淀粉水解糖.

2019/12/231第四节淀粉水解糖的制备2019/12/232一、概述•1、定义•将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化（saccharification）•制得的糖液叫淀粉水解糖。•2019/12/23、主要成分2019/12/233、水解糖液质量控制指标：1．葡萄糖值：90以上2．糖液颜色：洁净，呈杏黄色或黄绿色3．透光率：90%以上4．糖液不含糊精(dextrin)5．糖液不能变质6．转化率：90%左右2019/12/23制备方法酸解法酶解法酸酶结合法4、制备方法2019/12/23二、酸解法1、淀粉酸水解原理直链淀粉(amylose)：α-1，4葡萄糖苷键缩合，聚合度小淀粉支链淀粉(amylopectin)：α-1，4键、α-1，6键，聚合度大。2019/12/23://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc8（1）淀粉水解过程：淀粉颗粒结构破坏，糖苷键断裂，其分子逐渐变小。先变成糊精、低聚糖、麦芽糖，最后才能生成葡萄糖。淀粉(amylum)糊精(dextrin)低聚糖(oligosaccharides)葡萄糖(glucose)：（C6H10O5）n+nH2On(C6H12O6)2019/12/23://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc11糊精：若干种分子大于低聚糖的碳水化合物的总称。具有还原性、旋光性、能溶于水，不溶于酒精，因分子大小的不同，糊精与碘可呈现不同的颜色。（蓝暗紫紫红褐暗红红浅红）2019/12/23（2）淀粉水解副反应2019/12/232、淀粉酸水解工艺（1）淀粉酸水解的工艺流程2019/12/23（2）淀粉酸水解条件的控制及对糖液质量的影响（a）淀粉乳浓度的选择：淀粉乳浓度（。Bx）2624222019181716DE值/%89.1789.2789.9291.1091.392.7792.8193.01可以看出，随着淀粉乳浓度的降低，糖液中葡萄糖值增加。当淀粉乳浓度从19°Bx降到18°Bx(10.5－12′Be)时，水解糖液DE值变化幅度最大，约上升1.47%。2019/12/23（b）酸的种类和用量硫酸草酸盐酸催化效能为100，常用，其量占干淀粉的0.6～0.7%，pH调至1.5左右。催化效能为50.35催化效能为20.452019/12/23（c）糖化压力和时间压力大，温度高，反应快。一般压力为２.５--２.８公斤／cm2,水解１５--２０分钟及时放料（５－１０分钟放完）2019/12/232030时间(分)淀粉酸糖化的曲线从糖化曲线可以看出,DE值到达最高点后即不再上升，相反会随着糖化时间的延长而稍有下降。(why?).2019/12/23糖化终点的检验：用无水乙醇检验无沉淀；碘液检验为无色，即为终点2019/12/23（d）糖化设备结构的影响糖化锅的容积不宜过大,一般70--80m3；锅体不能太高；也不能太矮：常采用的径高比（aspectratio）1:1.5，糖化锅的附属管道也应保证进出料迅速，物料受热均匀，有利于升压，有利于消灭死角，尽量缩短辅助时间。2019/12/23（3）水解糖液的中和脱色除杂纯碱烧碱降低酸度除去蛋白质边中和边测定pH值,温度在60-70℃pH值控制在4．6--5．0目的试剂注意2019/12/23（b）脱色、除杂活性炭吸附法、离子交换法、新型磺化煤脱色。2019/12/23（c）压滤一般采用60～70℃温度压滤为适宜。2019/12/23、酸法的优缺点及适应性：优点生产方便、设备简单、水解时间短，设备生产能力大缺点高温高压、酸性条件、过程复杂、副反应多、损失大适应性淀粉颗粒不宜过大、大小要均匀淀粉乳浓度也不宜过高。2019/12/23三、酸酶结合法1、酸酶结合法的优缺点及适应性如玉米、小麦等谷物原料的淀粉，淀粉颗粒坚硬，所以液化采用酸法。淀粉G值（DE值）10-15中和糖化优点：酸液化速度快，糖化时可采用较高的淀粉乳浓度。2019/12/232、酶酸法的优缺点及适应性如碎米淀粉，颗粒大小不一，若用酸水解，往往水解不均匀，出糖率低。优点：可采用粗原料淀粉，淀粉浓度（13Be'）较酸法（10Be'）高，生产易控制。时间短，淀粉水解副反应少。2019/12/23过程：淀粉———糊精、低聚糖———葡萄糖淀粉酶糖化酶液化糖化四、双酶水解法制糖工艺2019/12/23（一）液化利用淀粉酶将淀粉转化为糊精及低聚糖的过程叫液化（liquefaction/dextrinization）。1．淀粉酶的水解作用2019/12/23α－淀粉酶水解淀粉是从淀粉分子内部进行的，故此酶属于内酶，Text凝聚芽孢杆菌湿热脂肪芽孢杆菌地衣芽孢杆菌Textα-淀粉酶产生菌：2019/12/23．淀粉液化的条件及液化程度的控制（1）淀粉的糊化与老化淀粉糊化是指淀粉受热后，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。发生糊化现象时的温度为糊化温度。淀粉的老化是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，即复结晶过程。2019/12/23⑵液化的方法与选择水解动力：酸法、酸酶法、酶法、机械液化法；1生产操作方式：间歇式、半连续式、连续式；2设备:管式、罐式、喷射式（常用）；3加酶方式：一次、二次、三次；4酶耐热性：中温、高温、混合。52019/12/23（3）蒸汽喷射液化工艺及条件①工艺流程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至145℃，完成糊化、液化同时采用了真空闪急冷却，增高了液化液的浓度。配料高温喷射液化液化保温真空冷却糖化调浆二次喷射高温液化2019/12/23②淀粉液化条件pH6.0－7.0、温度:90℃左右时间:稳定剂：Na+、Ca2+2019/12/23③液化程度控制液化程度低，黏，老化；液化程度高，分子小，不利于酶作用；在正常液化条件下，控制淀粉水解程度在葡萄糖值为10－20之间为好（即此时保持较多量的糊精及低聚糖，较少量的葡萄糖）。2019/12/23（二）糖化1、定义：利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解为葡萄糖，这个过程叫糖化(saccharify)。2019/12/23、糖化酶：（1）作用：将糊精及低聚糖水解成葡萄糖；对底物的非还原性末端作用，是外酶；水解α-1，4葡萄糖苷键和α-1，6糖苷键2019/12/23（2）影响因素酶浓度；底物浓度；温度；pH；复合酶；2019/12/233、糖化工艺条件及控制：60℃90℃60℃60℃pH4.2pH4.8发酵糖化灭酶过滤贮糖计量液化2019/12/23://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc39（三）酶解法的优缺点及适应性优点条件温和；专一性强；淀粉乳浓度高；可用粗原料；糖液质量高。缺点酶解时间长、需要专门的设备，酶是蛋白质，易引起糖液过滤困难。2019/12/23五水解糖液的质量要求：1、淀粉水解糖质量对发酵影响：水解不完全的影响；水解过度的影响；蛋白质过多的影响；2019/12/23、考察指标：⑴理论收率：（C6H10O5）n+nH2On(C6H12O6)180.16100%=111.1%162.14⑵实际收率=糖液量（L）×葡萄糖含量（%）×100%投入原料量（Kg）×原料的淀粉含量（%）实际转化率只有90%。2019/12/23⑶淀粉转化率=实际收率×100%理论收率⑷葡萄糖值（DE）：还原糖含量（%）×100%干物质含量（%）⑸DX值：葡萄糖含量（%）×100%干物质含量（%）2019/12/23几种水解方法的比较2019/12/23从时间上看：酸解法最快，酶解法最慢从原料转化率和糖液质量上看：酶解法酸酶法酶酸法酸解法2019/12/23第七节其他原料发酵农作物纤维下脚料；森林和木材工业下脚料；工厂纤维和半纤维素下脚料；城市生活纤维物质；亚硫酸盐废液；食品工业的下脚料；2019/12/23