液体葡萄糖
液体葡萄糖又称中转化葡萄糖浆。
中转化葡萄糖浆主要生产工艺有酸法、酸酶法和酶解法。
由酸法水解工艺可知,以淀粉为原料应用酸水解法制备糖液,由于需要高温、高压和催化剂,会产生一些不可发酵性糖及其一系列有色物质,这不仅降低了淀粉转化率,而且生产出来的糖液质量差,在水解程度上不易控制等缺点。酸酶法工艺虽能较好地控制糖化液最终DE值,但和酸法一样,仍存在一些缺点,设备腐蚀严重,使用原料只能局限在淀粉,反应中生成副产物较多,最终糖浆甜味不纯。自60年代以来,国外在酶水解理论研究上取得了新进展,使淀粉水解取得了重大突破,日本率先实现工业化生产,随后其他国家也相继采用了这种先进的制糖工艺。酶解法制糖工艺是以作用专一性的酶制剂作为催化剂,因此反应条件温和,复合和分解反应较少,因此采用酶法生产不仅可提高淀粉的转化率及糖液的浓度,而且还可大幅度地改善了糖液的质量,是目前最为理想、应用最广的制糖方法。
本工艺采用酶解法。
酶解法可分为两步:第一步,利用α-淀粉酶将淀粉液化;第二步,利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解转化为葡萄糖。生产上这两步分别称为液化和糖化。
淀粉酶解法的两个步骤
酶 水解位置 水解次序 水解产物
液化 淀粉酶 1,4糖苷键 无先后次序 葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖
异麦芽糖、低聚糖
糖化 糖化酶 1,4和1,6 从非还原性 葡萄糖
糖苷键 末端开始
(1)生产工艺
CaCl2+耐高温α一淀粉酶 糖化酶
淀粉 调浆 配料 液化 糖化 过滤 脱
滤渣 色 离子交换 真空浓缩 成品
(2)操作
一、调浆:
将淀粉加水调浆成淀粉乳,淀粉乳浓度控制在30,左右,用NaC023调节pH值至6(2左右,加入0.15%(固形物)的氯化钙作为淀粉酶的保护剂和激活剂,最后加入0.03%(固形物)耐高温α-淀粉酶,搅拌。
二、液化:
1 液化机理
液化使用α一淀粉酶,它能水解淀粉和其水解产物分子中的α一1,4糖苷键,使分子断裂,黏度降低。α一淀粉酶属于内酶,水解从分子内部进行,不能水解支链淀粉的α一1,6葡萄糖苷键,当α一淀粉酶水解淀粉切断α一1,4键时,淀粉分子支叉地位的α一1,
6键仍然留在水解产物中,得到异麦芽糖和含有α一1,6键、聚合度为3,4的低聚糖和糊精。但α一淀粉酶能越过α一1,6键继续水解α一1,4键,不过α一1,6键的存在,对于水解速度有降低的影响,所以α一淀粉酶水解支链淀粉的速度较直链淀粉慢。
2 液化方法
采用二次加酶液化法。
工艺流程
(配料)-----一次喷射液化-----液化保温------二次喷射------高温维持------二次液化------冷却------(糖化)
调浆均匀后的料液用泵打入喷射液化器中,在喷射器中出来的料液和高温蒸汽直接接触,料液在很短时间内升温至95-97?,此后料液进入保温罐保温60min,温度维持在95-97?,然后进行二次喷射,在第二只喷射器内料液和蒸汽直接接触,使温度迅速升至145?以上,并在维持罐内维持该温度3-5min左右,彻底杀死耐高温α-淀粉酶,然后料液经真空闪急冷却系统进入二次液化罐,将温度降低到95-97?,在二次液化罐内加入0.02%(固形物)耐高温α-淀粉酶,液化约30min,测得液化DE值为15,,20,时,结束液化。
三、糖化:
在液化工序中,淀粉经α一淀粉酶水解成糊精和低聚糖范围的较小分子产物,糖化是利用葡萄糖淀粉酶进一步将这些产物水解成葡萄糖。
将液化液冷却至60?后,调节pH值为4(5左右,加人0.1%(固
形物)糖化酶,然后60?保温糖化,到DE值为38,,48,时,糖化时间约为4小时,将料液pH值调制4.8-5.0,同时加热80?,保温20min,进行灭酶。
四、过滤:
过滤就是除去糖化液中的不溶性杂质,目前普遍使用板框过滤机。不同的滤布对过滤效果不同,淀粉糖浆常用滤布有棉纤维、尼龙和涤纶。本工艺采用尼龙虑布。
过滤前将糖化液冷却至60-70?,为了减少滤液中的悬浮物及缩短过滤时间,过滤压力不能超过0.2MPa。
五、脱色:
淀粉糖化液经过滤除去不溶性杂质,得澄清糖液,仍需再进行脱色和离子交换处理,以进一步除去糖液中水溶性杂质。脱色一般采用粉末活性炭,控制糖液温度80?左右,添加相当于糖液固形物1,活性炭,搅拌0(5 h,用压滤机过滤。
六、离子交换
糖液经活性炭处理后,仍有部分无机盐和有机杂质存在,工业上采用离子交换树脂处理糖液,起到离子交换和吸附的作用。此工艺采用阳一阴一阳一阴4只滤床,即2对阳、阴离子交换树脂滤床串联使用。
脱色后糖液冷却至40,50?,进入离子交换柱,用阳、阴离子交换树脂进行精制。
七、真空浓缩
经过净化精制的糖液,浓度比较低,不便于运输和储存,必须将其中大部分水分去掉,即采用蒸发使糖液浓缩,达到要求的浓度。
淀粉糖浆为热敏性物料,受热易着色,所以在真空状态下进行蒸发,以降低液体的沸点。一般蒸发温度不宜超过68?。蒸发操作有间歇式、连续式和循环式3种。
本工艺采用的是双效蒸发。
使糖液纯度进一步提高。精制的糖化液真空浓缩至固形物为73,,80,,即可作为成品。