《双酶法液化技术》课件

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《双酶法液化技术》
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❖淀粉的糊化与老化
糊化
• ❖糊化温度:淀粉颗粒开始膨胀,偏光十字消失,体积增大数倍,晶体结构 消失,变成糊状液体的温度。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。
❖糊化过程:不同淀粉的糊化温度是不同的。P72
预糊化→糊化→溶解
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《结双晶酶法性液的化结技术构》。
课题四:双酶法液化、糖化技术(重点)
1、双酶法制糖工艺 2、淀粉液化技术-液化定义、原理、糊化和老化 3、淀粉液化方法 4、淀粉液化的选择 5、液化程度的控制 6、低压蒸汽喷射液化工艺流程 7、低压蒸汽喷射液化工艺条件 8、喷射液化器及其技术 9、美国水热器及其技术
《双酶法液化技术》
一 、淀粉液化技术
《双酶法液化技术》
温度: 发生老化所需的温度称为老化温 度。(0-4℃)
本质:糊化的淀粉分子在温度降低时, 由于分子运动减慢,此时直链淀粉分 子和支链分子的分支都回头趋向于平 行排列,互相靠拢,彼此以氢键结合, 重新组成混合的微晶束。
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❖淀粉糊老化的控制:
1、分子组成的影响:直链较支链淀粉容易老化。 淀粉老化程度可以用冷却时结成的凝胶程度来表 示。
影响糊化因素
• 颗粒大小:小颗粒,结构紧密,糊化温度↗。 • 直链含量:含量多,分子结合力强,糊化温度↗。 • 电解质:电解质可破坏分子间氢键,糊化温度↘。 • 非质子有机溶剂:如二甲基亚矾、脲等,促进糊化,糊化温度↘。 • 物理因素:强烈研磨、挤压、蒸煮、射线等,促进糊化,糊化温
度↘。 • 化学因素:酯化、醚化,糊化温度↗。 • 糖、盐:破坏水化膜,降低水分活度,糊化温度↗。 • 脂类:淀粉与硬脂酸合成的复合物,糊化温度↗。 • 亲水胶体:明胶、干酪素、CMC、等与淀粉争水,糊化温度↗。 • 酸解和交联:增加分子间形成氢键的能力,糊化温度↗。 • 生长环境:在高温下,糊化温度↗。
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3、酸碱度:碱性条件更不易老化,但要考虑料 液透光和酶的最适pH。
4、温度和加热方式:一般采取高速升降温,目 前运用较多的是耐高温淀粉酶,液化温度可以达 到110℃。
5、淀粉糊的浓度:浓度越高,越易老化,一般 控制在10~15Be,
6、各种抗老化无机离子:CNS- > PO43-> CO32->I- >NO3->Br- > Cl- >Ba2+ >Sr2+ > Ca2+ >K+ >Na+
☞淀粉在糊化之前,α-淀粉酶是难以直接进入 淀粉颗粒内部与淀粉分子发生作用的。所以 淀粉一定要经过糊化阶段,酶才能开始发生 作用。
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● 液化的定义
液化是利用液化酶使糊化淀粉水解成 糊精和低聚糖等,使粘度大为降低,流 动性增高。
用反应方程式表达
(C6H10O5)n → (C6H10O5)x
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淀粉糊的老化
老化是糊化的逆过程
❖老化:
老化的弊端是什么?
是淀粉分子间氢键已经断裂的糊化淀粉又重新排列
形成新氢键的过程,也就是复结晶过程。也就是说: 淀粉稀溶液或淀粉糊在低温下静置一定时间,混浊度 增加,溶解度降低,甚至出现沉淀,如果冷却速度快, 溶胶会变成凝胶体。
在制糖过程中,淀粉酶很难进入到老化淀粉的结晶 区域,淀粉液化困难,糖化更加没法进行,所以必须 严格控制淀粉糊的老化。
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淀粉酶解法的两个步骤
酶 水解位置
液化 淀粉酶 1,4糖苷键
水解次序
无先后次序
糖化 糖化酶 1,4和1,6 糖苷键
从非还原性 末端开始
水解产物
葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖 异麦芽糖、低聚糖
葡萄糖
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●液化的原理
☞ α-淀粉酶是内切型淀粉酶,可从淀粉分子 的内部任意切开α-1,4糖苷键,不能水解α-1, 6糖苷键,液化产物除了麦芽糖和葡萄糖外, 还含有一系列带有α-1,6糖苷键的寡糖。
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●液化理论
• 糖化使用的糖化酶属于外酶,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,必须先将 大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖。
• 酶水解颗粒淀粉和水解糊化淀粉的速度比约 为1:20000。所以淀粉酶作用于淀粉前要先 加热淀粉乳,从而使淀粉颗粒吸水膨胀、糊 化、破坏其晶体结构。所以淀粉乳糊化是酶 法工艺第一个必要步骤。
2、液化程度:因为葡萄糖淀粉酶是先与底物分子 生成络合结构,而后发生水解催化作用,这需要 底物分子的大小具有一定的范围,才会有利于络 合结构的生成,水解程度高会导致最终葡萄糖值 低;过高则会导致液化淀粉的凝沉性强,易于重 新结合,过滤会非常困难。一般而言,淀粉液化 零时DE值控制12~18%.
思考? 影响老化的因素?
复合低聚糖
有机酸、有色物质等
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●葡萄糖对淀粉的理论转化率(P92)
(C6H10O5)n + n H2O = n(C6H12O6)
162.14
18.02 180.16
●淀粉产生葡萄糖的理论转化率为:
18.10610% 011% 1 16.124
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❖ 检测内容
● 葡萄糖含量 ● DE值
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液化方法的选择
❖淀粉制备糖工艺简述 淀粉水解常常有酸法,酸酶法和双酶法。
本章重点介绍双酶法。 每种方法的优缺点?
双酶法是用专一性很强的淀粉酶和糖化酶 作为催化剂将淀粉水解成为葡萄糖的方法。
酶解法优点
思考?
双酶法包括哪两个步骤?
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❖淀粉水解糖的制备方法
淀粉 水解
1 葡萄糖 复合 2
复合二糖
3 分解 5'-羟甲基糠醛
D值 X葡 干萄 物% %糖 质 10% 0
DE 值还 干原 物% % 糖 质 10% 0
● 糊精检测
◎ 用无水乙醇检查 (常用OD表示)
● 其它
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液化技术
●双酶法制备糖 酶解法制备葡萄糖可分为两步:第一步是液
化过程,利用α-淀粉酶将淀粉液化,转化为糊 精及低聚糖。第二步是糖化过程,利用糖化 酶将糊精或低聚糖进一步水解为葡萄糖。淀 粉的液化和糖化都在酶的作用下进行的,故 酶解法又称为双酶法。
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