【正文】 糖，不少工廠設(shè)立生產(chǎn)這種淀粉糖，這種淀粉糖暢銷一時(shí)，主要給釀造工業(yè)做原料。柯喬夫 乃開始研究制造淀粉糖。葡萄糖生產(chǎn) 工藝 1 ? 第一 葡萄糖的發(fā)現(xiàn)和命名 ? 歐洲人喜歡甜食，在 19世紀(jì)初，法國人曾時(shí)興研究用各種水果和許多種才料來制造糖品， 1801年，法國人樸羅斯特 試驗(yàn)成功了由葡萄的汁液中提取出的糖即 葡萄糖 ， 葡萄糖的名稱由此得來 ，一直沿用到現(xiàn)在。 ? 用淀粉水解生產(chǎn)葡萄糖是由 德國化學(xué)家柯喬夫 ,在 1811年發(fā)現(xiàn)的；柯喬夫 最初是在研究一種膠粘劑，在一次試驗(yàn)過程中，在用硫酸處理馬鈴薯淀粉時(shí)，原意是制造可能代替阿拉伯樹膠用的膠粘劑，但一不小心酸加多了；酸的作用過量，所得產(chǎn)物成為粘度很低的液體；清澄，具有甜味。 ? 經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，最后制成一種糖漿液；放置一定時(shí)間，有結(jié)晶析出， 用布袋裝起來，壓榨，除去大部分母液，得到固體產(chǎn)品。 1815年戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束，甘蔗恢復(fù)進(jìn)口，這種淀粉糖工廠相繼停工。 ? ? 糖化酶、 60℃ /60h ? （ C6H10O5） n＋ nH2O nC6H12O6 ? 162 18 180 ? 100 ? 法國化學(xué)家沙蘇里于 1815年確定，淀粉經(jīng)水解生成的糖為葡萄糖 。 構(gòu)型；在酶水解的過程中構(gòu)型發(fā)生了轉(zhuǎn)變，生成的 223。不論酸法還是酶法糖化工藝，所得淀粉糖化液中的葡萄糖都是不同異構(gòu)體的平衡體系。葡萄糖 OH H C | H— C— OH | OH— C— H O | H— C— OH | H— C | CH2OH H OH C | H— C— OH | OH— C— H O | H— C— OH | H— C | CH2OH CHO | H— C— OH | OH— C— H | H— C— OH | H— C— OH | CH2OH a葡萄糖 開鏈葡萄糖 223。開鏈異構(gòu)體雖然微量，但是作用并不小， a和 223。這 3種異構(gòu)體是呈動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)存在， a和223。這種動(dòng)態(tài)平衡受濃度和溫度的影響很小。 ? a葡萄糖異構(gòu)體的比旋光度為 +,223。隨著異構(gòu)體的轉(zhuǎn)變，比旋光度也隨著轉(zhuǎn)變，這種現(xiàn)象稱為“變旋光”現(xiàn)象。異構(gòu)體轉(zhuǎn)變，比旋光度逐漸降低，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，比旋光度為 ，不在變化。葡萄糖于水中，將向 a異構(gòu)體轉(zhuǎn)變，比旋光度逐漸升高，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，比旋光度達(dá)到相同的平衡值 +，不在變化 ? 。異構(gòu)體，是兩種異構(gòu)體旋光的總和。 在乙醇中微溶。比旋光度為 + — 。 如和蔗糖混合使用，葡萄糖在代替 40%蔗糖時(shí)，葡萄糖的相對(duì)甜度可高達(dá) 90%，同時(shí)，葡萄糖的濃度與相對(duì)甜度關(guān)系也很大，所以，葡萄糖濃度增加甜度也會(huì)大幅提高。 ? 葡萄糖的另一特性為 冰點(diǎn)降低 ，相同濃度的葡萄糖液冰點(diǎn)液比蔗糖低， 如 30%濃度的葡萄糖溶液冰點(diǎn)為 6℃ ，而相同濃度的蔗糖溶液冰點(diǎn)為 4℃ ，這一特性非常有利于食品工業(yè)， 深度冷凍的液體飲料不易出現(xiàn)冰碴， 增強(qiáng)口感。 ? 滲透壓 ：淀粉糖的分子量越小滲透壓越大，葡萄糖的分子量為 ，而蔗糖的分子量為 342，因此葡萄糖具有比蔗糖高得多的滲透壓，葡萄糖溶液的滲透壓高，用于各種食品有較強(qiáng)的保護(hù)作用，能抗微生物的侵蝕，可提高食品的貨架期。可使面包、蛋糕皮及烘烤食品增色。 營養(yǎng)性：葡萄糖是動(dòng)物代謝的基本能源 ，作為一種營養(yǎng)份，它 在人機(jī)體內(nèi)的能值是 ，葡萄糖是一種唯一能用于腦髓的營養(yǎng)成份， 吸收后進(jìn)入血液系統(tǒng)，葡萄糖轉(zhuǎn)化為“血糖”能直接作為中間代謝物。血液中的糖分為葡萄糖，含量為 80100㎎ /100ml,飯后 1小時(shí)內(nèi)增加到約 150㎎ /100ml，以后逐漸降低到正常含量。 ? 醫(yī)藥用葡萄糖分為口服和注射兩種，注射用葡萄糖需要高純度，濃度一般為 5%，因?yàn)檫@個(gè)濃度與身體組織細(xì)胞具有相等的滲透壓力。但在特殊情況下，卻可利用這種作用治病，如治療腦水腫。 ? 葡萄糖常與生理食鹽水一并注射，這是因?yàn)楫?dāng)身體損失大量水分的時(shí)候，不僅需要補(bǔ)充葡萄糖，還需要補(bǔ)充鈉和氯，以保持身體體液酸堿的平衡。 顆粒的性狀可大致分為圓形、卵形和三角形。 ? 【 2】 水分含量： 淀粉含有相當(dāng)高的水分，如玉米淀粉在一般情況下，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。 11 ? 【 3】糊化：淀粉混于冷水中，經(jīng)攪拌成乳狀的懸浮液，稱淀粉乳。若將淀粉乳加熱到一定溫度，淀粉顆粒開始膨脹，溫度繼續(xù)上升，顆粒繼續(xù)膨脹，可達(dá)原體積的幾倍到幾十倍。雖停止攪拌，淀粉也不再會(huì)沉淀，這種現(xiàn)象稱為糊化，發(fā)生此糊化現(xiàn)象的溫度稱為糊化溫（ 46— 72℃ ） ? 淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì) ? 【 1】 淀粉顆粒含有微量的非碳水化合物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、脂肪酸、無機(jī)鹽等。淀粉是葡萄糖組成的多糖。玉米淀粉中直連淀粉和支鏈淀粉的含量因品種不同而不同，玉米含直連淀粉一般為 26%；高連玉米淀粉中直連淀粉為 70— 80%左右；粘玉米和糯米等含直連淀粉不超過 1%，基本上是支鏈淀粉，所以粘性大。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℃ 。它具有一些獨(dú)特的性能，如：多孔性、較低的濃度、較大的比表面積、相對(duì)的不可壓縮性及化學(xué)穩(wěn)定性，特點(diǎn)是多孔而輕，表面積很大。 ? 硅藻土沒有化學(xué)活性，與糖液不起因何化學(xué)反應(yīng)，不影響葡萄糖溶液的物理或化學(xué)性質(zhì)。 15 ? 四、糖用脫色活性炭 活性炭是一種多孔徑的炭化物，有極豐富的孔隙構(gòu)造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用是借助于物理及化學(xué)的吸咐力而成的。每克活性炭所具有的 比表面積相當(dāng)于 1000個(gè)平方米之多 。 糖用活性炭的脫色是物理的吸附作用，能將糖液中的有色物質(zhì)如（ 5羥甲基糠醛 ）吸附在表面上，以達(dá)到從糖液中除去的目的。糖溶液里含有一些微量的溶于糖液里的無機(jī)鹽類有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)呈電離狀態(tài)，以正負(fù)離子的形式溶于糖液中。 ? 離子交換樹脂是高分子合成的化合物，分為陽離子樹脂和陰離子樹脂等不同的型號(hào)。 ? 【 2】 陰離子交換樹脂是脂肪族或芳香族化合物聚合而成的樹脂；具有堿性強(qiáng)弱不同的胺基，如叔胺基 NH2等。從而達(dá)到除去無機(jī)鹽之目的 18 六、鹽酸、氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鈉 這些酸、堿、鹽主要是用于調(diào)節(jié)糖液的 РH值和離子交換樹脂的再生用。 10mm ②重 量： ≥158g/條 誤差177。 2根 ④上切邊：切邊必須用熱熔切割，保證切邊粘連，不散邊。 ⑥印 刷： 應(yīng)清晰、無錯(cuò)漏、為紅蘭兩色。由于這種原因，不能使液化酶直接作用于淀粉，需要先加熱淀粉乳，使淀粉顆粒膨脹、糊化，破壞其結(jié)晶結(jié)構(gòu)，然后在液化酶的作用下，淀粉乳才能水解為糊精和低聚糖。 因?yàn)樘腔褂玫奶腔笇儆谕饷?，水解作用是從底物分子的非還原尾端進(jìn)行，不能進(jìn)入分子內(nèi)部水解，速度非常緩慢；液化酶是內(nèi)酶，可以在分子內(nèi)部的因何部位同時(shí)進(jìn)行水解，大大縮短了淀粉糖化的時(shí)間，液化是酶法生產(chǎn)工業(yè)化的必備條件。另外還有酸酶液化法，機(jī)械液化法等等。 自噴射液化技術(shù)問世以來，逐步取代了其他液化技術(shù)。 24 ? （ 3）在高溫下噴射液化，淀粉糊化均勻，蛋白質(zhì)絮凝效果好，不產(chǎn)生不溶性淀粉顆粒，不發(fā)生老化現(xiàn)象，液化液清亮透明；并且在高溫下噴射液化，還能阻止小分子（如麥芽二糖，三糖等）等前提物質(zhì)的生成，有利于提高葡萄糖的質(zhì)量和收率 。 ? a淀粉酶不能水解淀粉分子中的 a 1,6葡萄糖苷鍵 ， 但能越過此 ? a1,6鍵繼續(xù)水解淀粉分子鏈中 a1,4鍵， a1,6鍵存留于水解的液化液里。 隨著淀粉分子的急速變小，淀粉乳粘度急速降低；由于粘度的急速降低，工業(yè)上稱為這種現(xiàn)象為“液化” 。 淀粉遇碘呈藍(lán)色 ， 隨著糊精分子的變小，呈紫、紅到棕色。稱為 消色點(diǎn)。 ? （ 3）內(nèi)酶 ? a淀粉酶水解淀粉是從分子內(nèi)部進(jìn)行，水解中間地位的 a1,4鍵，水解不分先后秩序，很雜亂，沒有一定規(guī)律，這種 由分子內(nèi)部進(jìn)行水解的酶稱為 “ 內(nèi)酶” 。 ? （ 1）葡萄糖淀粉酶屬于 外酶，水解只能由底物分子的非還原尾端開始，底物分子越多，水解生成葡萄糖的機(jī)會(huì)越多。 （ 2） 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐 ，淀粉在酶液化工序中水解到葡萄糖值15～ 20的范圍較合適。 ? 液化工藝 《 噴射液化法 》 ? （ 1） 利用噴射器的液化方法稱為噴射液化法 ，效果好，應(yīng)用很多。 31 ? （ 2）基本操作： ? 是先通入噴射器蒸氣，蒸氣進(jìn)入噴射器預(yù)熱到 80～90℃ ，然后，用泵將調(diào)節(jié)好濃度、 pH值并加入 a淀粉酶的淀粉乳打入噴射器，同時(shí)，調(diào)節(jié)蒸汽閥門，使噴射溫度控制在 1次噴射 105～ 110℃ ， 2次噴射控制在 125～ 135℃ ；讓蒸氣直接噴入淀粉乳的薄層， 使淀粉乳及時(shí)均勻地引起糊化、液化。被液化的淀粉乳由噴射器下方高速卸出，在經(jīng)過高溫維持罐等一系列液化設(shè)備及操作后，得到需要的液化液。 ? 工藝流程簡(jiǎn)述 （ 1） 調(diào)配淀粉乳并加酶 在調(diào)配罐內(nèi)，把淀粉乳調(diào)到 30～ 33%（ 1718Be）濃度，用 10%Na2CO3調(diào)至 pH值 ～ ，最后加入耐高溫的 a淀粉酶，料液攪拌均勻。從 2次液化噴射器出來的料液，進(jìn)入管式換熱器和除渣后的濾液換熱滅酶，再進(jìn)入二次閃蒸罐（溫度100℃ ），罐內(nèi)維持 5～ 10min。 ? （ 3）柱式液化 ? 料液溫度調(diào)節(jié)至 98℃ ，二次加入液化酶，進(jìn)入 16各個(gè)液化柱，控制溫度 98℃ ，連續(xù)進(jìn)行液化維持反應(yīng)。 33 ? 連續(xù)調(diào)節(jié) pH值至 ～ ，連續(xù)加入糖化酶，連續(xù)攪拌，用泵連續(xù)打入糖化罐進(jìn)行糖化反應(yīng)。 ? 工藝特點(diǎn) ? （ 1）連續(xù)噴射液化： 此法是利用噴射器，將蒸汽直接噴入淀粉乳薄層，在瞬間內(nèi)達(dá)到淀粉糊化溫度，完成淀粉的糊化，液化。設(shè)備簡(jiǎn)單，便于連續(xù)操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。而糖化酶水解糊精及低聚糖時(shí)，需要先與底物分子結(jié)合，生成鉻合物結(jié)構(gòu)，然后才能發(fā)生水解作用，使葡萄糖單位逐個(gè)從糖苷鍵中水解出來。液化維持罐的作用是因罐身細(xì)而高，料液從下面切線進(jìn)入以防料液走短路，料液從上部排出，從而保證了料液先進(jìn)先出，最后使液化均勻一致。 ? （ 4）真空閃冷降溫 ：因液化柱出來的液化液溫度達(dá) 98℃ ，經(jīng)過換熱降為 70℃ ，為適應(yīng)糖化酶的溫度和增加糖液濃度，采用真空閃冷降溫的方法，可使糖液在降溫的同時(shí)，增加濃度。 ? 液化崗位工藝基本操作 ? （ 1）開啟真空閃蒸罐的真空泵，讓閃蒸罐達(dá)到規(guī)定的真空度。 ? （ 3）開蒸汽閥門，將噴射器、停留罐、液化柱預(yù)熱至 100℃ ；關(guān)閉噴射器進(jìn)料閥，打開噴射器回流閥。 ? （ 4）待噴射器及停留罐預(yù)熱至規(guī)定溫度后，將進(jìn)料閥門打開；逐步關(guān)小回流閥，調(diào)節(jié)好流量計(jì)，使進(jìn)入噴射器的料液壓力大于進(jìn)入噴射器的蒸汽壓力，經(jīng)過料閥和針閥控制流量，針閥使淀粉乳形成空心圓柱狀薄膜，從噴嘴射出。閃蒸罐內(nèi)溫度控制在 95－ 100℃ 。液化液通過時(shí)間約為 120分鐘左右。 ? （ 7） 換熱降溫和真空閃冷降溫：經(jīng)換熱和真空閃急