同,产品种类多,具有不同的物理和化学性质,符合不同应用的需要。
目前,在我国工业上生产淀粉糖浆以中转化糖浆的产量最大,其次为麦芽糖浆或饴糖浆。果葡糖浆虽有生产,但产量相当低。由于这三种糖品,具有一定的代表性,现分述如下。
一、中转化糖浆它(DE值38~42)是生产历史最久,应用较多的一种糖浆,又常称为“标准”糖浆。
所有的淀粉原料都能生产糖浆,但应当选择质量高,含杂质少的精制淀粉。淀粉原料的质量愈高愈好,如果使用质量差的淀粉,依靠糖化后精制提高糖浆的
质量是不合算的。
工艺流程生产中转化糖浆,国内外一般都采用酸法工艺,主要的工序有糖化、中和、脱色和浓缩等。糖浆的品级有特、甲和乙级三种。
制作方法1.调粉。在调粉桶内先加部分水(可使用离交或滤机洗水),在搅拌情况下加入淀粉原料,投料完毕,继续加水使淀粉乳达到规定浓度(40%),然后加入盐酸调节至规定pH值。
2.糖化。调好的淀粉乳,用耐酸泵送入糖化罐,进料完毕打开蒸气阀升压力至2.8公斤/厘米2左右,保持该压力3~5分钟。取样,用20%碘液检查糖化终点。糖化液遇碘呈酱红色即可放料中和。
3.中和。糖化液转入中和桶进行中和,开始搅拌时加入定量废炭作助滤剂,逐步加入10%碳酸钠溶液中和,要掌握混和均匀,达到所需的pH值后,打开出料阀,用泵将糖液送入过滤机。滤出的清糖液随即送至冷却塔,冷却后糖液进行脱色。
4.脱色。清糖液放入脱色桶内,加入定量活性炭随加随拌,脱色搅拌时间不得少于5分钟(指糖液放满桶后),然后再送至过滤机,滤出清液盛放在贮桶内备用。
5.离子交换。将第一次脱色滤清液送至离子交换滤床进行脱盐、提纯及脱色。糖液通过阳-阴-阳-阴4个树脂滤床后,在贮糖桶内调整pH值至3.8~4.2。
6.第一次蒸发。离子交换后,准确调好pH值的糖液,利用泵送至蒸发罐,保持真空度在500毫米汞柱以上,加热蒸气压力不得超过1公斤/厘米2,控制蒸发浓缩的中转化糖浆浓度在42~50%左右。可出料进行第二次脱色。
7.二次脱色过滤。经第一次蒸发后的中转化糖浆送至脱色桶,再加入定量新