葡萄糖生產(chǎn)工藝介紹

1、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(guó)人曾時(shí)興研究用各種水果和許多種才料來(lái)制造糖品，1801年，法國(guó)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(chēng)由此得來(lái)，一直沿用到現(xiàn)在。用淀粉水解生產(chǎn)葡萄糖是由德國(guó)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(guò)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(shù)膠用的膠粘劑，但一不小心酸加多了；酸的作用過(guò)量，所得產(chǎn)

2、物成為粘度很低的液體；清澄，具有甜味?？聠谭蚰碎_(kāi)始研究制造淀粉糖。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(lái)，壓榨，除去大部分母液，得到固體產(chǎn)品。2當(dāng)時(shí)歐洲正值拿破侖戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代，由于戰(zhàn)爭(zhēng)封鎖，歐洲不能獲得甘蔗糖，不少工廠設(shè)立生產(chǎn)這種淀粉糖，這種淀粉糖暢銷(xiāo)一時(shí)，主要給釀造工業(yè)做原料。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。法國(guó)化學(xué)家沙蘇里經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究證明，由淀粉制造的淀粉糖的化學(xué)反應(yīng)為水解反應(yīng)，

3、水解的最終產(chǎn)品與葡萄汁中制成的糖為同一性質(zhì)的糖；它的分子式和分子結(jié)構(gòu)與葡萄汁中的葡萄糖完全相同。糖化酶、60℃60h（C6H10O5）n＋nH2OnC6H12O616218180100111.11法國(guó)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。3第二葡萄糖的性質(zhì)和用途一葡萄糖的性質(zhì)1、葡糖糖的構(gòu)型葡萄糖主要為六環(huán)結(jié)構(gòu)應(yīng)用酶法糖化工藝，使用糖化酶催化水解，生成的葡萄糖是構(gòu)型；在酶水解的過(guò)程中構(gòu)型發(fā)生了轉(zhuǎn)變，生成的葡萄糖在水溶

4、液中向a構(gòu)型轉(zhuǎn)變，最后這兩種異構(gòu)體達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。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。如葡萄糖投影結(jié)構(gòu)式示意圖所示（下頁(yè)）：4OHOHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2OHOa葡萄糖葡萄糖OHHC|H—C—OH|OH—C—HO|H—C—OH|H—C|CH2OHHOHC|H—C—OH|OH—C—HO|H—C—OH|H—C|CH2OHCHO|H—C—OH|OH—C—H|H—C—OH|H—C—OH

5、|CH2OHa葡萄糖開(kāi)鏈葡萄糖葡萄糖葡萄糖投影結(jié)構(gòu)式示意圖5在水溶液中，葡萄糖主要是以六環(huán)結(jié)構(gòu)存在，但也有微量的開(kāi)鏈異構(gòu)體。開(kāi)鏈異構(gòu)體雖然微量，但是作用并不小，a和異構(gòu)體的互相轉(zhuǎn)變都是經(jīng)過(guò)它為中間體。這3種異構(gòu)體是呈動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)存在，a和異構(gòu)體的比例為36%和64%。這種動(dòng)態(tài)平衡受濃度和溫度的影響很小。在工業(yè)生產(chǎn)的糖化液中，葡萄糖異構(gòu)體間的轉(zhuǎn)變度已達(dá)到這動(dòng)態(tài)的平衡。a葡萄糖異構(gòu)體的比旋光度為122.2o葡萄糖異構(gòu)體的比旋光度為18.7o

6、。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(chēng)為“變旋光”現(xiàn)象。若溶解a葡萄糖于水中，葡萄糖溶液將向異構(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52.5o，不在變化。若溶解葡萄糖于水中，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52.5o，不在變化。這個(gè)平衡比旋光度不屬于a或異構(gòu)體，是兩種異構(gòu)體旋光的總和。用方程式表示：62、物理性質(zhì)：【1】性狀：葡萄糖為無(wú)色或白色結(jié)晶性或顆粒性粉末，無(wú)

7、臭，味甜，比重1.5714、熔點(diǎn)83℃；【2】溶解度：易溶于水，在20℃時(shí)，100g水能溶解91.28g葡萄糖，水溶液中溶解度可達(dá)47.72%，在25℃時(shí)，100g水能溶解11142g葡萄糖，水溶液中溶解度可達(dá)52.7%。在乙醇中微溶。【3】具有光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象：由于葡萄糖結(jié)構(gòu)中含有不對(duì)稱(chēng)碳原子，因此具有旋光現(xiàn)象。比旋光度為52.5o—53.0o。二葡萄糖的實(shí)用特性1、甜味：葡萄糖是由淀粉制成的甜味劑，在淀粉糖中其甜度僅次于果糖，而高于其他

8、麥芽糖、山梨醇等，以蔗糖甜度為100計(jì)，葡萄糖甜度約為75。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。72、風(fēng)味：葡萄糖具有特殊的風(fēng)味，甜味溫和，特別是味涼，吃在口中有涼爽的感覺(jué)；葡萄糖在溶解時(shí)為吸熱反應(yīng)，固葡萄糖特別適用于夏季食品的甜味劑，如薄荷糖果，冷凍食品等。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

9、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。3、溶解度：結(jié)晶葡萄糖易溶于水，微溶于乙醇和其他有機(jī)溶劑，溫度在55℃以上時(shí)葡萄糖比蔗糖溶解快，低于55℃比蔗糖溶解略慢，55℃是固相一水葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)水葡萄糖的溫度。4、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180.2，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

10、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。85、還原性：葡萄糖具有還原性，能還原堿性硫酸銅溶液（費(fèi)林式溶液）為氧化銅，測(cè)定葡萄糖液的純度（DE值）就是基于此原理，由于葡萄糖較強(qiáng)的還原能力和蛋白類(lèi)物質(zhì)的相互作用，能促進(jìn)食品系統(tǒng)的褐變現(xiàn)象?？墒姑姘?、蛋糕皮及烘烤食品增色。6、發(fā)酵性：在有利條件下，葡萄糖容易被酵母菌完全發(fā)酵，產(chǎn)生CO2和酒精，因而葡萄糖是飲料工業(yè)、各種發(fā)酵工業(yè)的主要原料，也是食品工業(yè)

11、中肉食加工和泡菜等不可缺少的配料。7、營(yíng)養(yǎng)性：葡萄糖是動(dòng)物代謝的基本能源，作為一種營(yíng)養(yǎng)份，它在人機(jī)體內(nèi)的能值是17.1KJg，葡萄糖是一種唯一能用于腦髓的營(yíng)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。除此之外，它能作為糖源貯存在肝臟或肌肉中，形成人體的貯備能。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。9葡萄糖不經(jīng)消化能被身體直接吸收，所以適

12、合病人食用；也能直接注射到血液中去，供病人急用；每克無(wú)水葡糖糖供給熱能1874卡。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。高濃度的葡萄糖溶液具有較高的滲透壓力，注射到血液中，會(huì)將組織中的水分吸收到血液中來(lái)。但在特殊情況下，卻可利用這種作用治病，如治療腦水腫。還有利尿作用。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

13、補(bǔ)充鈉和氯，以保持身體體液酸堿的平衡。10第三生產(chǎn)葡萄糖所用原料和一些主要輔助材料一、玉米淀粉：1、淀粉的物理性狀【1】顆粒：淀粉呈白色粉末狀，但在顯微鏡下觀察，卻是些形狀和大小都不同的透明小顆粒；一斤玉米淀粉據(jù)估計(jì)約有8500億個(gè)顆粒。顆粒的性狀可大致分為圓形、卵形和三角形。玉米淀粉顆粒有圓形和多角形兩種，用顯微鏡觀察淀粉顆粒能鑒別不同的淀粉品種?！?】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

14、水有20%。雖然含有這樣高的水分，卻不顯潮濕而呈干燥的粉末狀。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。淀粉的水分含量受周?chē)諝鉂穸鹊挠绊?，在陰雨天，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，淀粉失散水分，使淀粉水分降低?1【3】糊化：淀粉混于冷水中，經(jīng)攪拌成乳狀的懸浮液，稱(chēng)淀粉乳。若停止攪拌，淀粉則慢慢沉淀。若將淀粉乳加熱到一定溫度，淀粉顆粒開(kāi)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

15、倍。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。雖停止攪拌，淀粉也不再會(huì)沉淀，這種現(xiàn)象稱(chēng)為糊化，發(fā)生此糊化現(xiàn)象的溫度稱(chēng)為糊化溫（46—72℃）2、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(wú)機(jī)鹽等。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。淀粉是葡萄糖組成的多糖。【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。玉米淀粉中直連淀粉和支鏈淀粉

16、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(guò)1%，基本上是支鏈淀粉，所以粘性大。12OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO1、下圖為直連淀粉分子結(jié)構(gòu)示意圖2、下圖為支連淀粉分子結(jié)構(gòu)示意圖13O二、酶制劑1、液化酶液化酶采用地衣芽孢桿菌經(jīng)深層培養(yǎng)、提取等工序精制而成能隨機(jī)水解淀粉等碳水化合物。使淀粉乳溶液迅速產(chǎn)生可容性糊精和

17、麥芽糖的液化液。液化酶的PH范圍為5.57.0；有效溫度范圍在噴射液化工藝中瞬間溫度可達(dá)105℃145℃仍能有效水解淀粉乳。2、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。淀粉乳液化后產(chǎn)生較短鏈的糊精和麥芽糖，糖化酶則主要用于這些短鏈液化液的繼續(xù)水解而最終成為葡萄糖。糖化酶活力pH范圍為4.04.5，最佳溫度范圍5860℃。3、酶制劑的物理特性：外觀褐色液體；氣味無(wú)刺激性氣味溶解度易容于水；比重:1.151.25gml、14

18、三、助濾劑：硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，由古代硅藻的遺骸組成。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。硅藻土的單體多成長(zhǎng)針狀，沉積于濾布上形成硅藻土層的孔隙，比原濾布的濾孔小的多，能阻擋很細(xì)小的固體顆粒如糖液中的蛋白質(zhì)。硅藻土沒(méi)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)。葡萄糖生產(chǎn)中使用硅藻土的目的就是吸附、過(guò)濾糖液中的蛋白質(zhì)

19、等雜質(zhì)。15四、糖用脫色活性炭1、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。其外觀色澤呈黑色。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。具有很強(qiáng)的吸附顏色和若干無(wú)機(jī)鹽的作用；約含1015%的水分和微量的灰分，每克活性炭的吸附面積可高達(dá)500m2以上。2、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

20、去的目的。3、糖用活性炭主要指標(biāo)是焦糖脫色力，按照國(guó)標(biāo)《GBT12469.112469.22》要求法焦糖脫色力：優(yōu)級(jí)≧100%；一級(jí)品≧90%；二級(jí)品；≧80%16活性炭圖片17五、離子交換樹(shù)脂1、離子交換樹(shù)脂是具有吸附并去除微量雜質(zhì)的一種材料。糖溶液里含有一些微量的溶于糖液里的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)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。離子交換的目的就是除去糖液中的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)有害物質(zhì)，進(jìn)一步精制提純糖液。2、離子交換樹(shù)脂是高分

21、子合成的化合物，分為陽(yáng)離子樹(shù)脂和陰離子樹(shù)脂等不同的型號(hào)?！?】陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是聚苯乙烯或酚醛合成的樹(shù)脂，具有交換酸基，如：磺酸基（SO3H），這種酸基雖然連接在樹(shù)脂結(jié)構(gòu)上，但性質(zhì)仍如游離酸，能交換除去糖液中的Na、Ca等陽(yáng)離子類(lèi)?！?】陰離子交換樹(shù)脂是脂肪族或芳香族化合物聚合而成的樹(shù)脂；具有堿性強(qiáng)弱不同的胺基，如叔胺基NH2等。這種胺基雖然連接在樹(shù)脂結(jié)構(gòu)上，但性質(zhì)仍如游離胺，能交換除去糖液中的CI離子類(lèi)。從而達(dá)到除去無(wú)機(jī)鹽之目的18六、

22、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(shù)脂的再生用。七、包裝材料1、紙塑布織布復(fù)合包裝袋（口服糖袋）①規(guī)格：900mm500mm誤差10mm②重量：≥158g條誤差5g③經(jīng)緯密度：42根100mm誤差2根④上切邊：切邊必須用熱熔切割，保證切邊粘連，不散邊。⑤底邊：底邊卷折寬度≥10mm，縫線到底邊的距離為8mm，縫線用錦綸線或質(zhì)量相當(dāng)?shù)钠渌€。⑥印刷：應(yīng)清晰、無(wú)錯(cuò)漏、為紅蘭兩色。⑦材質(zhì)：外層為壓

23、膜編織層，內(nèi)層為牛皮紙層19淀粉乳液化糖化轉(zhuǎn)鼓除渣脫色過(guò)濾離子交換蒸發(fā)冷卻結(jié)晶離心分離氣流干燥成品包裝成品入庫(kù)第四葡萄糖生產(chǎn)的基本原理和流程簡(jiǎn)介1、崗位流程方框簡(jiǎn)圖：20二次噴射糖化酶注射糖結(jié)晶母液去草酸氣流干燥注射糖包裝離心分離閃蒸維持蒸發(fā)濃縮母液外賣(mài)離交交換一次噴射糖化轉(zhuǎn)鼓除渣一次脫色過(guò)濾二次脫色過(guò)濾淀粉乳調(diào)乳碳酸鈉液化酶工藝水稀鹽酸調(diào)PH母液脫色過(guò)濾蒸發(fā)口服糖結(jié)晶離心分離氣流干燥口服糖包裝2、工藝流程方框圖：21一、液化崗位淀粉顆

24、粒的結(jié)晶性結(jié)構(gòu)對(duì)于酶作用的抵抗力強(qiáng)，細(xì)菌a淀粉酶水解淀粉顆粒和水解糊化淀粉的速度比約為1：20，000。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。1、液化崗位方框工藝流程圖淀粉乳調(diào)配淀粉乳液化酶混合罐換熱加溫一次噴射維持罐一次閃蒸二次噴射二次持罐換熱滅糖化酶二次閃蒸二次加酶柱式液化換熱降溫閃冷降溫糖化罐調(diào)配罐10%純堿工藝水222

25、、液化崗位工藝流程示意圖淀粉乳罐混合液淀粉乳調(diào)配純堿酶一次閃蒸換熱維持罐維持罐二次閃蒸換熱降溫液化柱1換熱降溫真空閃冷水熱水罐一次噴射器二次噴射器濾液到過(guò)濾液化柱8液化柱16冷卻換熱抽真空冷卻水凝結(jié)水去糖化熱水蒸汽233、液化作用：液化崗位的作用：是在淀粉乳中加入適當(dāng)?shù)囊夯?，將淀粉水解成小分子的糊精和低聚糖，以增加糖化酶作用的機(jī)會(huì)，給糖化過(guò)程提供條件。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

26、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。4、液化基本方法：（1）酶法液化的方法繁多，如：間歇液化法、半連續(xù)液化法，噴射液化法等。另外還有酸酶液化法，機(jī)械液化法等等。（2）現(xiàn)在葡萄糖生產(chǎn)的液化方法基本采用的都是高溫噴射液化法。自噴射液化技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，逐步取代了其他液化技術(shù)。噴射液化技術(shù)的關(guān)鍵一是設(shè)備～液化噴射器”，二是酶～耐高溫“a淀粉酶”。24（3

27、）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。5、崗位技術(shù)參數(shù)及中間體控制指標(biāo)①.淀粉乳蛋白：≦0.40.5%；②.脂肪含量：≤0.150.20③.比重：1.1401.15020℃④.PH值：5.06.0⑤.一噴溫度：105112℃⑥.二噴溫度：125135℃⑦.碘色反應(yīng)：

28、棗紅色⑧.DE值：1317%⑨.閃蒸冷卻降溫：58～62℃256、液化工藝原理（1）a淀粉酶水解方式（液化酶）a淀粉酶能水解淀粉分子中的a14葡萄糖苷鍵，水解葡萄糖單位C1原子為a構(gòu)型，故稱(chēng)a淀粉酶。a淀粉酶不能水解淀粉分子中的a16葡萄糖苷鍵，但能越過(guò)此a16鍵繼續(xù)水解淀粉分子鏈中a14鍵，a16鍵存留于水解的液化液里。（2）什么叫液化a淀粉酶水解淀粉分子中的a14鍵，最初階段速度很快，龐大的淀粉分子斷裂成較小的分子。隨著淀粉分子的急

29、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(chēng)為這種現(xiàn)象為“液化”。26經(jīng)過(guò)最初液化階段以后，水解速度變慢，分子繼續(xù)斷裂、變小，水解液的還原性增高。淀粉遇碘呈藍(lán)色，隨著糊精分子的變小，呈紫、紅到棕色。糊精分子小到一定程度，遇碘不再變色。稱(chēng)為消色點(diǎn)。淀粉水解到消色點(diǎn)時(shí)，水解產(chǎn)物主要為麥芽糖類(lèi)和少量的葡萄糖等。（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a14鍵，水解不分先后秩序，很雜亂，沒(méi)有一定規(guī)律，這種由分子內(nèi)

30、部進(jìn)行水解的酶稱(chēng)為“內(nèi)酶”。27（4）水解前的直鏈淀粉和支鏈淀粉分子示意圖還原尾端基非還原尾端基直鏈淀粉支鏈淀粉28（5）下圖為液化酶水解直鏈淀粉示意圖CH2OHCH2OHCH2OHOHOHOHOHOHOOOOOO14441a14a14OH液化酶液化酶CH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHOHOHOHOHOHOHOOOOOOOOOOOOHOHOHOHOHOHOOa1661糖化酶液化酶a14CH2OHO29（6）下圖為液化酶水

31、解支鏈淀粉示意圖（7）下圖為液化液中糊精、麥芽糖、葡萄糖分子示意圖OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO307、液化程度在液化過(guò)程中，淀粉糊化、水解成較小的分子，粘度應(yīng)當(dāng)降低到足夠的程度，能適用于工藝操作。（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(kāi)始，底物分子越多，水解生成葡萄糖的機(jī)會(huì)越多。但是，葡萄糖淀粉酶是先與底物分子生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，而后發(fā)生水解催化作用，這需要底物分子的大小具有一定的范

32、圍才有利于生成這種絡(luò)合結(jié)構(gòu)；過(guò)大或過(guò)小都不適宜。（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。水解超過(guò)此程度，不利于糖化酶生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，影響催化效率，糖化液的最終葡萄糖值較低。8、液化工藝《噴射液化法》（1）利用噴射器的液化方法稱(chēng)為噴射液化法，效果好，應(yīng)用很多。噴射液化器的構(gòu)造有不同的設(shè)計(jì)，要點(diǎn)是蒸汽直接噴射入淀粉乳薄層，使淀粉乳均勻及時(shí)地糊化、液化。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)

33、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(mén)，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。蒸氣噴射產(chǎn)生的湍流，使淀粉乳受熱快而均勻，黏度降低也快。被液化的淀粉乳由噴射器下方高速卸出，在經(jīng)過(guò)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。此法的優(yōu)點(diǎn)是液化效果好，蛋白質(zhì)類(lèi)雜質(zhì)的凝結(jié)好，糖化

34、液的過(guò)濾性質(zhì)好，設(shè)備少，也適于連續(xù)操作。9、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5.8～6.0，最后加入耐高溫的a淀粉酶，料液攪拌均勻。32（2）噴射液化用泵把淀粉乳經(jīng)板式換熱器加熱后（溫度加熱50℃），打入1次噴射器進(jìn)行噴射液化，在噴射器中，淀粉乳和蒸汽直接相遇，淀粉乳瞬間加熱糊化、液化；控制出料溫度100～105℃；從噴射器中出來(lái)的料液經(jīng)一次閃蒸罐

35、反應(yīng)5～10分鐘后，進(jìn)行2次蒸汽噴射（溫度125～135℃）在第2次噴射器內(nèi)料液和蒸汽直接瞬間接觸，溫度升至125～135℃。從2次液化噴射器出來(lái)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。此時(shí)，淀粉顆粒會(huì)進(jìn)一步糊化，淀粉分子鏈斷裂，料液分子呈小分子狀態(tài)并進(jìn)一步分散，蛋白質(zhì)進(jìn)一步絮凝。（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)

36、行液化維持反應(yīng)。經(jīng)過(guò)約120～150分鐘的連續(xù)反應(yīng)，出料溫度98℃換熱降溫降至70℃，再經(jīng)真空閃冷降溫至60～62℃，料液進(jìn)入pH調(diào)節(jié)罐。。33連續(xù)調(diào)節(jié)pH值至4.3～4.5，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)。糖化溫度保持60℃，時(shí)間約5060小時(shí)左右。8、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。此法液化效果好，蛋白質(zhì)等雜質(zhì)凝結(jié)在一起

37、，使糖化液過(guò)濾性好。設(shè)備簡(jiǎn)單，便于連續(xù)操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（2）16個(gè)液化柱維持反應(yīng)（或?qū)恿鞴蓿┑膽?yīng)用：淀粉液化的目的是為縮短或加快糖化過(guò)程。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(lái)。為了保證底物分子大小能在一定范圍內(nèi)，客觀上要求液化要均勻。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

38、勻一致。34（3）高溫分散：通過(guò)噴射器將料液加熱到125～135℃，在罐內(nèi)維持3～5分鐘左右，使已形成的不溶性淀粉顆粒在高溫下分散，同時(shí)，蛋白質(zhì)進(jìn)一步絮凝。（4）真空閃冷降溫：因液化柱出來(lái)的液化液溫度達(dá)98℃，經(jīng)過(guò)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。其原理為：溶液進(jìn)入閃蒸罐，在真空中溶液呈過(guò)熱狀態(tài)，因而瞬間大量蒸發(fā)水分，水分變?yōu)槎握羝怀樽?，液化液濃度因失去部分水?/p>

39、而增濃。9、液化崗位工藝基本操作（1）開(kāi)啟真空閃蒸罐的真空泵，讓閃蒸罐達(dá)到規(guī)定的真空度。（2）噴射器在開(kāi)始使用時(shí)，首先將噴射器針閥上調(diào)5－6圈。（3）開(kāi)蒸汽閥門(mén)，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(kāi)噴射器回流閥。同時(shí)，啟動(dòng)料液進(jìn)料泵，調(diào)節(jié)進(jìn)料流量計(jì)，穩(wěn)定進(jìn)料回流約10分鐘，以穩(wěn)定進(jìn)料泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。（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(mén)打開(kāi)；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

40、器的蒸汽壓力，經(jīng)過(guò)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。35（5）通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣和進(jìn)料閥門(mén)，使液化出口溫度由高到低至100105℃。閃蒸罐內(nèi)溫度控制在95－100℃。（6）開(kāi)啟二次噴射器，方法同一次噴射器相同，將料液加熱至120135℃左右，料液進(jìn)入換熱器和轉(zhuǎn)鼓濾液換熱，然后經(jīng)二次閃蒸罐、二次閃蒸控制溫度98℃，在罐出口加入另一部分a淀粉酶，并按順序連續(xù)通過(guò)16個(gè)液化維持罐。液化液通過(guò)時(shí)間約為120分鐘左右。液化

41、液的DE控制在1317%，低于18%為好。（7）換熱降溫和真空閃冷降溫：經(jīng)換熱和真空閃急冷卻系統(tǒng)，溫度從98℃降到70℃，再降至60℃。（8）待液化快結(jié)束時(shí)，首先開(kāi)啟噴射器的淀粉乳回流閥，關(guān)閉噴射器淀粉乳進(jìn)料閥；關(guān)閉淀粉乳罐、混合罐、Na2CO3罐、a淀粉酶罐閥門(mén)。關(guān)閉蒸汽閥，關(guān)閉淀粉乳罐、混合罐、加酶等進(jìn)料泵。ⅸ、液化結(jié)束后，要用清水沖洗噴射器、設(shè)備、管道、泵等，要清洗干凈。36液化噴射器示意圖和照片37液化崗位38液化崗位39二、糖

42、化崗位1、糖化目的：在液化工序中，淀粉乳經(jīng)過(guò)a淀粉酶水解液化后，淀粉變?yōu)楹偷途厶堑刃》肿赢a(chǎn)物。糖化崗位的目的是利用葡萄糖淀粉酶或復(fù)合酶（糖化酶），進(jìn)一步將這些水解產(chǎn)物水解成葡萄糖。純淀粉通過(guò)完全水解，因?yàn)樗庠鲋氐年P(guān)系，每100.00份淀粉能水解成111.11份葡萄糖。如下面的反應(yīng)式所表示：糖化酶、60℃60h（C6H10O5）n＋nH2OnC6H12O616218180100111.11402、下圖為液化液中糊精、麥芽糖、葡萄糖分

43、子示意圖OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO413、糖化方框流程圖閃冷降溫pH調(diào)節(jié)加糖化酶進(jìn)糖化罐糖化過(guò)程糖化出料轉(zhuǎn)鼓除渣4210%鹽酸4、糖化流程示意圖糖化酶糖化罐pH調(diào)配罐來(lái)自液化崗位甜水稀鹽酸糖化罐糖化罐出料到轉(zhuǎn)鼓434、理論收率：（1）收率：純淀粉經(jīng)過(guò)完全水解，因有水解增重的關(guān)系，每100克淀粉能生成111.11克葡萄糖，如上面的反應(yīng)式。因此，葡萄糖的理論收率為111.11%。但現(xiàn)在的工藝還沒(méi)有達(dá)

44、到這個(gè)水平，雙酶法現(xiàn)在的工藝水平為每100份純淀粉能生產(chǎn)105～108份葡萄糖。差數(shù)為水解不完全的剩余物和復(fù)合產(chǎn)物，低聚糖和糊精等。（2）葡萄糖值：工業(yè)上用“葡萄糖值”表示淀粉的水解程度或糖化程度，糖化液中，還原性糖全部當(dāng)做葡萄糖計(jì)算，占干物質(zhì)的百分率稱(chēng)為葡萄糖值。葡萄糖的實(shí)際含量稍低于葡萄糖值。因?yàn)檫€有少量的還原性低聚糖存在。隨著糖化程度增高，二者的差別減小。（3）工業(yè)糖化方式，現(xiàn)在仍然普遍使用水溶糖化酶，間歇操作，設(shè)備簡(jiǎn)單控制容易，

45、成本低。間歇操作糖化，糖化酶只使用一次，效率高，所得糖化液中葡萄糖含量高。445、葡萄糖淀粉酶（糖化酶）水解方式（1）還原端和非還原端：葡萄糖淀粉酶（糖化酶）水解淀粉是由非還原尾端進(jìn)行，水解a14葡萄糖苷鍵，也能水解a16葡萄糖苷鍵，使一個(gè)葡萄糖單位分離產(chǎn)生葡萄糖。（2）水解產(chǎn)物：在一定的時(shí)間內(nèi)，水解產(chǎn)物只有葡萄糖，沒(méi)有其它糖生成。因?yàn)橛傻矸壑苯赢a(chǎn)生葡萄糖，故稱(chēng)葡萄糖淀粉酶。葡萄糖淀粉酶也能水解淀粉的水解產(chǎn)物如糊精、低聚糖和麥芽糖等。（

46、3）糖化酶是外酶：水解由底物分子的尾端進(jìn)行，屬于外酶。在糖化水解過(guò)程中，葡萄糖單位的C1OC4和C1OC6中的C1鍵斷裂。（4）糖化酶的底物：糖化是以淀粉液化后生成的糊精、低聚糖和麥芽糖為底物，用葡萄糖淀粉酶進(jìn)行水解反應(yīng)（糖化），速度將更快更便利。這就是為什么要先進(jìn)行淀粉液化，然后再進(jìn)行糖化的原因。（5）糖化酶不能進(jìn)入分子的內(nèi)部：葡萄糖淀粉酶（糖化酶）水解由底物分子的尾端進(jìn)行，不能進(jìn)入分子內(nèi)部水解，屬于“外酶”。因?yàn)槠咸烟堑矸勖改芩鈇

47、14和a16葡萄糖苷鍵，水解淀粉或水解液化液能全部轉(zhuǎn)變成葡萄糖。45（6）糖化酶水解雙糖的糖化過(guò)程示意圖CH2OHCH2OHOHOOO144a14OH糖化酶OHOHCH2OHCH2OHOHOOO144a14OH糖化酶OHOHCH2OHCH2OHOHOHOOOOHOH糖化酶a16CH2OHCH2OHOHOHOOOOHOH糖化酶a16a.直連淀粉液化液糖化酶作用過(guò)程示意圖：b.支連淀粉液化液糖化酶作用過(guò)程示意圖：466、糖化工藝流程簡(jiǎn)述：（

48、1）進(jìn)罐料液質(zhì)量：液化崗位來(lái)料符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并保證液化液降溫至60℃左右，然后將液化液用10%HCl調(diào)至pH4.24.5；在調(diào)好PH值的液化液中，連續(xù)加入規(guī)定量的糖化酶，并在不斷連續(xù)攪拌的情況下，連續(xù)送入糖化罐；滿罐后，開(kāi)始保溫糖化。調(diào)節(jié)好的液化液繼續(xù)打入另一糖化罐。（2）糖化保溫和出料：在60℃左右保溫約4860小時(shí)，（剛開(kāi)車(chē)時(shí)，在8小時(shí)后要取樣檢測(cè)DE值，然后每4小時(shí)取樣一次，做曲線表，取最高DE值為糖化時(shí)間）用無(wú)水酒精檢驗(yàn)，在無(wú)糊

49、精反應(yīng)后，將料液通過(guò)換熱器和2噴料液換熱滅酶（或循環(huán)加熱到75～80℃滅酶。保溫20分鐘），開(kāi)始除渣過(guò)濾。濾液進(jìn)入濾液罐保溫待用。糖化罐料液放完后，要用清水切底沖洗糖化罐，防止罐體生長(zhǎng)霉菌，造成污染。7、糖化工藝基本操作：（1）糖化罐要清洗干凈，要做到清潔、無(wú)菌、無(wú)異物。47（2）按順序開(kāi)啟糖化罐進(jìn)料閥、開(kāi)啟調(diào)節(jié)罐進(jìn)料閥、進(jìn)料泵、出料閥、HCI進(jìn)酸閥、泵、糖化酶進(jìn)酶閥、計(jì)量泵，開(kāi)啟調(diào)節(jié)罐攪拌，開(kāi)糖化罐進(jìn)料泵、連續(xù)調(diào)節(jié)PH至4.2～4.5

50、，溫度60～62℃，從調(diào)節(jié)罐溢流出口加入適量的糖化酶，開(kāi)始糖化罐進(jìn)料。（3）開(kāi)動(dòng)糖化罐攪拌，當(dāng)料液進(jìn)到規(guī)定的位置后，停止進(jìn)（液化液轉(zhuǎn)進(jìn)另一糖化罐），作好記錄，進(jìn)行保溫糖化。（4）糖化時(shí)間約48～60小時(shí)左右，快到糖化終點(diǎn)時(shí)，勤取樣，檢測(cè)DE值是否達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)后，檢測(cè)糖化液有無(wú)糊精反應(yīng)。糖化液達(dá)標(biāo)后，開(kāi)始糖化出料。（5）出料：生產(chǎn)正期間，糖化液滅酶用二次噴射后的液化液和經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)鼓除渣的濾液在換熱器中換熱滅酶，以節(jié)省蒸汽。剛投入生產(chǎn)時(shí)，先開(kāi)啟滅