畢業(yè)論文--工業(yè)中應(yīng)用雙酶法制取葡萄糖生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)應(yīng)用-在線瀏覽
2024-08-02 09:07本頁(yè)面
【正文】 一般情況下，含水約為 12%，其他淀粉含水有 20%。這是因?yàn)榈矸鄯肿又械牧u基和水分子相互生成氫鍵的緣故。若停止攪拌，淀粉則慢慢沉淀。由于顆粒的膨脹，晶體結(jié)構(gòu)的消失，體積脹大，互相接觸，變成粘稠糊狀液體。這些非碳水化合物與淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)沒(méi)有什么關(guān)系，淀粉是純粹的碳水化合物。 ? 【 2】直連淀粉和支鏈淀粉 ? 淀粉是由直連淀粉和支鏈淀粉所組成。使淀粉乳溶液迅速產(chǎn)生可容性糊精和麥芽糖的液化液。 ? 糖化酶 ? 糖化酶是由黑曲霉優(yōu)良菌種經(jīng)深層發(fā)酵精制提煉而成的。糖化酶活力 pH 范圍為 ， 最佳溫度 范圍 5860℃。 葡萄糖在自然界中分布極廣，游離狀態(tài)的葡萄糖存在于植物果實(shí)中，動(dòng)物中也有存在。本實(shí)驗(yàn)所制結(jié)晶葡萄糖是主要以玉米淀粉乳為原料，采用雙酶法降解轉(zhuǎn)化為葡萄糖后，經(jīng)過(guò)活性炭脫色、過(guò)濾等凈化處理后，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、降溫冷卻結(jié)晶、分離、烘干等工序精制而成的一種全結(jié)晶體 狀態(tài)的葡萄糖，在經(jīng)濟(jì)上有較為誘人的應(yīng)用價(jià)值。 一、實(shí)驗(yàn)原理 酶液化和酶糖化工藝稱為雙酶法、雙酶法生產(chǎn)葡萄糖工藝是以作用專一的酶制劑作為催化劑，反應(yīng)條件溫和，復(fù)合分解反應(yīng)較少，因此采用雙酶法生產(chǎn)葡萄糖，可以提高轉(zhuǎn)化率及糖液濃度，改善糖液質(zhì)量，是目前最為理想的制糖方法。用純堿調(diào) pH 值至 ，再加入耐高溫的α 淀粉酶，攪拌均勻。待到液化均勻一致，達(dá)到合格的液化液，即合理的 DE 值、外觀透明、無(wú)白色沉淀、粘度低、蛋白質(zhì)絮凝好，液化結(jié)束。經(jīng)過(guò)一定糖化周期后，料液達(dá)到預(yù)期的 DE 值，此時(shí)可以進(jìn)行料液脫色以及離子交換的純化處理（本次實(shí)驗(yàn)由于時(shí)間限制以及安排不當(dāng)，故未能進(jìn)行離子交換）。 二、實(shí)驗(yàn)儀器 淀粉前處理 800mL 燒杯一只、 350mL 燒杯三只、玻璃棒、 500mL 量筒、電子天平、藥匙、膠頭滴管、 pH 試紙 液化 溫度計(jì)、水浴鍋 糖化 pH 試紙、水浴搖床 凈化處理 布氏漏斗、紗布、濾紙、真空泵、水浴搖床、玻璃棒 濃縮結(jié)晶 水浴鍋、阿貝折射儀、玻璃棒 DE 測(cè)定 酸式滴定管、 250mL（或 200mL）三角瓶、沸石、 5mL 移液槍一只、 1mL 移液槍一致、電爐、鑷子、 50mL 量筒、電子天平、阿貝折射儀、秒表 酶活測(cè)定 分光光度計(jì)、移液槍、試管、水浴鍋、酸式滴定管、錐形瓶膠頭滴管 三、實(shí)驗(yàn)試劑 玉米淀粉、碳酸鈉溶液（調(diào) pH 用）、鹽酸溶液（調(diào) pH 用）、氯化鈣溶液、α 淀粉酶、糖化酶、活性炭、 3， 5二硝基水楊酸、五水硫酸銅、四水合酒石酸鉀納、氫氧化 鈉、無(wú)水 D葡萄糖、亞甲基藍(lán)、檸檬酸、檸檬酸鈉、濃硫酸、碘、碘化鉀 四、實(shí)驗(yàn)步驟 淀粉前處理 量取蒸餾水 600mL，加入到事先稱取好的 200g 淀粉中攪拌均勻，得到 1： 3 淀粉漿液。 液化最優(yōu)條件的正交實(shí)驗(yàn) 按步驟 1 繼續(xù)配制淀粉漿液 6 瓶。立即加入α 淀粉酶，攪拌均勻。時(shí)間到后移入 100℃水浴 10 分鐘，以充分使酶滅活。具體的實(shí)驗(yàn)條件控制如下： 表 1：液化最優(yōu)條件正交實(shí)驗(yàn)表 列號(hào) 試驗(yàn)號(hào) 溫度 /℃ 液化時(shí)間 /min 酶用量 /(g/50g 淀粉 ) A B C 1 1（ 55） 1（ 20） 1（ ） 2 1 2（ 30） 2（ ） 3 1 3（ 40） 3（ ） 2（ 65） 1 2 5 2 2 3 6 2 3 1 7 3（ 75） 1 3 8 3 2 1 9 3 3 2 糖化 研究出最佳液化條件之后，在最佳液化條件重新進(jìn)行液化。攪拌混勻之后分別置于 60℃、 65℃、 70℃的水浴搖床中，震蕩反應(yīng)16h,取出，測(cè)定其 DE 值，以 DE 值接近 96為好。粗略地除去絮凝物后，加入事先干燥好的 （分兩次添加，第一次稍多）。得到無(wú)色澄清透明糖液。冷卻至 45℃。再降至 33℃保溫 12h，最后降至 27℃保溫 12h，取出。將固體置于烘箱中，得到干燥的晶體，即為葡萄糖。蓋緊瓶塞，勿使CO2進(jìn)入。 ③ A 液（ ）：稱取 C6H8O7 2H2O ,用蒸餾水溶解并定容至 1L； 取 A液 55mL與 B液 145mL混勻，即為 酸鈉緩沖液； ④ 2%淀粉溶液：稱取 2g淀粉溶于 酸鈉緩沖液中； 實(shí)驗(yàn)步驟如下 ： ①葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 取 7 只干凈的試管，編號(hào)，按表二加入試劑，做兩份平行。取出后冷卻接近室溫，加蒸餾水8mL，即總體積 10mL。以葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，光密度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。 表 3：酶活力測(cè)定取樣表 將各試管搖勻，顯色后進(jìn)行 540nm 比色測(cè)定光密度，記錄測(cè)定結(jié)果。 配制實(shí)驗(yàn)試劑如下： ① 2%可溶性淀粉：稱取絕干可溶性淀粉 2g，以少許蒸餾水調(diào)勻，傾入 80mL左 右的沸水中，繼續(xù)煮沸至透明狀。 5H2O)，碳酸鈉 ，溶于 1000mL 煮沸后冷卻的蒸餾水中，存于棕色瓶?jī)?nèi)； ⑦ %淀粉指示劑：稱取 可溶性淀粉，用少許水調(diào)勻，傾入 80mL 沸水中，繼續(xù)煮至透明，冷卻后定容至 100mL。反應(yīng)結(jié)束時(shí)，立即于沸水浴中加熱使酶失活； ③取上述反應(yīng) 液 5mL 于碘量瓶，加入 ，搖勻，在暗處放置 15min，加入 2mol/L硫酸溶液 2mL； ④以 %可溶性淀粉為指示劑，用 定至藍(lán)色消失為終點(diǎn)。在上述條件下每小時(shí)催化可溶性淀粉生成 1mg葡萄糖的酶量定義為 1個(gè)酶活力單位，即： 酶活力 =（ BA) N 16/5 60/10 式中： A加酶液組平均消耗的硫代硫酸鈉 溶液的量； B空白組消耗的硫代硫酸鈉溶液的量； N硫代硫酸鈉溶液的當(dāng)量濃度； 1ml 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 (1mol/L)相當(dāng)?shù)钠咸烟堑馁|(zhì)量 (g/mol)； 16反應(yīng)液的總體積（ ml）； 5吸取反應(yīng)液的體積（ ml）； 60/10反應(yīng) 10min，換算成 1h 的酶活力系數(shù)。 表 4：費(fèi)林混合溶液標(biāo)定記錄表 故 而，V1= 最優(yōu)液化條件的正交實(shí)驗(yàn) 液化過(guò)程中，淀粉漿液從最開(kāi)始的白色均勻液體在 75℃水浴鍋中慢慢變稠糊化，白色純度進(jìn)一步提高。在 100℃的水浴鍋滅活，溶液再度變稠變黃，最終得到淡黃色乳狀均勻膠體。 式中： 1V — 混合費(fèi)林試劑在標(biāo)定時(shí)所消耗的 D葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積， mL； 2V — 在測(cè)定時(shí)所消耗的樣品液的體積， mL； N — 所測(cè)定樣品液的稀釋倍數(shù)； ? — 樣品
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