第六章葡萄糖ppt课件

在淀粉分子中，葡萄糖单位是呈 α- 构型存在，
应用酶法糖化工艺，使用葡萄糖酶催化水解，
生成的葡萄糖是 β- 构型，在酶水解的过程中 构型发生了转变，生成的 β- 葡萄糖在水溶液 中向 α- 构型转变，最后这两种异构体达到动 态平衡。无论采用酸法糖化或酶法糖化工艺， 所得淀粉糖化液中的葡萄糖都是不同异构体 的平衡体系，如投影结构式所表示:
件异构体的比例为36% 和64%。
这种平衡比例受浓度和温度的影响很小。 异构体转变的速度受温度、 H+离子及OH-离
子浓度影响． 温度上升则速度快，温度每上升10℃，速度 增快2.5倍；
在pH3-7之间转变速度低，在低于或高于这 个 pH 范围，转变速度都很快。
在工业生产所得淀粉糖化液中，葡萄糖异构
不同异构体的反应性质也存在差别。例如，葡萄糖
氧化酶能氧化葡萄糖成葡萄糖酸，但对β-异构体的 氧化速度大大快于α-异构体。β-异构体的氧化速度 为100。α-异构体只有0.64。
工业上生产的葡萄糖产品除这 3 种外，还有
“全糖”，为省掉结晶工序由酶法糖浆直接 制成的产品。
酶法所得淀粉糖化液的纯度高，甜味纯正，
在水溶液中，葡萄糖主要是以六环结构存在，
但也有微量的开链异构体。 根据用极谱分析测定，在pH7.0,25℃, 0.25mol的葡萄糖溶液中，开链葡萄糖异构体 的量只有0.024% (摩尔分数)。开链异构体的 量虽少，但作用并不小，α -和β -异构体的 相互转变都是经过它为中间体。
这 3种异构体是呈动态平衡状态存在，α-和
葡萄糖的溶解度随温
度的升高而增加，见 表7-2，表中数据都是 指平衡状态的溶解度。
根据溶解度绘制的葡
萄糖溶液的相图，见 图7-1。
由溶解度和相图都可以看
出，在饱和状态下，固体 相的葡萄糖随温度的不同， 以不同的异构体存在。
在50℃以下，固体相是含
水α-葡萄糖，50℃以上是 无水α-葡萄糖，115℃以上 是无水β-葡萄糖。不同葡 萄糖异构体的生产工艺便 是根据这种性质而确定的。
葡萄糖溶解度随异构体转变而变化的情况可由下列 事实说明。 于25℃，溶解α-葡萄糖于水中，最初浓度为30%， 由于向β-异构体转变，浓度增高，最后达到平衡状
态的51%。 溶解β-葡萄糖于水中，最初浓度为72%，由于向α异构体转变，含水α-葡萄糖结晶出来，溶液浓度降 低，最后达到平衡状态的51%。 若溶解无水α-葡萄糖于水中，最初浓度为62%，因 为在此温度含水α-葡萄糖为稳定的异构体，即发生 向含水α-异构体转变，并结晶出来，溶液中的α-异 构体又向β-异构体转变，最后达到平衡状态的51%。
体间的转变都已达到这动态平衡。
α-葡萄糖异构体的 比旋光度为+122.2。，β-
葡萄糖异构体的比旋光度为+18.7。随着异构 体的转变，比旋光度也随着转变，这种现象 称为“变旋光” 现象。
若溶解α-葡萄糖于水中，向β-异构体转变，
比旋光度逐渐降低，达到平衡状态时，比旋 光度为+52.5。，不再变化。
第六章葡萄糖
含水α-葡萄糖含有一个分子水，理论含水量为9.1%， 工业上生产一般干燥到含水量约 8.5%。
无水α-葡萄糖在25℃，空气相对湿度约 80% 以下 稳定，但相对湿度在85%- 89%时，则向含水α-葡萄 糖异构体转变，相对湿度在 90% 以上时，吸水量
超过含水α-异构体。无水α-葡萄糖对水分最敏感， 很少量水分存在(1% 以下) 即转变成α-异构体。
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含水 α- 、无水 α- 和无水 β- 葡萄糖分别为 30% 、 62%和72%。 但是溶解结晶葡萄糖于水后，立即发生异构 体的转变，影响溶解度。异构体转变达到动 态平衡后，在 25℃的溶解度为 51% ，这个溶 解度不属于那个异构体，而是平衡体系的溶 解度。因为在生产过程中，各工序的葡萄糖 溶液中异构体的转变已经达到平衡状态，应 当使用这个溶解度。
若溶解α－葡萄糖于水中，向α-异构体转变，
比旋光度逐渐升高，达到平衡状态时，比旋 光度达到相同的平衡值+52.5。 。
这个平衡比旋光度不属于α-或β-异构体，是
两种异构体旋光的总和，如下面方程式所表 示:
122.2 X 36/100 十 18.7 X 64/100 = 52.5
不同异构体具有不同的水溶解度，在 25℃，
生产含水α-葡萄糖在50℃
以下冷却结晶，生产无水 α-和无水β-葡萄糖在较高温 度用真空罐蒸发结晶。
在葡萄糖工业的发展初期，不了解葡萄糖溶
液中各异构体的平衡关系和有关规律性，曾 误认为与蔗糖相似，试用蔗糖结晶的方法， 遇到很大的困难。蔗糖溶液中不含有异构体， 情况简单得多。以后研究了葡萄糖溶液中的 平衡体系、结晶规律，于1920年以后确定了 目前通用的工艺，葡萄糖生产才得到大发展。
酶法糖化基本避免了复合反应，不需要再糖
化。酶法糖化液结晶以后所剩母液的纯度仍 高，甜味纯正，适于食品工业应用，但酸法 母液的纯度差，甜味不正，只能当作废糖蜜 处理。
酸法生产含水a-葡萄糖的工艺流程表示如 图
酶法葡萄糖生产工艺流程表示如下:
第一节 葡萄糖水溶液的平衡体系
经酸催化水解，生成的葡萄糖是 α- 构型，但 在水溶液中，向 β- 异构体转变，最后达到平 衡。这两种异构体呈动态平衡状态存在。
能够喷雾干燥直接制成颗粒状全糖，也可凝 固成块状，再粉碎成粉末状全糖。
这种产品的生产工艺简单，时间快，成本较
低，虽然质量不及结晶葡萄糖，但适于多种 食品工业和化学工业应用。
葡萄糖的生产因糖化方法不同在工艺和产品
方面都存在差别。
酶法糖化所得淀粉糖化液的纯度高，除适于
生产含水 α- 、无水 α- 、无水 β- 结晶葡萄糖以 外，也适于生产全糖。
酸法糖化所得淀粉糖化液的纯度较低，只适
于生产含水 α- 葡萄糖，需要重新溶解含水 α葡萄糖，用所得糖液经精制后生产无水 α- 或 β -葡萄糖。
用酸法糖化液制得的全糖，因质量差，甜味
不纯，不适于食品工业用。
酸法糖化产生复合糖类多，结晶后复合糖类
存在于母液中，一般是再用酸水解一次，将 复合糖类转变成葡萄糖，再结晶。