【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 76。 B233。的淀粉乳時(shí)，控制 pH值在 左右。 ?淀粉糖化操作中 ， 除加酸量以外 ， 加酸的方法是否合理 ， 也將對(duì)糖液質(zhì)量有很大的影響 。 ?加酸的方法有兩種： ?（ 1） 將所有酸一次投入 （ 全部 ） 淀粉漿中 ， 泵入糖化鍋糖 化 。 ?（ 2） 將底水加鹽酸調(diào)至 ，用泵入水解鍋，蒸汽加熱沸騰，再把淀粉乳用鹽酸調(diào)至 pH1。 5，泵入糖化鍋進(jìn)行糖化。 ?第一種方法雖然簡(jiǎn)單，但由于進(jìn)料時(shí)間先后的差異，造成先進(jìn)鍋的淀粉受熱易糊化結(jié)塊，影響糖化進(jìn)行。 ? 第二種方泮是一種較好的方法，由于鍋內(nèi)有部分沸騰的酸水（或稱底酸水），可以避免先進(jìn)鍋的料液結(jié)塊，料液進(jìn)入鍋內(nèi)即可越過(guò)糊化點(diǎn)進(jìn)行水解，所得的糖化液顏色淺。此法為大多數(shù)工廠采用。 ? 3. 淀粉糖化的溫度和時(shí)間 ?淀粉水解是用蒸汽加熱直接完成的。當(dāng)糖化鍋內(nèi)不存在不凝性氣體（由于水解過(guò)程常排氣），溫度與壓力是相一致的。即一定壓力反映一定的溫度。溫度隨壓力升高而升高， ?生產(chǎn)上常以壓力為控制因素。壓力升高，水解反應(yīng)速度加快，水解的時(shí)間越短。它們的關(guān)系可見(jiàn)表 114。據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，淀粉水解壓力宜控制在蒸汽壓力 ～ （表壓）為好。 表 114 淀粉水解反應(yīng)時(shí)間與壓力關(guān)系 水解壓力（表壓）（ MPa） 反應(yīng)時(shí)間（ min） 26 18 9 ? 4. 其他因素的影響 ?其他因素如糖化設(shè)備 ， 管道的按裝 ，糖化操作是否合理 ， 也都有很大的關(guān)系 。 ?一般采用糖化鍋徑高比為 1∶ 1左右 ，糖化鍋附屬管道應(yīng)保證進(jìn)出料迅速 ，物料受熱均勻 ， 有利于升壓 ， 有利于消滅死角 。 盡量縮短加料 、 放料 、 升溫 、 升壓等輔助時(shí)間 。 實(shí)踐證明 ， 輔助時(shí)間縮短 ， 糖液的葡萄糖值高 ， 色素淺 。 此外 ， 糖化中掌握糖化終點(diǎn) ，控制糖化時(shí)間也是十分重要的 。 ?從圖 111糖化曲線中可看出，當(dāng)糖液的葡萄糖值達(dá)到最高點(diǎn)后即不再上升，相反會(huì)隨著糖化時(shí)間的延長(zhǎng)而稍有下降，這時(shí)若不及時(shí)放料，會(huì)導(dǎo)致葡萄糖的復(fù)合反應(yīng)和分解反應(yīng)的副產(chǎn)物增加。 ? 糖化終點(diǎn)的確定： ? 可根據(jù)糖化曲線而得。如圖 111可找出糖液DE值最高點(diǎn) B（ 稱為糖化終點(diǎn) ）。 ? 由于糖化結(jié)束后，放料需一定的時(shí)間，因此，放料時(shí)間不可確定在 B點(diǎn)，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)放料所需時(shí)間，提前放料。如放料需 10min，則應(yīng)從 A點(diǎn)開(kāi)始放料至 C點(diǎn)結(jié)束。這樣，才能保證整鍋糖液有最高的葡萄糖值，即糖液葡萄糖純度最高。 表 115 淀粉原料規(guī)格 ? 四 、 水解糖液的中和 、 脫色和壓濾 ? 商品淀粉并不是純淀粉，還含有蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、無(wú)機(jī)鹽等。見(jiàn)表 115。 ? 1. 中和 ?（ 1） 中和原理 當(dāng)?shù)矸垡呀?jīng)水解成為葡萄糖后 ， 作為催化劑的 HCl必須除去 ，除酸通常用堿中和 ， 其反應(yīng)式如下： ? 2HCl+Na2CO3→NaCl+H2O+CO2↑ ?HCl+NaOH→NaCl+H2O ?等電點(diǎn)（約為 ～ ）。在這個(gè)pH值條件下，蛋白質(zhì)和氨基酸的淀解度最小，容易凝聚析出，通過(guò)過(guò)濾除去。 ? 由于不同原料的蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)不同，采用薯類淀粉原料時(shí)，中和 pH值可以稍高些，采用玉米淀粉時(shí)，中和 pH值可以稍低些。精制和粗制淀粉所需 pH值不同，水解完全和不完全所需 pH值亦不同。因此，調(diào)換原料時(shí)，如有可能，應(yīng)通過(guò)一個(gè)試驗(yàn)確定一個(gè)合適的 pH值，以使蛋白質(zhì)膠體沉淀完全。 ?（ 2） 中和操作 ?糖液溫度降至 80℃ 左右進(jìn)行中和。 ?中和所用純堿應(yīng)事先溶于一倍的熱水中，邊攪拌邊加入純堿液，或用工業(yè)液堿，緩慢進(jìn)行中和，邊中和邊測(cè) pH值， 達(dá)到 ～ 。調(diào) pH值一定要正確，攪拌一段時(shí)間應(yīng)復(fù)測(cè) pH值。 ? 2. 脫色 ?（ 1）活性炭吸附法 ?這是國(guó)內(nèi)大多數(shù)工廠采用的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，操作容易，脫色效果好?？筛鶕?jù)糖液顏色深淺，控制投炭量?；钚蕴康淖饔檬敲撋椭鸀V兩方面。 ?① 脫色原理 ? 脫色主要靠活性炭本身所具有的大表面積及無(wú)數(shù)微小孔隙 ， 將色素分子吸附在炭粒表面上 。 ?② 脫色操作 ?活性炭用炭量： 應(yīng)根據(jù)糖液色澤深淺與活性炭質(zhì)量而定 ， 一般用量為淀粉量的 ～ %。 ?脫色溫度： 溫度過(guò)高 ， 脫色效果差 ，溫度過(guò)低 ， 糖液粘度增加 ， 難以過(guò)濾 。一般控制溫度在 70℃ 左右為宜 。 ?脫色 pH值： 活性炭在酸性條件下脫色能力較強(qiáng) ， 通?？刂?在 p 。 ?脫色時(shí)間： 為了使活性炭充分起作用，脫色攪拌時(shí)間應(yīng)不少于 30min。 ?（ 2） 樹(shù)脂脫色 ? 離子交換樹(shù)脂脫色 ， 具有選擇性強(qiáng) ， 脫色效果較好 ， 便于管道化 、 連續(xù)化及自動(dòng)化操作 ， 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 ， 和減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn) ， 但由于目前國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂的選擇性差 ， 而且價(jià)格貴 ， 故尚未大量應(yīng)用于發(fā)酵用的糖液脫色 。 ? 3. 壓濾 ?壓濾溫度不宜過(guò)高 ，溫度高雖然容易過(guò)濾，但中和至等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)等膠體物質(zhì)沉淀不完全。 ?采用低溫過(guò)濾 ， 由于糖液粘度增大 ，又會(huì)發(fā)生過(guò)濾困難 。 所以 一般以采用60～ 70℃ 溫度壓濾為適宜 。 ?開(kāi)始?jí)簽V時(shí) ， 流速要緩慢 ， 不能過(guò)快 ，待形成濾層 ， 出來(lái)的濾液澄清后 ， 再適當(dāng)加快 。 如不清 ， 應(yīng)重濾 。 第五節(jié) 酶酸法制糖工藝 ? 淀粉的酶酸法制糖工藝，分淀粉的液化、糖化兩個(gè)工序： ? 第一步是“液化 ”：即利用 α–1， 4糖苷鍵， 使淀粉分子量變小，水解成糊精和低聚糖； ? 第二步是液化液糖化 ：仍以鹽酸為催化劑，在高溫高壓下將中間產(chǎn)物糊精和低聚糖徹底水解成葡萄糖。 ? 一 、 淀粉的液化 ? 淀粉的液化作用是在 α淀粉酶作用下完成的，α淀粉酶能夠水解淀粉分子內(nèi)部的 α–1， 4糖苷鍵，生成糊精及低聚糖。隨著淀粉苷鍵的斷裂，分子量越來(lái)越小，反應(yīng)液粘度不斷下降，流動(dòng)性增強(qiáng)， 這種現(xiàn)象，工業(yè)生產(chǎn)上稱為液化 ，因?yàn)樗庵饕a(chǎn)物是糊精，也稱糊化。 ? 1. 酶的性質(zhì)和特性 ?酶是生物（動(dòng)物、植物、微生物）產(chǎn)生的具有催化活力的一類蛋白質(zhì)。 ?（ 1）專一性 ?酶的作用具有高度的專一性，一種酶只能催化蛋白質(zhì)水解成氨基酸，脂肪酶只能把脂肪水解成脂肪酸和甘油，淀粉糖化酶只能把淀粉轉(zhuǎn)化成葡萄糖。各種酶不能相互代替。所以酶的催化反應(yīng)中，具有副產(chǎn)品極少的優(yōu)點(diǎn)。 ?（ 2） 高效性 ? 酶的催化效率是一般催化劑無(wú)法比擬的 。 酶法水解淀粉生成葡萄糖 ， 可使葡萄糖值達(dá)到 95%以上 。 ?（ 3） 由于酶具有蛋白質(zhì)的特性如具有活動(dòng)中心和特殊空間結(jié)構(gòu) 。 酶在高溫或酸 、 堿作用下 ， 酶會(huì)被破壞而失去催化能力 ， 這種現(xiàn)象稱為酶的失活 。 ?（ 4）作用條件溫和 ? 一般催化劑起作用，往往要求高溫、高壓等條件，同時(shí)要有較復(fù)雜的成套設(shè)備。酶在常溫、常壓很溫和的條件下即起催化作用，并且酶在反應(yīng)過(guò)程中也不產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)。因此，對(duì)設(shè)備要求低，勞動(dòng)衛(wèi)生條件也得到改善。 ? （ 5） 酶的活性可以受到微量元素存在的抑制劑或促進(jìn)劑的影響 ? 例如銅、汞、銀等重金屬離子對(duì)酶有抑制作用。在使用酶制劑的過(guò)程中，應(yīng)注意避免抑制的干擾，但某些金屬離子的存在對(duì)某些酶的活性反而有提高，如鈣、鈉等離子。 ?2. α–1淀粉酶的作用方式 ： ?（ 1） α–1淀粉酶能水解淀粉及其產(chǎn)物分子中的 α–1， 4葡萄糖苷鍵， α–淀粉酶不能水解淀粉分子中的 α–1， 6葡萄糖苷鍵，但能越過(guò)此鍵，繼續(xù)水解 α–1，4葡萄糖苷鍵，而將 α–1， 6鍵仍留在水解產(chǎn)物中。 ?（ 2） α–淀粉酶水解淀粉是從淀粉分子內(nèi)部進(jìn)行的，故此酶屬于內(nèi)酶。 ?（ 3）水解先后次序沒(méi)有一定規(guī)律。糖苷鍵 C1—O—C4的裂解中，位置在 C1—O鍵間斷裂，水解作用的終產(chǎn)物根據(jù)不同淀粉及作用時(shí)間而異。 ?（ 4） α–淀粉酶水解鍵淀粉分子，達(dá)到最后階段產(chǎn)物為葡萄糖、麥芽糖和麥芽三糖。 ?（ 5） α–淀粉苷不能水解麥芽糖中的 α–1， 4鍵，對(duì)于麥芽三糖水解也很困難。用高酶量，較長(zhǎng)時(shí)間的作用，麥芽三糖能被水解成麥芽糖和葡萄糖。 在圖 112中，圓圈表示葡萄糖單位，箭頭表示水解作用。 圖 112 α–淀粉酶水解鏈淀粉示意圖 ?（ 6） α–淀粉酶水解支淀粉的方式與直鏈淀粉相似，能水解支淀粉中的 α–1，4鍵，被水解的先后沒(méi)有一定的次序，不能水解支叉位置的 α–1， 6鍵，能跳過(guò) α–1， 6鍵繼續(xù)水解 α–1， 4鍵。 α–1，6鍵仍留在水解產(chǎn)物中 。 ?（ 7）除了具有直鏈淀粉的水解產(chǎn)物外，由于支叉位置 α–1， 6鍵的存在，在產(chǎn)物中還有異麥芽糖和含有 α–1， 6鍵的低聚糖。 ?（ 8） α–1， 6鍵的存在常使淀粉的水解速度降低。 α–淀粉酶水解支淀粉的方式見(jiàn)圖 113。對(duì)具有 4%支叉的支淀粉，水解完成后生成 73%麥芽糖， 19%葡萄糖和 8%異麥芽糖 。 圖 113 α–淀粉酶水解支淀粉示意圖 ? α–淀粉酶對(duì)淀粉的水解在最初階段速度很快，龐大的淀粉分子很快斷裂成較小分子，隨著淀粉分子的急速變小，淀粉漿的粘度也急速降低。當(dāng)水解到一定程度后，水解速度變慢，但水解還繼續(xù)進(jìn)行，分子繼續(xù)斷裂變小。 ? α–淀粉酶的來(lái)源 ? 凡是生物都含有酶。在酶制劑工業(yè)發(fā)展的初期，便是從動(dòng)物的內(nèi)臟（胃、腸、胰、心等）和植物果實(shí)、種子等為提取原料。盡管已經(jīng)選擇了含酶豐富的器官和組織，但其來(lái)源受季節(jié)、地區(qū)、數(shù)量成本限制，以致與酶制劑越來(lái)越廣泛應(yīng)用的情況不相適應(yīng)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)幾乎所有酶都可以在各種不同的微生物中找到，而且不受上面所說(shuō)的那些條件的限制。所以微生物已成為近代酶制劑工業(yè)的主要原料。 ?能夠在培養(yǎng)基中積累大量 α–淀粉酶的微生物主要是： ?細(xì)菌和曲霉類。如枯草桿菌（ Bacillus Subtilis）、巨大芽 孢桿菌（ Bacillus Megastharium）、黑曲霉和米曲霉 。 ?近年來(lái)，也報(bào)道過(guò)用 地衣芽孢桿菌（ Bacillus licheniformis）， 擬內(nèi)孢霉（ Endomycopsis）等來(lái)生產(chǎn) α–淀粉酶。后兩種微生物產(chǎn)生的 α–淀粉酶耐熱性較強(qiáng)，短時(shí)間能耐 110℃ 高溫，比枯草桿菌高約 20℃ ，且需極少量的 Ca++。 ?但從產(chǎn)酶量來(lái)看，易于培養(yǎng)的則是細(xì)菌類的枯草桿菌。如國(guó)內(nèi)采用的