第节淀粉质原料的蒸煮糖化
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蓝→紫→红→浅红→不显色(即碘原色)
• 糖化酶：作用于淀粉的l，4键结合，能从 葡萄糖键的非还原性末端起将葡萄糖单位 一个一个的切断，因为是从链的一端逐渐 地一个个地切断为葡萄糖，所以称为外切 淀粉酶。
• β-淀粉酶：
β-淀粉酶能水解α-1，4糖苷键，不能水解α1，6糖苷键，遇此键水解停止，也不能越过继 续水解。水解由淀粉分子的非还原末端开始， 水解相隔的α- 1，4键麦芽糖，届于β-构型。故 叫β-淀粉酶，β-淀粉酶届于外切酶，水解产物 只有麦芽糖。
• 异淀粉酶：
异淀粉酶能水解支链淀粉和糖原分子中支叉 地位的α- 1，6糖苷键，使支叉结构断裂。但对 于直链结构中的α- 1，6糖苷键却不能水解。
• 普鲁蓝酶
能水解支叉结构和直链结构的α1，6糖苷键、支链淀粉、糖原和其 β-极限糊精及普鲁蓝分子中的β- 1， 6键。异淀粉酶或普鲁蓝酶与β-淀 粉酶合并水解，能使支叉开裂，使 β-淀粉酶继续水解，大大提高麦芽 糖的产率。
• 颗粒较大的薯类淀粉较易糊化，颗粒较小的谷物淀粉相对较 难糊化。
• 淀粉颗粒的构成如下图：
氢键
聚集
淀粉分子链 ───→ 针状晶体 ───→ 淀粉颗粒
2，淀粉的分子结构
• 淀粉可分为直链和支链淀粉两类。
• 直链淀粉通过α-1，4键连接 。
• 支链淀粉的直链部分通过α-1，4键连接，分 支点则有α-1，6键连接，支链平均有25个葡 萄糖基团，因而还原性末端数量较少。
• 缺点：不安全，蒸汽耗量大，温度无法 达到最佳温度，液化效果差，糖液过滤 性能也差。
连续（喷射）液化法
• 利用喷射器将蒸汽直接喷射至淀粉薄层， 以在短时间内达到要求的温度，完成糊 化和液化。喷射后，进入保温罐， 85~90℃保温45分钟。
• 优点：设备小，便于连续操作，原料利 用率高，转化率高，蛋白质凝聚好。但 要求一定压力的蒸汽，进出料的速度要 稳定。
第七章 淀粉质原料的蒸煮 糖化
第一节 淀粉的水解糖的制备
一、淀粉的水解的理论基础
1,淀粉的颗粒的外观
• 淀粉颗粒呈白色，不溶于冷水和有机溶剂，其内部呈复杂的 结晶组织。随原料品种和种类的不同，淀粉颗粒具有不同的 形状和大小。形状不规则，大致上可分为圆形、椭圆形和多 角形。
• 一般说来，水份含量高，蛋白少的植物，颗粒较大，形状较 整齐，大多为圆形或卵形，如马铃薯、甘薯的淀粉。
–酸水解：在微酸条件（pH5.6～6.3），淀 粉的局部酸水解现象
–在70℃以下，水解的产物是糖，75～80℃ 产物是糊精。
• 糖的变化
①己糖的变化（葡萄糖和果糖）：果糖 在酸性介质中不稳定，由于容易开链， 所以较易分解。部分的 5-羟甲基糖醛 缩合生成黄棕色色素。
葡萄糖在 pH2～4 内稳定性最佳。
• 工艺的不同
–间歇式、半连续式、连续式
• 设备的不同
–管式、罐式、喷射式
• 加酶方式的不同
–一次加酶、两次加酶、三次加酶
• 原料的精粗不同
–淀粉质原料直接液化、精制淀粉液化
2，酶法液化
（1）酶解法液化、糖化淀粉常用的酶
• α-淀粉酶：其作用是将淀粉迅速水解为糊 精及少量麦芽糖，对淀粉的作用，可将长 链从内部分裂成若干短链的糊精，所以也 称内切淀粉酶。淀粉受到α-淀粉酶的作用 后，遇碘呈色很快反应，如下表现：
④ 氨基糖反应：还原糖与氨基酸之间产 生的呈色反应称为氨基糖反应。氨基糖 反应不是一个简单的聚合反应，而是一 个过程相当复杂的反应。
NH2
己糖 糖醛
↓ 聚合
戊糖 → 羟甲基糖醛 ─→──→ 氨基糖
其他醛酮类
缩合
中间产物
二、淀粉的液化（糊化）
1，淀粉液化的方法 • 水解动力的不同
–酸法、酶法、酸酶法、机械液化法
② 戊糖的变化：蒸煮过程中戊糖和己糖 一样脱水生产糠醛，但是后者比羟甲基 糠醛稳定。
③ 焦糖化：
当温度达到糖的熔点时（185℃）， 糖分脱水形成黑色无定形物，统称焦糖。 焦糖不仅不能被发酵利用，而且还会阻 碍糖化酶对淀粉的糖化作用，影响微生 物的生长。焦糖化反应在高浓度醪液中 比低浓度中较易进行。在不易与溶液接 触的地方（如蒸煮锅的死角），或锅壁 局部过热处都容易发生。
（2）水-热处理Baidu Nhomakorabea目的
淀粉原料经过水热处理，使淀粉从细 胞中游离出来，并转化为溶解状态，以 便淀粉酶系统进行糖化作用，这就是原 料水-热处理的主要目的。
（3）淀粉的膨胀和溶解
• 膨胀：淀粉是一种亲水胶体，遇水加热后， 水分子渗入淀粉颗粒的内部，使淀粉分子的 体积和重量增加，这种现象称为膨胀。
• 糊化：在温水中，当淀粉颗粒无限膨胀形成 均一的粘稠液体的现象，称为淀粉的糊化。 此时的温度称为糊化温度。
（2）酶法液化方法 • 间歇（升温）液化法 • 半连续（高温、喷淋）液化法 • 连续（喷射）液化法
升温液化法
• 工艺：将浓度30~40%淀粉乳调整pH 到6.5，加入CaCl2 (0.01mol/L)和一定 量淀粉酶(5~8u/克淀粉)，剧烈搅拌， 加热到85~90℃，保持30~60分钟， 达到液化程度( DE 15~18 )，升温到 100℃，灭酶10分钟。
• 此方法简便，但效果较差，能耗大， 原料利用率低，过滤性能差。
高温液化法（喷淋连续进出料液化法）
• 工艺：将淀粉乳调整到适当pH和Ca2+浓 度，加入一定量的液化酶，用泵打给喷 淋头引入液化罐中（其中已有90℃热 水），淀粉糊化后，立即液化，至保温 罐90℃保温40分钟，达到液化的程度。
• 优点：设备和操作简单，效果比间歇液 化好。
• 一般植物中直链淀粉含量为20～25%，支链 淀粉占75～80%。
• 直链淀粉在70～80℃的水中可溶，溶液的粘 度较小，遇I2呈纯蓝色；支链淀粉在高温水 中可溶，溶液的粘度大，遇I2呈兰紫色。
3，淀粉在水-热处理过程的中变化
（1）水-热处理的概念
将淀粉质原料与水一起，在高温高压 或低温低压的条件下进行处理的过程。
• 溶解或液化：
淀粉糊化后，如果 提高温度至 130℃， 由于支链淀粉的全部 （几乎）溶解，网状 结构彻底破坏，淀粉 溶液的粘度迅速下降， 变为流动性较好的醪 液，这种现象称为淀 粉的溶解或液化。
（4）淀粉质原料的各个组分在水-热处理 过程中的变化
• 淀粉的变化
–自糖化：在50～60℃预煮时，原料自身的 淀粉酶系统活化，并分解淀粉生成糖和糊精
• 糖化酶：作用于淀粉的l，4键结合，能从 葡萄糖键的非还原性末端起将葡萄糖单位 一个一个的切断，因为是从链的一端逐渐 地一个个地切断为葡萄糖，所以称为外切 淀粉酶。
• β-淀粉酶：
β-淀粉酶能水解α-1，4糖苷键，不能水解α1，6糖苷键，遇此键水解停止，也不能越过继 续水解。水解由淀粉分子的非还原末端开始， 水解相隔的α- 1，4键麦芽糖，届于β-构型。故 叫β-淀粉酶，β-淀粉酶届于外切酶，水解产物 只有麦芽糖。
• 异淀粉酶：
异淀粉酶能水解支链淀粉和糖原分子中支叉 地位的α- 1，6糖苷键，使支叉结构断裂。但对 于直链结构中的α- 1，6糖苷键却不能水解。
• 普鲁蓝酶
能水解支叉结构和直链结构的α1，6糖苷键、支链淀粉、糖原和其 β-极限糊精及普鲁蓝分子中的β- 1， 6键。异淀粉酶或普鲁蓝酶与β-淀 粉酶合并水解，能使支叉开裂，使 β-淀粉酶继续水解，大大提高麦芽 糖的产率。
• 颗粒较大的薯类淀粉较易糊化，颗粒较小的谷物淀粉相对较 难糊化。
• 淀粉颗粒的构成如下图：
氢键
聚集
淀粉分子链 ───→ 针状晶体 ───→ 淀粉颗粒
2，淀粉的分子结构
• 淀粉可分为直链和支链淀粉两类。
• 直链淀粉通过α-1，4键连接 。
• 支链淀粉的直链部分通过α-1，4键连接，分 支点则有α-1，6键连接，支链平均有25个葡 萄糖基团，因而还原性末端数量较少。
• 缺点：不安全，蒸汽耗量大，温度无法 达到最佳温度，液化效果差，糖液过滤 性能也差。
连续（喷射）液化法
• 利用喷射器将蒸汽直接喷射至淀粉薄层， 以在短时间内达到要求的温度，完成糊 化和液化。喷射后，进入保温罐， 85~90℃保温45分钟。
• 优点：设备小，便于连续操作，原料利 用率高，转化率高，蛋白质凝聚好。但 要求一定压力的蒸汽，进出料的速度要 稳定。
第七章 淀粉质原料的蒸煮 糖化
第一节 淀粉的水解糖的制备
一、淀粉的水解的理论基础
1,淀粉的颗粒的外观
• 淀粉颗粒呈白色，不溶于冷水和有机溶剂，其内部呈复杂的 结晶组织。随原料品种和种类的不同，淀粉颗粒具有不同的 形状和大小。形状不规则，大致上可分为圆形、椭圆形和多 角形。
• 一般说来，水份含量高，蛋白少的植物，颗粒较大，形状较 整齐，大多为圆形或卵形，如马铃薯、甘薯的淀粉。
–酸水解：在微酸条件（pH5.6～6.3），淀 粉的局部酸水解现象
–在70℃以下，水解的产物是糖，75～80℃ 产物是糊精。
• 糖的变化
①己糖的变化（葡萄糖和果糖）：果糖 在酸性介质中不稳定，由于容易开链， 所以较易分解。部分的 5-羟甲基糖醛 缩合生成黄棕色色素。
葡萄糖在 pH2～4 内稳定性最佳。
• 工艺的不同
–间歇式、半连续式、连续式
• 设备的不同
–管式、罐式、喷射式
• 加酶方式的不同
–一次加酶、两次加酶、三次加酶
• 原料的精粗不同
–淀粉质原料直接液化、精制淀粉液化
2，酶法液化
（1）酶解法液化、糖化淀粉常用的酶
• α-淀粉酶：其作用是将淀粉迅速水解为糊 精及少量麦芽糖，对淀粉的作用，可将长 链从内部分裂成若干短链的糊精，所以也 称内切淀粉酶。淀粉受到α-淀粉酶的作用 后，遇碘呈色很快反应，如下表现：
④ 氨基糖反应：还原糖与氨基酸之间产 生的呈色反应称为氨基糖反应。氨基糖 反应不是一个简单的聚合反应，而是一 个过程相当复杂的反应。
NH2
己糖 糖醛
↓ 聚合
戊糖 → 羟甲基糖醛 ─→──→ 氨基糖
其他醛酮类
缩合
中间产物
二、淀粉的液化（糊化）
1，淀粉液化的方法 • 水解动力的不同
–酸法、酶法、酸酶法、机械液化法
② 戊糖的变化：蒸煮过程中戊糖和己糖 一样脱水生产糠醛，但是后者比羟甲基 糠醛稳定。
③ 焦糖化：
当温度达到糖的熔点时（185℃）， 糖分脱水形成黑色无定形物，统称焦糖。 焦糖不仅不能被发酵利用，而且还会阻 碍糖化酶对淀粉的糖化作用，影响微生 物的生长。焦糖化反应在高浓度醪液中 比低浓度中较易进行。在不易与溶液接 触的地方（如蒸煮锅的死角），或锅壁 局部过热处都容易发生。
（2）水-热处理Baidu Nhomakorabea目的
淀粉原料经过水热处理，使淀粉从细 胞中游离出来，并转化为溶解状态，以 便淀粉酶系统进行糖化作用，这就是原 料水-热处理的主要目的。
（3）淀粉的膨胀和溶解
• 膨胀：淀粉是一种亲水胶体，遇水加热后， 水分子渗入淀粉颗粒的内部，使淀粉分子的 体积和重量增加，这种现象称为膨胀。
• 糊化：在温水中，当淀粉颗粒无限膨胀形成 均一的粘稠液体的现象，称为淀粉的糊化。 此时的温度称为糊化温度。
（2）酶法液化方法 • 间歇（升温）液化法 • 半连续（高温、喷淋）液化法 • 连续（喷射）液化法
升温液化法
• 工艺：将浓度30~40%淀粉乳调整pH 到6.5，加入CaCl2 (0.01mol/L)和一定 量淀粉酶(5~8u/克淀粉)，剧烈搅拌， 加热到85~90℃，保持30~60分钟， 达到液化程度( DE 15~18 )，升温到 100℃，灭酶10分钟。
• 此方法简便，但效果较差，能耗大， 原料利用率低，过滤性能差。
高温液化法（喷淋连续进出料液化法）
• 工艺：将淀粉乳调整到适当pH和Ca2+浓 度，加入一定量的液化酶，用泵打给喷 淋头引入液化罐中（其中已有90℃热 水），淀粉糊化后，立即液化，至保温 罐90℃保温40分钟，达到液化的程度。
• 优点：设备和操作简单，效果比间歇液 化好。
• 一般植物中直链淀粉含量为20～25%，支链 淀粉占75～80%。
• 直链淀粉在70～80℃的水中可溶，溶液的粘 度较小，遇I2呈纯蓝色；支链淀粉在高温水 中可溶，溶液的粘度大，遇I2呈兰紫色。
3，淀粉在水-热处理过程的中变化
（1）水-热处理的概念
将淀粉质原料与水一起，在高温高压 或低温低压的条件下进行处理的过程。
• 溶解或液化：
淀粉糊化后，如果 提高温度至 130℃， 由于支链淀粉的全部 （几乎）溶解，网状 结构彻底破坏，淀粉 溶液的粘度迅速下降， 变为流动性较好的醪 液，这种现象称为淀 粉的溶解或液化。
（4）淀粉质原料的各个组分在水-热处理 过程中的变化
• 淀粉的变化
–自糖化：在50～60℃预煮时，原料自身的 淀粉酶系统活化，并分解淀粉生成糖和糊精