淀粉制糖

液化的作用：
一是降低糊化淀粉的黏度，增高流动性，使搅
拌更加均匀，从而使糊化更加均匀。
二是为下一步的糖化创造条件，液化过程中，
淀粉分子被水解到糊精和低聚糖范围大小的程度， 底物分子数量增多，糖化酶作用的机会增多，有利 于糖化反应。
液化机理
液化使用α-淀粉酶，它能水解淀粉和其水解产物 分子中的α-1,4糖苷键，使分子断裂，黏度降低。
淀粉的酶水解是用专一性很强的淀粉酶将 淀粉水解成相应的糖。 α-淀粉酶
作用点：α-淀粉酶属内切型淀粉酶，它作用于淀 粉时从淀粉分子内部以随机的方式切断α-1,4糖苷 键。
α-淀粉酶作用于直链淀粉和支链淀粉的方式 不同。
直链淀粉：第一阶段速度快，水解产物为麦芽糖、 麦芽三糖、直链麦芽低聚糖；第二阶段速度很慢， 如酶量充分，最终产物是麦芽三糖、麦芽糖、葡 萄糖。
酶的性质：
α-淀粉酶较耐热；
不耐酸，最适pH值为5.5-6.5；
均含有钙离子，钙与酶分子结合紧密，钙能保持酶 分子最适空间构象，使酶具有最高活力和最大稳定 性。
β-淀粉酶
一种外切型淀粉酶，它作用于淀粉时从非还原性 末端一次切开相隔的β-1,4键，顺次将它分解为两 个葡萄糖基，同时发生尔登转化作用，最终产物 全是β-麦芽糖。 酶源：β-淀粉酶以大麦芽及麸皮中含量最丰富。 性质：最适pH5.0-5.4，最适温度60℃。
树脂精制，浓缩得到无色透明的果葡糖浆产品。
麦芽糖浆:以淀粉为原料，经酶或酸结合法水解制 成的一种淀粉糖浆，和液体葡萄糖相比，麦芽糖 浆中葡萄糖含量较低，而麦芽糖含量较高。 按制法和麦芽糖含量不同可分别称为饴糖、高麦 芽糖浆、超高麦芽糖浆等，其糖分组成主要是麦 芽糖、糊精和低聚糖。
二、淀粉糖的性质 甜度
第七章 淀粉制糖
1、淀粉糖的种类及特性 2、淀粉糖的酸糖化工艺 3、淀粉的酶液化和酶糖化工艺 4、糖化液精制和浓缩 5、主要淀粉糖品的生产工艺流程 6、果葡糖浆的生产
本章重点内容
了解并掌握主要淀粉糖的种类、生产工艺
及应用
掌握淀粉糖生产的基本原理
淀粉糖：是以淀粉为原料，通过酸或酶的催化水 解反应生产的糖品的总称，是淀粉深加工的主要 产品。 淀粉糖的原料是淀粉，任何含淀粉的农作物，如 玉米、大米、木薯等均可用来生产淀粉糖，生产 不受地区和季节的限制。
葡萄糖：是淀粉经酸或酶完全水解的产物。由于 生产工艺的不同，所得葡萄糖产品的纯度也不同， 一般可分为结晶葡萄糖和全糖两类。 果葡糖浆：如果把精制的葡萄糖液流经固定化葡 萄糖异构酶柱，使其中葡萄糖一部分发生异构化 反应，转变成其异构体果糖，得到糖分组成主要 为果糖和葡萄糖的糖浆，再经活性炭和离子交换
3、温度、压力、时间 温度、压力、时间的增加均能增进水解作用，但过 高的温度、压力和过长的时间，也会引起不良后果。 温度、压力、时间的增加均能增进水解作用。 生产上对淀粉糖浆一般控制在283-303kPa，温度 142-145℃，时间8-9 min；
结晶葡萄糖则采用252-353kPa，温度138-147℃，时 间16-35 min。
渗透压力 较高浓度的糖液能抑制许多微生物的生长，单 糖的渗透压为二糖的两倍。
黏度 葡萄糖和果糖的黏度较蔗糖低，淀粉糖浆的黏度 较高，但随着转化度的增高而降低。 化学稳定性 葡萄糖、果糖和淀粉糖浆都具有还原性，在中性 和碱性条件下化学稳定性低，受热易分解成有色物 质，也容易与蛋白质类含氮物质起羰氨反应生成有 色物质。 发酵性
2、淀粉乳浓度 淀粉乳浓度越高，水解糖液中葡萄糖浓度越大，葡萄糖
的复合分解反应就强烈，生成龙胆二糖(苦味)和其他低聚 糖也多，影响制品品质，降低葡萄糖产率；但淀粉乳浓度 太低，水解糖液中葡萄糖浓度也过低，设备利用率降低， 蒸发浓缩耗能大。
通过调节淀粉乳的浓度可以有效的来控制复合和分解反应。 生产淀粉糖浆一般淀粉乳浓度控制在22～24波美度，结晶 葡萄糖则为12～14波美度。
比重=144.3/(144.3-波美度）

对于比水轻的：比重=144.3/（144.3+波美度） 一般来说，波美比重计应在15℃温度下测定， 但平时实际使用的时候温度一般不会刚好符 合标准，所以需要校正。一般来说，温度每 相差1度，波美计则相差0.054度。温度高于 标准时加，低则减。

三、酸糖化工艺 1、间断糖化法 在一密闭的糖化罐内进行
高温液化法
将淀粉乳注入约90℃的热水中进行糊化、液化。
优点：操作、设备简单，效果也不差；
缺点：淀粉不是同时受热，液化欠均匀，酶利用 不完全；
改进：对于液化困难的谷类淀粉（玉米），液化 后需要加热处理以凝结蛋白质类物质，改进过滤 性质。
喷射液化法
淀粉乳与蒸汽在喷射液化器的混合管中混合加热 后，进入保温桶进行保温。
酵母能发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等，但 不能发酵较高的低聚糖和糊精。
第二节 淀粉糖的酸糖化工艺
淀粉在酸或淀粉酶的催化作用下发生水解反应， 其水解最终产物随所用的催化剂种类而异。
一、酸糖化机理
淀粉乳加入稀酸后加热，经糊化、溶解，进而葡 萄糖苷链裂解，形成各种聚合度的糖类混合溶液。在 稀溶液的情况下，最终将全部变成葡萄糖。在此，酸 仅起催化作用。
淀粉糖在口感、功能性上比蔗糖更能适应不同消 费者的需要，并可改善食品的品质和加工性能。
第一节 淀粉糖的种类及特性
一、淀粉糖的种类及特性 按成分组成来分大致可分为：
1 液 体 葡 萄 糖
2 葡 萄 糖
3 果 葡 糖 浆
4 麦 芽 糖 浆
液体葡萄糖：是控制淀粉适度水解得到的以葡萄 糖、麦芽糖以及麦芽低聚糖组成的混合糖浆。
步骤：开启糖化罐进汽阀门，排除罐内冷空气→
保持罐压0.03-0.05 MPa →尽快连续进料→迅速升 压至规定压力→立即快速放料
2、连续糖化法 直接加热式：蒸汽喷射加热器 工艺流程：淀粉乳与酸液分别在贮槽内储存→调 配罐内混合→调整浓度和酸度→用定量泵输送淀 粉乳至维持罐→蒸汽喷射加热器升温→在蛇管反 应器进行糖化反应→控制温度、压力和流速，以 完成糖化过程→糖化液进入分离器闪急冷却→二 次蒸汽急速排出→糖化液迅速至常压，冷却到 100℃以下→进入贮槽进行中和
盐酸——假设水解力为100，用碳酸钠中和，生成的氯化 钠，增加糖液的灰分和咸味，增加葡萄糖的复合反应。
硫酸——水解力为50.35，经石灰中和，生成的硫酸钙， 少量溶于糖液中，形成结垢，影响蒸发效率。 草酸——水解力为20.42，经石灰中和，生成的草酸钙不 溶于水，而且可减少复合分解反应，但草酸价格贵。
当较高浓度的糖溶液受到搅动或经放臵后，糖会发生结 晶从溶液中析出，这种现象称为糖的重结晶作用，俗称糖 的返砂。 淀粉糖浆可防止糖制品返砂。
吸湿性和保湿性 蔗糖、低转化糖或中转化糖浆吸湿性低，适合 做较干燥的产品。转化糖和果葡糖浆含有吸湿性最 高的果糖，适宜于做需要保持一定水分的产品。
不同种类食品对于糖吸湿性和保湿性的要求不 同。例如，硬糖果、软糖果、面包、糕点。
恒温下测定:
A B
A:样品入口； B：吸气口 记录液体到达规定刻度的时间
乌氏粘度计
波美度

定义

波美度（°Bé ）是表示溶液浓度的一种方 法。把波美比重计浸入所测溶液中，得到 的度数就叫波美度。
来源


波美度以法国化学家波美（Antoine Baume） 命名。波美是药房学徒出身，曾任巴黎药 学院教授。他创制了液体比重计——波美 比重计。
甜度,目前并没有客观的物理及化学方法可以测定,主要 是利用主观的人工品评来加以比较,所以甜度是相对而不是 绝对的。 影响甜度的因素很多，特别是浓度。
溶解度 各种糖的溶解度不相同，果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖。 葡萄糖的溶解度较低，在室温下浓度约为50％。 结晶性质
蔗糖易结晶，且晶体能长很大；葡萄糖也易结晶，但晶 体小；果糖难结晶。


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不同溶液的波美度的测定方法是相似的， 都是用测定比重的方法，根据测得的比重， 查表换算浓度。 现在对不同溶液的波美表都是专用的，如 酒精波美表、盐水波美表，这种波美表上 面，有测定溶液波美度对应的该种类溶液 的浓度，可以直接读数，不用查表了。


波美度与比重换算方法（比水重） 波美度= 144.3-(144.3/比重);
糖化酶(葡萄糖淀粉酶) 作用点： 糖化酶对淀粉的水解作用是从淀粉的 非还原性末端开始，依次水解α-1,4葡萄糖苷键， 顺次切下每个葡萄糖单位，生成葡萄糖。但专 一性差。 酶源和性质：不同来源的葡萄糖淀粉酶在糖化 的最适温度和pH值上存在一定的差异。 黑曲霉为55-60℃，pH值3.5-5.0； 根霉50-55℃，pH值4.5-5.5； 拟内孢霉为50℃，pH值4.8-5.0。
(C6H10O5)n + nH2O
nC6H12O6
淀粉——葡萄糖 龙胆二糖和其他低聚糖 ↓ 5-羟甲基糠醛——有色聚合物 ↓ 甲酸和其他有机酸
葡萄糖的复合反应和分解反应
在糖化过程中，水解、复合和分解3种化学反应同时 发生，而水解反应是主要的。
影响淀粉酸糖化的因素
1、酸的种类和浓度
由于各种酸的电离常数不同，虽摩尔数相同，但H+浓度 不同，因而水解能力不同。
脱支酶
脱支酶是水解支链淀粉、糖原等大分子化合物中α-1,6糖苷 键的酶。 脱支酶分为：
直接脱支酶：可水解未经改性的支链淀粉或糖原中的α-1,6糖 苷键；
间接脱支酶：仅可作用于经酶改性的支链淀粉或糖原 。 根据水解底物专一性的不同，直接脱支酶可分为异淀粉酶和 普鲁蓝酶两种。
二、液化
液化：是使糊化后的淀粉发生部分水解，暴露出更 多可被糖化酶作用的非还原性末端。它是利用液化 酶使糊化淀粉水解到糊精和低聚糖程度，使黏度大 为降低，流动性增高，所以工业上称为“液化”。 酶液化和酶糖化的工艺称为双酶法或全酶法。 液化也可用酸，酸液化和酶糖化的工艺称为酸酶法。
液化程度 根据生产实践，淀粉在酶液化工序中水解到DE 值15~20范围合适，水解超过此程度，不利于糖 化酶生成络合结构，影响催化效率，糖化液的最 终葡萄糖值较低。
液化方法（3种）
升温液化法
向淀粉乳中喷蒸汽加热后保持一段时间。
优点：设备、操作简单
缺点：糊化过程粘度增加，致使搅拌不均，料液 受热不均，液化不完全，效果差；形成的不溶性 淀粉粒，引起过滤困难； 改进：液化后加热煮沸10min
间接加热式
工艺流程：淀粉浆在配料罐内连续自动调节pH值 →用高压泵打入管式的管束糖化反应器内→内外 间接加热→反应一定时间后→经闪急冷却后中和
优点：物料在流动中可产生搅动效果，各部分受 热均匀，糖化完全，糖化液颜色浅，有利于精制， 热能利用效率高。
第三节 淀粉的酶液化和酶糖化工艺
一、淀粉酶
葡萄糖值（DE）：糖化液中还原性糖全部当做葡 萄糖计算，占干物质的百分率。淀粉糖工业上常 用葡萄糖值来表示淀粉水解的程度。
中转化糖浆： DE值为30%-50%，工业上产量最 大、应用最广；
标准葡萄糖浆DE值为42%； 高转化糖浆DE值在50%-70%； 低转化糖浆DE值为30%以下。

波美比重计有两种：一种叫重表，用于测 量比水重的液体；另一种叫轻表，用于测 量比水轻的液体。当测得波美度后，从相 应化学手册的对照表中可以方便地查出溶 液的质量百分比浓度。 例如，在15℃测得浓硫酸的波美度是 66°Bé ，查表可知硫酸的质量百分比浓度 是98%。 波美度数值较大，读数方便，所以在生产 上常用波美度表示溶液的浓度（一定浓度
支链淀粉：任意水解α-1,4糖苷键，不能水解α-1,6 糖苷键及相邻的α-1,4糖苷键，但可以越过分支点 继续水解α-1,4糖苷键，最终产物为葡萄糖、麦芽 糖、糊精。
酶源：来源于芽孢杆菌的α-淀粉酶水解淀粉分子中 的α-1,4键时，最初速度很快，淀粉分子急速减小， 淀粉浆黏度迅速下降，工业上称之为“液化”。最 适液化温度为85-90℃。