【正文】 快，第一天葡萄糖值約達90以上，以后的糖化階段變慢，提高酶量能加快糖化速度，但考慮到生產(chǎn)成本和復(fù)合反應(yīng)，不能增加過多，降低濃度能提高糖化程度，但蒸發(fā)水量增多，費用大一般濃度不易過低，采用2830%DS。但現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)還沒有達到這種水平。此工序流程優(yōu)點很多，糖化效果好，脫色方便，因而目前新建的廠家基本上都采用這種流程，丹麥DDS公司，也采用類似的流程進行液化。為保證工藝要求，防止出現(xiàn)不溶淀粉顆粒，需要第二次噴煮，溫度控制在140℃左右，然后進入保持管在140，4bar的壓力下保持30秒，進入內(nèi)蒸罐（，90℃）內(nèi)蒸，內(nèi)蒸罐的真空是通過抽內(nèi)蒸的蒸汽冷卻而產(chǎn)生的。 通過最小流量報警器，控制鈣的流量，保證耐高溫的α淀粉酶，用噴射系流阻塞的危險而失效，制備好的淀粉乳（21℃Be，α淀粉酶，CaCl2混合）由離心泵通過流量控制器，輸送到第一效噴射蒸煮系統(tǒng)，流量控制器控制固定流動速率。噴射前加入CaCl2,NaCl調(diào)節(jié)PH＞，引入予熱90℃的噴射液化器，噴射后，再進入保溫桶與8590℃保溫45分鐘，液化完成，降溫到60℃，加入糖化酶，糖化6小時，用于涂層轉(zhuǎn)鼓真空過濾機，比較兩種糖化液的過濾速度，和濾餅不溶物的生成量，結(jié)果見表：噴射液化升溫液化濾液葡萄糖值濾液的比旋光度[α]20 0濾餅不溶物（%） ≥過濾速度[升/時/米2]630183 無論是酸法工藝還是酶法工藝，液化得到的溶液中，總存在微量的不溶物質(zhì)，且分子特別小，工業(yè)上稱之為不溶淀粉顆粒，也稱之為“醇不溶物”，這種不溶淀粉顆粒在糖化中，不能被糖化酶水解，因而降低葡萄糖產(chǎn)率、糖化液的過濾速度，影響產(chǎn)品質(zhì)量。蒸汽的使用壓力為46kg/cm2,蒸汽噴射產(chǎn)生的湍流，使淀粉受熱快而均勻，粘度降低也快。噴射液化器根據(jù)不同的需要，結(jié)構(gòu)有所不同。它要求底物分子的大小有一定的范圍，才有利于生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，過大或過小，都不適宜。液化的另一個重要目的是為了下一步的糖化創(chuàng)造條件。淀粉顆粒的結(jié)晶性結(jié)構(gòu)對于酶的作用抵抗力強。隨著科學(xué)的發(fā)展，又采用了酸液法，酶糖化的酸酶法工藝，目前最先進的工藝為雙酶法流程，用酶液化淀粉，再用酶糖化，具體的工藝流程如下：加水 NaCo3 α淀粉酶1/3量 α淀粉酶2/3 淀粉 淀粉乳 予液化 液化 糖化 過濾 離子交換 蒸發(fā) 結(jié)晶 分離 干燥 包裝 葡萄糖淀粉酶 活性炭第四章 液化在糖化前，首先將淀粉配成一定濃度的淀粉乳，配成的淀粉乳濃度一般在3040%之間，濃度過高，酶液化不完全，同時過高的濃度，需要增加酶用量。曲霉葡萄糖淀粉酶在5560℃溫度范圍內(nèi)糖化活力高，溫度再升高，則活力降低很快，80℃以上活力全部消失，圖36表示用30%，用Diazyme酶制劑于不同溫度進行糖化96小時，用所得的糖化液的葡萄糖值表示的糖化活力。若在55℃以下的溫度糖化，一感染細菌，糖化在60℃進行，能避免雜菌生長，較低的PH值下糖化，有色物質(zhì)生成少，顏色淺，易于脫色。這三種都有水解淀粉生成葡萄糖的功能，三種酶有一定的差別，曲霉的活力穩(wěn)定性高，能在較高的溫度和較低的PH值下應(yīng)用，但混有葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，影響產(chǎn)率，根霉和擬內(nèi)孢霉不產(chǎn)生這種葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，但根霉不適合與深層液體培養(yǎng)，產(chǎn)量低。 葡萄糖淀粉酶水解淀粉分子和較大分子的低聚糖屬于單鏈式即水解一個分子完成以后，再水解另一個分子，水解較小的低聚糖屬于多鏈式，即水解一個分子幾次后，再水解另一個分子。 二、葡萄糖淀粉酶 葡萄糖淀粉酶水解淀粉，由非還原端進行，使一個葡萄糖單位分離產(chǎn)生葡萄糖，構(gòu)型為β型，分離出來的葡萄糖發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變，水解產(chǎn)物只有葡萄糖，沒有其他糖生成。α淀粉酶水解淀粉時，從分子內(nèi)部開始，很雜亂。 酶的水解方式，越過此鍵繼續(xù)水解，水解從分子內(nèi)部開始進行，最初的速度很快，淀粉分子急速減少，粉漿的粘度急速降低，但還原性小，說明分子比較大，工業(yè)上稱這種現(xiàn)象為“液化”，同時因水解產(chǎn)生糊精，也稱為“糊化精”。 鈣鹽對α淀粉酶的熱穩(wěn)定性有很大提高作用，工業(yè)生產(chǎn)中，在液化操作中加入CaCl2或CaSO4調(diào)節(jié)鈣離子濃度到適當?shù)姆秶Ｓ捎讦恋矸勖傅囊夯饔?，淀粉溶液的粘度急劇降低。如果作用時間短，反應(yīng)進行的速度較快。在目前，酶的水解反應(yīng)機理，還不十分明確，有待進一步研究，酶的催化活力和活力的穩(wěn)定性受很多因素的影響，在工業(yè)生產(chǎn)當中，最重要的是PH值和溫度，在某一特定的溫度，PH值范圍內(nèi)酶具有最高的活力穩(wěn)定性。酶的性質(zhì)酶是蛋白質(zhì)，有許多氨基酸組成，不同來源的α淀粉酶，氨基酸組成不同。工業(yè)上應(yīng)用的α淀粉酶主要來源于微生物細菌和曲霉，特別是枯草桿菌。酶所作用的物質(zhì)稱為底物，如淀粉、糊精、低聚糖。酶的特性酶對于淀粉的催化水解具有高度的專一性，即只能按照一定的方式水解一類和一定地位的葡萄糖苷鍵。第三章 酶在介紹雙酶法生產(chǎn)葡萄糖工藝之前，為更好地理解這套工藝，掌握酶的來源、性質(zhì)、作用、及其對酶活性影響的因素等有一個詳細的了解。 淀粉為純粹的碳水化合物。二、淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu) 淀粉的分子式，經(jīng)過長期大量的研究證明為{C6H10O5}n，淀粉分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過近代的若干新的分析方法和分離方法的測定，確定淀粉是葡萄糖組成的多糖。溫度繼續(xù)升高時，淀粉顆粒繼續(xù)膨脹，可達到原體積的幾倍到幾十倍。淀粉的水分含量受到周圍空氣濕度的影響，空氣濕度大，淀粉吸收空氣中的水汽使水分含量增高，在干燥的天氣，濕度小，淀粉散失水分，使水分含量低。不同品種的淀粉顆粒大小不同，差別很大。淀粉顆粒形狀基本都是圓形，橢圓形和多角形，玉米淀粉的顆粒為圓形和多角形居多，橢圓形較少，故用顯微鏡大致可以將淀粉種類鑒別出來。醫(yī)藥工業(yè)：有食品級和醫(yī)藥級兩種?？寡趸砸蜓鯕庠谔且褐?，溶解度較之在水溶液的溶解度低，故可以降低糖液中的氧化反應(yīng)。因這些糖代謝過程不需要胰島素控制，直接代謝轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊Ｋ猿诓∪耸秤没蛑苯幼⑷塍w內(nèi)，維持人體代謝所用的能量。 滲透壓力糖在較高的濃度下，能夠控制許多微生物的生長。含水α糖在相對濕度60%以上吸收水分，濕度增高，吸收水分增快水分含量達到1518%時，晶體開始溶化，無水α葡萄糖吸濕性很強，吸收水分后向含水α葡萄糖的轉(zhuǎn)變。淀粉糖漿內(nèi)含有葡萄糖，低聚糖和糊精不能結(jié)晶，并能防止結(jié)晶。 溶解度各種糖的溶解度是不同的，果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖，葡萄糖的溶解度較低，在室溫下，濃度為50%左右，過高的濃度則有葡萄糖析出。各種糖隨濃度增高，甜度增高的程度不同。以蔗糖的甜度為標準，設(shè)為1時，果葡糖漿的甜度（異構(gòu)轉(zhuǎn)化率42%）的甜度與蔗糖相同，果糖高于蔗糖，葡萄糖的甜度低于蔗糖，下面是幾種糖品的甜度（相對于蔗糖甜度1。異構(gòu)轉(zhuǎn)化率為42%DS，甜度同蔗糖相同。 二、淀粉糖的種類淀粉糖的種類繁多，大致可分以下幾種： 結(jié)晶葡萄糖主要是含水α葡萄糖，產(chǎn)量大、生產(chǎn)普遍，還有無水α葡萄糖、β葡萄糖等。與傳統(tǒng)糖品比較，果葡糖漿的生產(chǎn)具有若干優(yōu)點：利用的淀粉做原料，地區(qū)不限、原料來源充足、價格便宜、運輸方便、長期貯存，工廠可以保持工期、生產(chǎn)不受季節(jié)影響，采用酶法工藝，生產(chǎn)條件溫和，設(shè)備簡單、投資少、能耗低。以后也不斷深入研究過這種堿性異構(gòu)化反應(yīng)，但在工業(yè)上還是不能應(yīng)用。1940年，美國采用酸酶合并糖化工藝生產(chǎn)高糖度的糖漿，能避免葡萄糖的復(fù)合及分解反應(yīng)，產(chǎn)品甜味純正。1815年，法國化學(xué)家沙蘇里確定有淀粉制糖的化學(xué)反應(yīng)為水解反應(yīng)，水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖與葡萄果汁中的葡萄糖完全相同。淀粉糖生產(chǎn)工藝及設(shè)備第一章 緒論糖，做為人們生活的必須品已有五千年的歷史，人類最早開始是用蜂蜜作為甜味劑，以后逐漸用含淀粉的谷物和甘蔗制糖。1811年，德國化學(xué)家柯喬夫在尋找能夠代替阿拉伯膠用的膠粘劑時，用硫酸處理馬鈴薯淀粉，但酸用的過度得到一種粘度很低的液體，澄清具有甜味，于是柯喬夫繼而研究糖品最后制成一種糖漿，放置一定時間后有結(jié)晶析出，用布袋裝之、壓榨、除去大部分母液，得到固體產(chǎn)品，當時正值拿破倫戰(zhàn)爭年代，經(jīng)濟封鎖，是歐洲不能獲得甘蔗糖，于是設(shè)立很多這種淀粉糖工廠，1815年戰(zhàn)爭結(jié)束，恢復(fù)甘蔗糖進口，工廠也隨之停止生產(chǎn)。使用2530%濕晶體的冷卻結(jié)晶法容易控制，所得結(jié)晶產(chǎn)品易于離心機分離，產(chǎn)品質(zhì)量高，被世界普遍采用，目前工業(yè)上基本用此結(jié)晶工藝。在葡萄糖的深加工方面，雖早在1897年就發(fā)現(xiàn)堿性能催化葡萄糖發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成果糖。果葡糖漿在日本、美國和若干歐洲國家發(fā)展很快，國葡糖漿在食品工業(yè)上得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。淀粉糖工業(yè)已有60多年的歷史，淀粉糖種類多、產(chǎn)量大，在食品、醫(yī)藥、和化工等方面有廣泛的應(yīng)用。糖分組成為葡萄糖、麥芽糖、低聚糖、糊精糖等，淀粉糖漿主要有以下幾種：（1）、中轉(zhuǎn)化糖漿DE3842（2）、高轉(zhuǎn)化糖漿DE6070（3）、糊精DE＜20（4）、麥芽糖漿雙酶法制得的糖化液中，加入異構(gòu)酶，是一部分葡萄糖異構(gòu)化成果糖，所得的產(chǎn)品主要是葡萄糖和果糖稱為果葡糖漿。 甜度甜度是糖品的重要性質(zhì)。各種糖隨濃度增高，在相同的甜度下，濃度是不同的。不同的糖混合后，有相互提高甜度的效果。葡萄糖也能結(jié)晶，晶體很小，果糖較難結(jié)晶。保潮性是指在較低的空氣濕度時能夠保持一定的水分的性質(zhì)。糖品的吸潮性和保潮性，主要應(yīng)用于食品工業(yè)，煙草、紡織工業(yè)。 代謝性質(zhì)人體血液中的糖分為葡萄糖，含量為80100毫克/100毫升，葡萄糖不經(jīng)消化，就不能被人體吸收，參與人體代謝。但對糖尿病患者，則用果糖、山梨醇和木糖醇。 發(fā)酵性酵母能發(fā)酵葡萄糖、果糖、麥芽糖和蔗糖，主要應(yīng)用于食品工業(yè)上。食品工業(yè)主要應(yīng)用于面包、谷物、食品、糖品、雪糕和乳制品、飲料、罐頭、果醬等。第二章 淀粉一、淀粉的物理性質(zhì)顆粒淀粉呈白色粉末狀，在顯微鏡下觀察，是形狀和大小各不相同的透明小顆粒。在胚芽兩旁的硬胚體部分的顆粒，因為被蛋白質(zhì)網(wǎng)包裹的較緊，生長期遭受的壓力大，仍形成多角形。水分含量 淀粉含有相當高的水分，玉米淀粉在一般情況下含水分約12%，含有的水是通過淀粉分子中的羥基和水分子形成氫鍵的緣故，不同品種淀粉的水分含量有差別，是由于羥基自行結(jié)合和水分子結(jié)合成氫鍵的結(jié)合程度不同的緣故。若將淀粉乳加熱到一定的溫度，淀粉乳中的淀粉顆粒開始膨脹，偏光十字消失。淀粉顆粒大小的不同，其糊化的難易也不同，較大的淀粉顆粒容易糊化，較小的顆粒糊化困難，不能糊化的顆粒稱為糊精，不溶于水，酒精稱之為醇不溶物。淀粉顆粒含有微量的非碳水化合物，如蛋白質(zhì)、脂肪酸、無機鹽等，脂肪酸被直鏈淀粉吸附，磷酸與支鏈淀粉分子呈酯化結(jié)合，其他的物質(zhì)都是混雜在一起。淀粉中的雜志，主要影響的是糖化液的質(zhì)量，淀粉中的蛋白質(zhì)，不但能中和酸，降低催化效率，增長糖化時間，又能水解成氨基酸，與糖起反應(yīng)生成有色物質(zhì)，酶法生產(chǎn)時，酶中含有微量的蛋白酶，將蛋白質(zhì)水解成氨基酸，增加糖化顏色，同時脂肪酸能升高糊化溫度，所以雜質(zhì)越少越好。淀粉酶不僅能水解淀粉分子，也能水解淀粉的水解產(chǎn)物，糊精、低聚糖，生成麥芽糖和葡萄糖。酶最重要的性質(zhì)是它的催化能力，通常稱為活力，活力不能測定，因活力消失后，酶的化學(xué)組成和原先一樣，不發(fā)生改變。α淀粉酶的來源α淀粉酶廣泛地存在與自然界中，微生物、植物、動物中都有α淀粉酶。酶可以制成粉末狀的固體酶制劑，也可以通過澄清，過濾后直接應(yīng)用，也可以蒸發(fā)濃縮到一定的濃度后制成酶制劑使用，目前工廠應(yīng)用的酶制劑（液體）顏色為棕色，在25℃可以貯存6個月，但活力下降約1015%，在1520℃時結(jié)冰，但不影響活力，所以一般將酶存在25℃以下，較干燥避光的地方。酶與底物分子結(jié)合生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)的活化狀態(tài)，進一步水解后生成游離酶產(chǎn)物。，（37℃條件下）溫度升高，在65℃以下應(yīng)用，在較高的溫度下應(yīng)用。淀粉和糊精有提高活力溫度的作用，在3035%DS濃度的情況下8587℃活力最高，所以工業(yè)上是在8590℃的較高溫度下進行，酶的活力最高，也能保證淀粉糊化完全。 圖34中當PH為610范圍內(nèi)，穩(wěn)定性高，PH值低于6，穩(wěn)定性降低很快，當降到PH5以下時酶活力迅速消失，圖34，酶：NDVD240，溫度70℃，NDVD。鈉離子也有提高酶的活力穩(wěn)定性的作用。淀粉水解到消色點時，主要產(chǎn)物為麥芽糖，麥芽三糖和麥芽六糖及少量的葡萄糖等。水解較小的分子低聚糖的速度更快。在水解過程中，是葡萄單位間的G1OG4中的G1O鍵斷裂。 酶的來源 工業(yè)上生產(chǎn)的葡萄糖淀粉酶制劑主要是來自黑曲霉、根霉和擬內(nèi)孢霉。黑曲霉一般為5560℃，根霉一般為5055℃，擬內(nèi)孢霉一般為50℃，糖化時間一般都是幾十小時。工業(yè)上應(yīng)用的PH值，范圍（）比較廣，也是優(yōu)點，生產(chǎn)過程中，PH值有所變更，不致降低活力。三、 葡萄糖生產(chǎn)工藝在葡萄糖生產(chǎn)工藝中，首先采用的是利用酶作用催化劑，使淀粉水解成葡萄糖的糖化工藝，稱為酸法工藝。并有助于雜質(zhì)的凝聚，改善過