葡萄糖浆生产工艺

第一章引言
凡是以淀粉为原料生产的糖统称为淀粉糖。

淀粉糖主要应用于食品工业，医药工业和化学工业。

葡萄糖浆主要应用于食品工业，占全部用量的95％，非食品工业仅占5％，主要是医药工业。

在食品工业中使用量最大的是糖果，其次是水果加工、饮料、焙烤，此外，在罐头、乳制品中也有使用。

葡萄糖浆在糖果制造中的作用主要是控制结晶度，以满足不同类型糖果的需要。

添加的葡萄糖浆要根据具体情况分别对待。

63DE 糖浆能增加糖果的吸湿性、柔软度、降低教度、抑制微生物腐蚀，常用于胶糖、软糖的生产。

而35—42DE酸转化葡萄糖浆可增加固形物含量，提高蔗糖溶解性，保证糖果粒度，常与蔗糖混合用于硬糖生产。

果脯是水果加工中的一种重要产品，选用63DE葡萄糖浆，黏度低、渗透性好，容易渗入果肉或果皮间隙，而低DE 值的糖浆，因平均分子量高，黏度大，效果就差。

葡萄糖浆用于酒精饮料有两方面的作用，一是控制悬浮性、熟度和甜度；二是作为发酵碳水化合物来源，应选用高DE值葡萄糖浆，在发酵或蒸馏萃取后加入。

葡萄糖浆在焙烤业中被大量使用，它能控制产品的流变特性，还原糖能提高面包皮的褐变反应。

糖浆中的低聚糖能控制产品组织结构，高DE值葡萄糖浆能使蛋糕吸水防止干燥，延长货架期。

葡萄糖浆用于冰棋淋生产，能控制产品柔软度、晶体形成和冰点，使产品变得光滑，无冰晶产生，不过甜，不掩盖风味。

葡萄糖浆在医药工业领域的应用包括作为抗生素生产的原料，
作为药丸糖衣，与蔗糖共同作为止咳液的载体。

医药工业：有食品级和医药两种。

口服糖标准低于医药级，同时有的还加入维生素、钙质等以提高营养供病人、老人、儿童服用。

葡萄糖同时还是重要的化工原料，是生产山梨醇、革露醇、维生素丙、维生素C、葡萄糖酸、葡萄糖醛、味精、醋酸等各种产品的原料，广泛地应用工业。

葡萄糖浆的生产，需经过淀粉液化后再糖化步骤。

方法通常有酸法，酸酶法和双酶法。

酸法水解制葡萄糖由于需要高温和盐酸作催化剂，因此会产生一些不可发酵性糖及一系列有色物质这不仅降低转化率，而且由于生产的糖液质量差，对后续精制带来不利影响。

酸酶法即酸法液化、酶法糖化。

在酸法液化时，控制水解反应，使DE值在20％～25％时即停止水解，迅速进行中和．调节pH值4．5左右，温度为55～60℃后加葡萄糖淀粉酶进行糖化，直至所需DE值，然后升温、灭酶、脱色、离子交换、浓缩。

酸酶法工艺虽能较好地控制糖化液最终DE值，但和酸法一样，仍存在一些缺点，设备腐蚀严重，使用原料只能局限在淀粉，反应中生成副产物较多，最终糖浆甜味不纯，因此淀粉糖生产厂家大多改用酶法生产工艺。

其最大的优点是液化、糖化都采用酶法水解，反应条件温和，对设备几乎无腐蚀；可直接采用原粮如大米(碎米)作为原料，有利于降低生产成本，糖液纯度高、得率也高。

考虑到实际情况，本文介绍利用双酶法。

液化采用两次加酶工艺的低压蒸汽喷射液化。

二工艺理论
一液化理论
1、液化：液化是淀粉加水成淀乳，加温糊化后，加液化酶使其水解成小颗粒，降低粘度的过程叫液化。

2、液化的目的：降低淀粉糊化液的粘度，增加流动性，制备糖化底物。

3、淀粉乳必须先糊化的原因：糖化使用的葡萄糖酶属于外酶，水解作用从底物分子的非还原末端进行。

为了增加糖化酶作用的机会，加快糖化反应速度，必须用а-淀粉酶将大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖。

但是淀粉结晶性结构对酶作用的抵搞力强。

例如细菌а-淀粉酶水解淀粉颗粒和水解糊化淀粉的速度比约为1：20000。

所以需要先加热淀粉乳，使淀粉颗粒吸水膨胀、糊化，破坏其结晶结构。

4、老化：淀粉的老化实际上是分了间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形
成新氢键的过程，也就是一个复结晶过程。

DE值越低，淀粉越容易老化。

5、液化液的标准：
①液化要均匀；
②蛋白絮凝要效果好；
③液化要彻底（在60℃时液化液要稳定，不出现老化现象，不
含不溶性淀粉颗粒，液化液透明、清亮）。

6、液化液的用途：
①用途之一是生产葡萄糖及果葡糖浆（产品）。

这种糖液希望葡萄糖含量
高、色泽浅、透明度高。

这种高DE值的酶法糖液过滤速度快。

②用途之二是生产中转化糖浆。

这种糖浆的糖化液过滤性相对较差。

③用途之三也生产葡萄糖，但是这种葡萄糖是作为发酵工业的碳源（如味精、甘油、青霉素、赖氨酸等）来使用。

这种糖液的粘度高低，直接决定后道提取的难易，因此这种葡萄糖液的过滤速度要求特别快。

二糖化理论
在液化工序中，淀粉由а-淀粉酶水解成糊精和低聚糖等较小分子产物，酶糖化是利用葡萄糖淀粉酶进一步将这些产物水解成葡萄糖。

1、理论收率
纯淀粉通过完全水解，因有水解增重的关系，每100g淀粉能生成111.11g 葡萄糖，反应如下：
(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6
淀粉水葡萄糖
162 18 180
100.00g 111.11g
因此，葡萄糖的理论收率为111.11%。

2、实际收率：在生产过程中，由于复合分解反应的发生及生产管理过程中
的损失，葡萄糖的实际收率仅有105~108%。

收率=糖液量（L）×葡萄糖含量（%）/投入淀粉量（kg）×淀粉含量×100%
3、淀粉转化率：是指100份淀粉中有多少份淀粉转化成葡萄糖。

4、DE值与DX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DE值。

DE值=还原糖含量（%）/干物质含量（%）×100%
还原糖用斐林氏法或碘量法测定，干物质用阿贝折光仪测定。

在此值得注意的是，阿贝折光仪所测出的浓度是指100g糖液中所含有的干物质的克数；而还原糖含量是指100ml糖液中所含有的还原糖的克数。

因此，DE值实际还应除以糖液的相对密度。

DX值：糖化液中的葡萄糖含量占干物质的百分率称为DX值。

DX值=葡萄糖含量（%）/干物质含量（%）×糖液相对密度×100%
DE值与DX值的区别：葡萄糖的实际含量稍低于葡萄糖值，因为还有少量的还原性低聚糖存在。

随着糖化程度的增高，两者的差别减少。

5、影响DE值的因素
①糖化时间对DE值的影响：液化液在适宜的条件下糖化，最初的糖化速度
快，约24小时达到90%以上，以后的速度很慢。

达到最高DE值以后，应当停止反应，否则，葡萄糖值趋向降低，这是因为葡萄糖发生复合分解反应。

②液化液DE值与糖化液DE值的关系：在碘试本色的前提下，液化液DE 值越低，糖化液DE值越高。

③民淀粉酶能DE值的影响
葡萄糖淀粉酶水解а-1,4葡萄糖苷键较快，但水解а-1,6糖苷键的速度很慢，因此单独使用葡萄糖淀粉酶，糖化最终DE值很难达到98%。

所以用能水解а-1,6糖苷键的异淀粉酶或普鲁兰酶与葡萄糖淀粉酶合并糖化，所得糖化液DE值达到99%以上。

④酶制剂用量与糖化液DE值的关系：为加快糖化速度，可以提高用酶量，缩短糖化时间，在此值得注意的有两点：针对不同原料，不同工艺和不同DE值，糖化时间和糖化酶用量略有调整；提高酶用量，糖化速度快，但酶用量过大，反而复合反应严重，导致葡萄糖值降低。

第二章工艺流程及工艺条件
2.1工艺流程
原料→调浆→配料→一次喷射液化→保温→二次喷射→高温维持→二次液化→冷却→糖化→灭酶→过滤→贮糖计量→发酵
2.2操作要点
2.2.1原料
原料选择普通黄玉米，淀粉含量取72.2%，玉米在山东省玉米是种植面积最为广泛的粮食作物之一，所以为我们的生产加工提供了更为广泛的生产原料，并且价格偏低，这就更加降低了我们的生产成本，更有利于经济效益的提升。

玉米成分如下：
2.2.2调浆
（1）淀粉浆浓度17～25波美度；
（2）氯化钙浓度0.15%～0.30%（固形物）；
（3）pH5.0～7.0；
（4）耐高温淀粉酶用量：0.4～0.8L/t淀粉。

2.2.3喷射液化
首先预热喷射器及层流灌至100℃，然后进行喷射液化，喷射器及层流罐内温度控制在95～105℃。

2.2.4高温处理
通过第二只喷射器将料液加热至120～145℃以上，并通过维持灌维持5～10min，120～145℃热处理可以达到灭酶、蛋白质凝固和淀粉分散三个目的。

2.2.5真空闪急冷却
经过真空闪急冷却系统，温度从120～145℃降到95～97℃
2.2.6二次液化
在二次液化罐内首先调整pH6.0左右，然后加入耐高温淀粉酶0.2L/t淀粉，液化约30min，碘试显本色，液化结束。

2.2.7糖化
（1）PH4.2～4.5。

（2）温度60±2℃，为防止糖焦化，用热水循环保温。

（3）糖化酶用量150u/g淀粉，糖化酶越少，副反应越少，且可溶性蛋白越少。

（4）糖化时间32h，糖化时间增长可以达到较高的DE值。

2.2.8糖化灭酶
用无水酒精检验无糊精存在时，糖化结束，然后将pH由4.2～4.5调到4.8～5.0，并加热至80℃，维持20min。

2.2.9过滤要点及顺序
（1）过滤前将料液冷却至60～70℃。

（2）过滤时所有板框压滤机同时使用。

（3）滤布为两套，以减少过滤及贮糖时间。

（4）过滤时，通过调节回流，使过滤压力流线增加。

（5）为了减少滤液中的悬浮物及缩短过滤时间，过滤压力不能超过196.13kPa。

（6）过滤困难时，可以通蒸汽，以疏通滤渣。

（7）为防止糖液变质，过滤完糖化料液时清洗糖化灌，洗液也要用泵打去过滤。

（8）过滤结束后用热水洗涤，温度60～70℃，用水量为1.65～2.0吨/立方米板框空隙体积。

（9）过滤洗涤后，用风将滤渣吹干。

2.2.10贮糖计量
贮糖时间不宜过长，什么时间发酵用糖，什么时间过滤；糖液在贮存时维持在60℃以上；糖液打入发酵罐后，糖化计量罐要清洗干净，洗液排掉。

2.2.11 清洗
整个糖化、液化结束后，设备、管道、泵等都要清洗干净。