淀粉糖生产工艺与应用

第六章淀粉糖生产工艺与应用淀粉糖：利用淀粉为原料生产的糖品统称为淀粉糖。淀粉制糖产品：主要有麦芽糊精、葡萄糖浆；含水葡萄糖和结晶葡萄糖、麦芽糖、果葡糖浆、结晶果糖和各种低聚糖。第一节麦芽糊精麦芽糊精是一种由淀粉水解所产生的不同聚合度的低聚糖和糊精所组成的淀粉糖，DE在20％以下。第六章淀粉糖生产工艺与应用•一、生产方法及特点•1、酸法：产品中DPI一6所占的比例低，含有一部分分子链较长的糊精，易发生混浊和凝结，产品溶解性能不好，透明度低，过滤困难，工业上已不采用此法。•2、酶法：酶法生产麦芽糊精DE在5—20之间，产品中DPI—6在DE中所占比例高，产品透明度好，溶解性强，室温储存不变浑浊，是当前主要的使用方法。•3、酸酶法：生产DE值在15—20的麦芽糊精时，先用酸转化淀粉到DE值5—15，再用α—淀粉酶转化到10—20DE值，产品透明度高，过滤性能好，不变混浊，但灰分较酶法稍高。第六章淀粉糖生产工艺与应用第六章淀粉糖生产工艺与应用•二、麦芽糊精的生产工艺•1、酸-酶法：将淀粉乳先用酸转•化到DE值5-15，然后现用淀粉酶•继续转化至DE19-21。•2、酶-酶法：将淀粉乳糊化，用•淀粉酶转化至DE2-5，加热灭菌•凝结蛋白质，降温至80度，再加•酶转化至DE20。第六章淀粉糖生产工艺与应用•三、麦芽糊精产品特性•麦芽糊精性能与水解率(DE)有直接关系，DE既代表水解程度，而且是产品特性的主要指标。第六章淀粉糖生产工艺与应用第六章淀粉糖生产工艺与应用•1．黏度•麦芽糊精的熟度随着淀粉的水解程度、浓度及温度的不同而产生变化。与浓度呈正相关，与温度和DE呈负相关。同一DE值产品，因制法或糖成分的分布状态不相同也可引起黏度上的差异。•2．溶解度•DE值10以上的产品能完全溶于水中得到澄清溶液，但溶解度也存在差别，葡萄糖值9—12产品得34％一40％浓度溶液，葡萄糖值13—17和18—22产品的溶解度高，分别得60％和70％浓度溶液。3．褐变反应•在食品加工中，若温度较高，还原糖含量与蛋白质含量均较高时，则会发生褐变反应，随瓜值增加，反应可能性增大。但总体说，麦芽糊精还是属于DE值较低的产品，褐变反应较弱。•4．强着力•随DE值提高，黏着力下降，这与糖的分子链大小有关。分子链变小时，鼓合张力减弱，形成膜的能力也下降。DE值越低，分子链越大，成膜能力越好。第六章淀粉糖生产工艺与应用•5．冰点下降•冰点对冷冻食品和蜜饯是十分重要的，随DE值增加，分子量下降，冰点随之下降。用麦芽糊精部分取代蔗糖或葡萄糖，可以改变食品的冰点。•6．吸湿性•是指产品吸水性能；尽管DE值，的增加会增加吸湿能力，但几乎所有麦芽糊精均不易吸水，故用于许多食品中保持产品的低水分含量。但麦芽糊精一旦吸收水分后，保持水分能力较强，7．防止结晶在冷冻甜食品中，不希望有结晶产生，用低DE的高分子量麦芽糊精，可代替玉米糖浆或固体糖以减少晶体生成。•8．甜度•随DE值增加，葡萄糖含量增大，产品甜度增高。但当DE值在5—15范围内，葡萄糖最大含量仅1％，对甜度几乎没有什么作用，而麦芽糊精口感温和，没有甜味，适于用在食品中作为填充剂或载体，不会掩盖风味。第六章淀粉糖生产工艺与应用•四、麦芽糊精的应用•麦芽糊精是食品生产的基础原料之一，它在固体饮料、糖果、果脯蜜饯、饼干、啤酒、婴儿食品、运动员饮料及水果保鲜中均有应用。•麦芽糊精另一个比较重要的应用领域是医药工业。第六章淀粉糖生产工艺与应用•1．喷雾干燥剂•麦芽糊精可作为风味助剂进行风味包裹，主要产品是干调味品，采用的工艺是喷雾干燥或挤压。•(1)喷雾干燥于70—80℃分散阿拉伯胶和麦芽糊精，以利两者在溶液中的扩散，然后冷却至50℃，加入香料油，40—50℃下乳化10min，喷雾干燥得到香料粉末产品，这种调味品可防止干燥风味散失，防止氧化，有较长货架期。•(2)挤压：将麦芽糊精及乳化剂一起加热到120—125℃，待混合物冷却至110℃加人香料油，引入挤压机中，挤出物掉入异丙醇溶剂中，因为麦芽糊精不溶于异丙醇，会形成香料包裹体，调味品含油量为8％一10％，较高者可达12％一33％，挤压比喷雾干燥更优越之处是热处理温度低，香料油中挥发性物质损失少，产品储存稳定性高，油状香料成为粉末，储存和使用都更方便。•第六章淀粉糖生产工艺与应用•2．填充剂•主要是作饮料和方便食品的填充剂。速溶饮料、麦乳品、奶粉、咖啡伴侣、果茶等制品中麦芽糊精都是必备的基础原料，经合理调配，能突出原有的天然风味，减少营养损失，提高溶解性能，增强稠度，改善口感，降低甜度。在方便食品配料中加入麦芽糊精后，可大大改善产品风味，增加品种，降低成本，提高经济效益。尤其在儿童食品中，麦芽糊精因为易消化，作为载体使用具有特殊优势。•3．医药工业利用麦芽糊精具有较高的溶解度和一定的融合度，可作为片剂或冲剂药品的赋形剂和填充剂。第六章淀粉糖生产工艺与应用•4．脂肪替代品•麦芽糊精遇水生成凝胶的口感与脂肪相似，可作为脂肪替代品。如马铃薯麦芽糊精DE值为2时，具有热稳定成胶能力，口感细腻，有脂肪感，可掺用于油脂含量高的冰棋淋，也可在一些焙烤食品中取代一半脂肪，或用色拉、人造奶油等脂肪章品中。•5．糖果可降低糖果甜度，增加糖果的韧性，防止糖果“返砂”和“烊化”，降低糖果甜度，改变口感，改善组织结构，延长糖果货架保存期。利用麦芽御精代替蔗糖制糖果，可减轻、减少牙病、肥胖症、高血压、糖尿病等。•6．其他除食品和医药工业外，麦芽糊精还可作为造纸工业中的表面施胶剂和涂布(纸)塑料的融合剂；粉末化妆品中的遮盖剂和吸附剂；农药乳剂中的分散剂和稳定剂等。第六章淀粉糖生产工艺与应用第六章淀粉糖生产工艺与应用第六章淀粉糖生产工艺与应用•第二节葡萄糖浆•一、葡萄糖浆分类•淀粉经不完全水解得葡萄糖和麦芽糖的混合糖浆，称为葡萄糖浆，亦称淀粉糖浆，这类糖浆中还含有低聚糖、糊精。•糖浆的组成因所用工艺和水解程度不同而有差异，并且具有不同的物理和化学性质。•葡萄糖浆的指标：糖浆浓度在80％一83％，DE值在20—80之间，为无色、透明、黏稠的液体，储存性质稳定，无结晶析出。•1、低转化糖浆：DE值在30以下的葡萄糖浆为，•2、中转化糖浆：DE值在30—55之间的为中转化糖浆。•3、高转化糖浆：DE值在55以上的为高转化糖浆。第六章淀粉糖生产工艺与应用•二、目前在工业上产量最大的葡萄糖浆产品•1、DE为42的中转化糖浆•又称普通糖浆或标准糖浆，主要由酸法制造。糖浆的糖分组成为葡萄糖19％、麦芽糖14％、麦芽三糖11％，其余为低聚糖和糊精。•2、用酸酶法或双酶法生产的64DE糖浆•属高转化糖浆，葡萄糖和麦芽糖含量都在35％一40％之间。因为糖浆中糖分组成主要为葡萄糖和麦芽糖，也称为葡萄糖浆或葡麦糖浆。第六章淀粉糖生产工艺与应用•三、葡萄糖浆生产工艺•1．中转化糖浆•中转化程度糖浆生产一般采用酸法工艺，主要工序为•调浆糖化中和脱色浓缩中转化糖浆•调浆：浓度约40％的淀粉乳，调节pH1.8—2.0。•糖化：糖化罐中，压力0.294MPa(143℃)下糖化5min.，DE42。•中和：用碳酸钠中和到pH4.8—5.2。•脱色：活性炭脱色，过滤。•浓缩：用多效真空蒸发罐浓缩到浓度80％一83％为成品葡萄糖浆。糖浆经喷雾干燥，可除去大部分水分，得含水量在5％以下白色粉末状产品，包装、运输和贮存都比液体方便。第六章淀粉糖生产工艺与应用•酸水解的无规则性使酸水解产品的生产具有很大局限性。若产品的D直值小于30，则淀粉分子有相当数量的较大分子量产物，可以再次缩合或回生，形成不可溶淀粉颗粒，使终产品有絮状物生成；若产品DE值在55以上，则极易产生颜色或颜色母体，如5—经甲基糠醛和乙酰丙酸生成，还能引进苦味。因此，淀粉酸水解一般只限于DE值在30—55之间这一范围内，该范围产品的各种糖分含量和平均分子量见表6—4。第六章淀粉糖生产工艺与应用•只要将水解的转化参数(如时间、温度、酸度、淀粉浓度)控制好，能够保持参数恒定，就能根据需要生产出稳定糖分组成的糖浆。中转化糖浆的代表产品是42DE糖浆，它的糖浆分析情况见表第六章淀粉糖生产工艺与应用•2．高转化糖浆•高度转化糖浆产品一般DE值在60—70之间，这种糖浆的葡萄糖和麦芽糖含量较高，甜度高，发酵性好。•生产上采用酸酶法工艺或双酶法工艺，•(1)酸酶法•A、调制淀粉乳30％一45％的淀粉乳•B、盐酸液化：DE值38—50，•C、中和pH5.0—5.3（使用碳酸钠或石灰）•D、过滤•E、脱色•F、调温50—60℃•G、糖化：加入酶制剂继续糖化至所需要DE值达62—63DE值，•H、灭酶100℃加热2—3min•I、浓缩：所得高转化糖浆糖分组成(干物质)为葡萄糖35％一40％，麦芽糖35％一40％，三糖8％一12％，四糖以上8％一22％。第六章淀粉糖生产工艺与应用•(2)双酶法•先用麦芽糖酶液化得DE值15—20的淀粉液化液，依此为底物用葡萄糖酶糖化得到的高转化糖浆属双酶法。例如，将含有耐热α—淀粉酶的淀粉浆在106—108℃加热5一6min，生产出一种低DE值产品，然后在100℃状态下加热1—2h，使DE值达12，以此为底物，冷却到60℃，调pH进行酶法糖化，由使用酶的种类和组合情况，决定了高转化糖浆中的糖分组成。•第六章淀粉糖生产工艺与应用•三、葡萄糖浆的性质•葡萄糖浆的性质由DE值和特定DE值中各组分含量所决定。•不同糖浆产品在许多性质方面存在明显差别，如甜度、熟度、胶熟性、增稠性、吸潮性和保水性、渗透压力和食品保藏性、颜色稳定性、焦化性、发酵性、还原性、防止蔗糖结晶性、泡沫稳定性等。第六章淀粉糖生产工艺与应用•葡萄糖浆的黏度同固体含量与温度有关，在同一温度和浓度下，葡萄糖浆的黏度取决于糖的组分与平均分子量，平均分子量越大，黏度也越大。不同转化方式黏度也不同，同一温度下，黏度大小依次为酸法＞酸酶法＞酶一酶法。吸湿性关系到食品产品货架期，若周围大气相对湿度使产•品既不从空气中吸收水分，也不释放•水分，称为相对湿度平衡(ERH)。若•产品的ERH低于空气中的相对湿度，•则它将吸收水变藏，而且易受微生物•腐蚀；若产品ERH高于空气中相对湿•度，则将散失水分变干燥。第六章淀粉糖生产工艺与应用•葡萄糖浆平均分子量与渗透压间是线性关系，DE值越高，葡萄糖浆的渗透压值也越大，葡萄糖浆的自身保护性越强。糖浆的冰点降低取决于溶液的浓度，在固形物含量一定时，DE值越高，冰点降低程度越大，这一特性对冰冻食品(如冰洪淋)非常重要。使用糖浆种类不同，冰洪淋的硬度和融化点也不同。沸点升高是葡萄糖浆的一个重要特性，加入不同葡萄糖浆可控制糖果生产沸点，以达节省能源、减少褐变反应的目的。•对固体浓度一定的葡萄糖浆，DE值增高，将降低糖浆的ERH，减少产品的干燥机会；DE值降低，会增加糖浆的ER比减少•产品吸收水分的机会。第六章淀粉糖生产工艺与应用•糖浆的甜度随转化程度增高而升高，糖浆浓度越高甜度越大。低DE值葡萄糖浆在某些食品领域中具有优势，如在果酱中作防腐剂，可提供低甜度而不掩盖水果风味。在溶液中结晶的形成与溶质的饱和点有关，即与分子量、温度和其他物质有关。在42DE葡萄糖浆与蔗糖的混合液中，葡萄糖浆有抑制结晶作用，而且低DE值葡萄糖浆这种抑制特性更强，常被用于食品和糖果生产中。第六章淀粉糖生产工艺与应用•四、葡萄糖浆的应用•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