工业制糖

• 酶解法是在酶的作用下进行的，反应条件较温和，不需要耐高温高压 0011 0010 1010 1101 或 0001 0100 1011 而酸腐蚀的设备； • 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，淀 优点 粉转化率高； • 可在较高的淀粉乳浓度下水解。如酸解法一般使用 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。 • 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。
CH2OH
O OH O
CH2OH
OH O
CH2
OH O
CH2OH
OH
OH
OH
OH
OH
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。
全酶 酸酶 酸
(pas)
0 50
温度（º C）
END
Thank you！
2）淀粉液化条件对酶反应的影响 淀粉颗粒状态
问题
液化前，为何得先加热淀粉乳？
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： P64 a-淀粉酶活力与温度的关系PH=5.7
a-淀粉酶与PH的关系
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、淀粉液化的条件及液化程度的控制 淀粉结构式
1）淀粉的糊化与老化
由于淀粉颗粒的结晶性结构对酶作用的抵 抗力非常强,不能使淀粉酶直接作用于淀粉,而 需要先加热淀粉乳,使淀粉颗粒吸水膨胀、糊 化，破坏其结晶性的结构。
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。
淀粉的糊化
是指淀粉受热后，淀粉颗粒膨胀，晶体结构消失，互相接触变成糊状液体，即使停 止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象。
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 淀粉的老化 分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，也就 是复结晶过程。
总结
说说酸水解法、酸酶法和酶水解法三种不同水解工艺的优劣？
问题
不同水解工艺与糖化液的粘度 的关系
20
从制得的水解糖液的粘度来看，以 酶解法为最低，酸解法最高，如图4-18 所示。从水解糖液的质量、原料利用率、 粘 糖收得率、耗能及对粗淀粉原料的适应 度 情况来看，以酶解法最好，其次是酸酶 法，酸法最差。从淀粉水解的整个过程 所需的时间来看，酸法最短，酶法最长。
无色糊精 无色 不溶
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
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。
缺点
4
1
2
水解过程： 淀粉 蓝糊精 红糊精 无色糊精 麦芽糖 葡萄糖
淀粉结构式： 包括 水解过程中存在三大化学反应：
2
水解 淀粉 葡萄糖
复合二糖
复合低聚糖
1
中温酶法 高温酶法 高温-中温酶法
原料粗 细不同
淀粉原料直接液化法 精制淀粉液化法
两次加酶喷射液化工艺（DDS公司）P62图4-12
喷射液化器 保温罐
蒸汽 蒸汽 淀粉+水+酶
蒸汽 蒸汽 酶
145℃
配料罐
95-97℃ 二次液化罐
问题
1、比较酸法液化与酶法中喷射液化法？ 2、说说喷射液化的基本条件和优点？ 3、说说两次加酶的好处。 实验表明，可大大降低糖液的粘度，便于糖液的过滤。
100
100
酶 活 力 （ % ）
0 6 9
酶 活 力 （ ）
%
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
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
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？
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）液化的方法与选择
酸解 催化剂 酸法百度文库酸酶法
液化方法分类示意图P60图4-6
间歇液化法（直接升温法） 半连续液化法（高温液化法、喷淋法）
酸酶催化
酶催化 酶法
升温方式不同
喷射器型式
喷射液化法
高压蒸汽喷射液化法
低压蒸汽喷射液化法
水解动力
加酶方 法不同
一次加酶液化法 两次加酶液化法 三次加酶液化法
酶耐温 性不同 机械力 机械液化法
淀粉制糖工艺
1、淀粉水解糖的制备方法 2、酶解法制糖工艺 3、糖化
葡萄糖值---DE值
工业上用DE值（也称葡萄糖值）表示淀粉糖的糖组成。糖化液中的还原糖含量 （以葡萄糖计算）占干物质的百分率称为。
还原糖含量
DE值 = 干物质含量 100%
淀粉水解糖的制备方法
用于制备淀粉的原料主要有薯类、玉米、小麦、大米等富含淀粉的农产品。根据 原料淀粉的性质及采用的催化剂不同，淀粉水解为葡萄糖的方法有酸解法、酶解法以 及酸酶结合法等三种。
5-羟甲基糖醛
有机酸、有色物质
3
跳过
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
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
3、低压蒸汽喷射液化工艺及条件
1）工艺流程 调浆------配料-----一次喷射液化-----液化保温------二次喷射------高温维持------二次
液化------冷却------（糖化）
两次加酶喷射液化工艺
喷射液化器 保温罐
蒸汽
蒸汽 蒸汽 酶
145℃
蒸汽
淀粉+水+酶
配料罐
95-97℃ 二次液化罐
淀粉酶
糖化酶
葡萄糖、麦芽糖、 麦芽三糖
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
100
不同用酶量的糖化曲线
D C B A
0 72
酶的用量
葡 萄 糖 DE （ %
） 原则：酶活力低，液化液浓度高，用量则多，反之则少。
生产用量：30%淀粉，80-100单位/克淀粉。
糖化时间/ h
葡萄糖的复合反应
作用？
液化液
糖化罐
双酶法制糖工艺流程图P67图4-17
水 蒸汽
淀粉 碱液 氯化钙 ª -淀粉酶
回流
15 4 6 55 3 6 7 8 9 11 10
12
1 2
13 16 14 17
18
1-调浆配料槽 2，8-过滤器 3，9，14，17-泵 4，10-喷射加热器 5-缓冲器 6-液化层流罐 7-液化液贮罐 11-灭酶罐 12-板式换热器 13-糖化罐 15-压滤机 16-糖化暂贮槽 18-贮糖槽
两次加酶喷射液化工艺
喷射液化器 保温罐
蒸汽 蒸汽 淀粉+水+酶
蒸汽 蒸汽 酶
145℃
配料罐
95-97℃ 二次液化罐
在配料罐内，将淀粉加水调浆成淀粉乳，用Na2CO3调PH，使PH值处在5.07.0之间，加入0.15%的氯化钙作为淀粉酶的保护剂和激活剂，最后加入耐高温α-淀 粉酶，料液经搅拌均匀后用泵打入喷射液化器，在喷射器中出来的料液和高温蒸 汽直接接触，料液在很短时间内升温至95-97℃，此后料液进入保温罐保温60min， 温度维持在95-97℃，然后进行二次喷射，在第二只喷射器内料液和蒸汽直接接触， 使温度迅速升至145℃以上，并在维持罐内维持该温度3-5min左右，彻底杀死耐高 温α-淀粉酶，然后料液经真空闪急冷却系统进入二次液化罐，将温度降低到9597℃，在二次液化罐内加入耐高温α-淀粉酶，液化约30min，用碘呈色试验合格后， 结束液化。
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
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。