淀粉酶

淀粉的性状及组成



支链淀粉是由多个较短的α-1,4糖苷键直链结 合而成。每2个短直链之间的连接为α-1,6糖苷 键。 聚合度约1000～3000,000之间，一般在6000 以上。 遇碘呈紫红色反应。
2、淀粉的特性



糊化 ：淀粉在热水中能吸收水分而膨胀，最 后淀粉粒破裂，淀粉分子溶解于水中形成带有 粘性的淀粉糊 。 第一阶段：淀粉缓慢地可逆地吸收水分 第二阶段：当温度升到大约65℃时 ，淀粉颗 粒经过不可逆地突然很快地吸收大量水分后膨 胀，粘度增加很大。 第三阶段：当温度继续升高，淀粉颗粒变成无 形空囊，可溶性淀粉浸出，成为半透明的均质 胶体。

问题
1、在液化过程中为何要加入氯化钙，浓度为多少？ 2、淀粉液化约多少时间？液化温度多少？
工艺的特点： 利用喷射器将蒸汽喷射入淀粉乳薄膜，在短时间内通过喷射器快速升温145℃， 完成糊化、液化，使形成的“不溶性淀粉颗粒”在高温下分散，数量也大为减少， 从而使所得的液化液既透明又易于过滤，淀粉的出糖率也高，同时采用了真空闪急 冷却，增高了液化液的浓度。
3、酶解法
酶解法是利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀 粉水解为葡萄糖的方法。 酶解法可分为两步： 第一步，利用α-淀粉酶将淀粉液化； 第二步，利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解 转化为葡萄糖。生产上这两步分别称为液化和糖 化。由于在该过程中淀粉的液化和糖化都是在酶 的作用下进行的。因此酶解法又称为双酶法或多 酶法。
问液化时PH值和温度各为多少？
液化结束后，迅速将液化液用酸将PH调至4.2-4.5，同时迅速降温至60度，然后加入糖 化酶，保温数小时后，用无水酒精检验无糊精存在时，将料液PH调至4.8-5.0，同时加热到 90度，保温30分钟，然后将料液温度降低到60-70度时开始过滤，滤液进入贮糖罐备用。
作用？
麦芽糖
无色 微溶
葡萄糖
无色 溶
液化结束后，为何要进行灭酶处理，如何操作？
四、糖化
糖化是利用糖化酶（也称葡萄糖淀粉酶）将淀粉液化产物糊精及低聚糖进一步 水解成葡萄糖的过程。
酶
液化
糖化
水解位置
1，4糖苷键
1，4和1，6 糖苷键
水解次序
无先后次序
从非还原性 末端开始
淀粉结构式 水解产物
淀粉酶
糖化酶
葡萄糖、麦芽糖、 麦芽三糖
一、淀粉


1、淀粉的性状及组成
淀粉为白色无定形结晶粉末 形状有圆形、椭圆形和多角形三种 一般含水分高、蛋白质少的植物的淀粉颗粒比较大些，多成圆形或椭 圆形，如马铃薯、木薯等。
红薯淀粉颗粒
马铃薯淀粉颗粒
玉米淀粉颗粒
大米淀粉颗粒
颗粒小的呈多角形如大米淀粉。
淀粉的性状及组成



碳44.4％，氢6.2％，氧49.4％ 分为直链淀粉和支链淀粉 普通谷类和薯类淀粉含直链淀粉17％～27％， 其余为支链淀粉； 而粘高粱和糯米等则不合直链淀粉，全部为支 链淀粉。 直链淀粉聚合度约100～6000之间 遇碘反应是纯蓝色
加入能水解-1，6糖苷键的-1，6糖苷键葡萄糖苷酶；长并选用较高的糖化PH（6.0-6.2）
2、糖化工艺条件及控制
糖化是在一定浓度的液化液中，调整适当温度与PH值，加入需要量的糖化酶制 剂，保持一定时间，使溶液达到最高的葡萄糖值。
工艺过程如下： 液化----糖化----灭酶----过滤----贮糖计量----发酵
异麦芽糖、低聚糖、葡萄糖
1、糖化酶作用过程中应考虑的几个问 题
不同用酶量的糖化曲线
100
酶的用量
生产用量：30%淀粉，80-100单位/克淀粉。
葡 萄 糖 DE （ %
D C B A
） 原则：酶活力低，液化液浓度高，用量则多，反之则少。
源自文库
0 72
糖化时间/ h
糖化酶
糖化酶的特性 （1）pH对糖化酶酶活力及酶稳定性的影响 糖化酶的pH范围为3.0～5.5，最适pH范围为 4.0～4.5。 （2）温度对糖化酶酶活力及酶稳定性的影响 糖化酶温度范围为40～65℃，最适温度范围 为58～60℃。 （3）抑制剂 大部分重金属，如铜、银、汞、铅等都能对 糖化酶产生抑制作用。
葡萄糖的复合反应
100
糖化曲线
问题
影响复合反应程度的因素有哪些？
葡 萄 糖 （
DE %
）
0
温度和PH值
因酶的不同而不同，如曲霉糖化酶，温度为60度，PH4.0-5.0。
72
糖化时间/ h
问题：在大生产中，为什么选用较高温度、较低PH值糖化较好？
其它
问题：为防止葡萄糖复合反应的发生，可采用何种措施？
酶 活 力 （ ）
%
0 6 9
0 70 90
PH
金属离子
问题
不同来源的酶对热的稳定性与不同
总之：
3）液化程度控制
淀粉液化过程中，其液化气程度高好还是低好，为什么？
淀粉液化的目的？
淀粉液化的程度？ 液化终点控制方法? 淀粉 碘
无水酒精 蓝紫色 不溶
蓝糊精
蓝色 不溶
红糊精
红色 不溶
无色糊精 无色 不溶
• 1、酶解法是在酶的作用下进行的，反应条件较温和，不需要耐高温高 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 压或酸腐蚀的设备； • 2、酶作为催化剂的特点是专一性强，副反应少，故水解糖液纯度高， 优点 淀粉转化率高； • 3、可在较高的淀粉乳浓度下水解。 • 4、酸解法一般使用10-12Bx（含18%--20%淀粉）的淀粉乳，而酶解法 可用20—23Bx（含34%--40%淀粉）的淀粉乳，并且可以采用粗原料。 • 5、用酶解法制得的糖液较纯净、颜色浅、无苦味、质量高，有利于糖 液的充分利用。 • 6、双酶法工艺同样适用于大米或粗淀粉原料，可避免淀粉在加工过程 中的大量流失，减少粮食消耗。
α-淀粉酶的特性 （1）热稳定性 在60℃以下较为稳定 （2）作用温度 最适作用温度为60～70℃ （3）pH稳定性 在pH6.0～7.0较为稳定 （4）作用pH值 最适作用pH值为6.0 （5）与淀粉浓度关系 淀粉和淀粉的水解产物糊精， 对酶活力有很大的提高作用。 （6）钙离子浓度对酶活力的影响 （7）pH稳定性与钙离子的关系 （8）Ca2+、Zn2+、Cl－等对α-淀粉酶有激活作用； FeSO4、ZnSO4、CuSO4则有抑制作用。
1、淀粉酶解法的两个步骤
酶
液化 淀粉酶
水解位置
1，4糖苷键
水解次序
无先后次序
水解产物
葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖 异麦芽糖、低聚糖 葡萄糖
糖化 糖化酶
1，4和1，6 糖苷键
从非还原性 末端开始
2、糊化温度 发生糊化现象时的温度称为糊化温度，一般来讲， 糊化温度有一个范围。不同的淀粉有不同的糊化温度 举例：玉米、马铃薯、木薯、小麦等 糊化过程 第一阶段：预糊化。 第二阶段：糊化。 第三阶段：溶解。
CH2OH OH OH O 支链淀粉 (75-85%) 麦芽糖 α-1,4 异芽糖 α-1,6 纤维二糖 龙胆二糖
CH2OH
O OH O
CH2OH
OH O
CH2
OH O
CH2OH
OH
OH
OH
OH
OH
葡萄糖的分解反应
酸法水解淀粉过程中， 由于反应温度、压力过高， 时间过长，葡萄糖受酸和热 的影响发生分解反应，生成 5’-羟甲基糠醛，因5’-羟甲基 糠醛的性质不稳定，又可进 一步分解生成乙酰丙酸、蚁 酸等物质，而这些物质又能 自身相互聚合，或与淀粉中 所含的其他有机物质相结合， 产生色素。
液化液
糖化罐
说说酸水解法和酶水解法不同水解工艺的优劣？
问题
从水解糖液的质量、原料利用率、 糖收得率、耗能及对粗淀粉原料 的适应情况来看，酶解法好。 从淀粉水解的整个过程所需的时间来看， 酸法短，酶法最长。
0
2）淀粉液化条件对酶反应的影响 淀粉颗粒状态
PH值与温度 1、酶解包括哪两个步骤，分别用何种酶，水解有无先后次序？ 2、液化前，为何得先加热淀粉乳？ 3、说说最佳液化的温度和PH？
参看工 艺回答问题
从表中可看出
结论： a-淀粉酶活力与温度的关系PH=5.7
a-淀粉酶与PH的关系
100
100
酶 活 力 （ % ）
葡萄糖（失水）
5`-羟甲基糠醛 +甲酸 氨基酸 腐植质（色素）
实验结果证明：
1） 5`-羟甲基糠醛 是产生色素的根源 2）色素的生成量随葡萄糖浓度的增加而增加 3）PH值等于3时，色素的生成量最小
二、酶解法制糖工艺
酶解法优点
由酸法水解工艺可知，以淀粉为原料应用酸水解法 制备糖液，由于需要高温、高压和催化剂，会产生一些 不可发酵性糖及其一系列有色物质，这不仅降低了淀粉 转化率，而且生产出来的糖液质量差。自60年代以来， 国外在酶水解理论研究上取得了新进展，使淀粉水解取 得了重大突破，日本率先实现工业化生产，随后其他国 家也相继采用了这种先进的制糖工艺。酶解法制糖工艺 是以作用专一性的酶制剂作为催化剂，因此反应条件温 和，复合和分解反应较少，因此采用酶法生产不仅可提 高淀粉的转化率及糖液的浓度，而且还可大幅度地改善 了糖液的质量，是目前最为理想、应用最广的制糖方法。

三、液化
α-淀粉酶的使用要点
（1）α-淀粉酶系生化物质，光线、温度、湿度会引 起酶失活。在运输中应避免日光曝晒和雨淋，仓储 应保持清洁、阴凉和干燥。 （2）使用前1h用温水（40℃）将酶溶解，少量不 溶物不影响使用效果。如工艺需要，可进行过滤， 取滤液使用。 （3）如遇少量结块现象，可以粉碎后使用。 （4）使用量：活力为20000 U /ml耐高温淀粉酶， 每1t原料（淀粉）加0.5L左右，相当于10 U /g干淀 粉。
缺点
酶解法反应时间较长，设备要求较多，且酶是蛋白质，易引起糖液过滤 困难。当然，随着酶制剂生产及应用技术的提高，酶解法制糖将逐渐取代 酸解法制糖。
4
1
2
返 回
CH2OH O OH OH O CH2OH OH OH O CH2OH OH OH O CH2OH OH OH 直链淀粉 (15-25%)
CH2OH O OH OH O