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水解法制糖的操作方法

2024/4/10 3:49:04发布16次查看
水解法制糖的操作方法
水解法是先用a-将淀粉水解成糊精和低聚糖,然后再用糖化酶将其进步水解成葡萄糖的方法。该工艺分为液化和糖化两个步骤,故又称双酶法。
()双酶法制糖的特点
1.优点
不需要耐高温高压设备,不仅节省了设备投资,也改善了生产条件;淀粉水解副反应少,水解糖液纯度高;淀粉乳浓度由酸解法的18%~20%提高到30%~40%;水解糖液色泽好,质量高。
2.缺点
酶法时间比酸法长,般需要48 h;酶对温度和ph较敏感,因此操作条件比酸法要严:酶法需要设备比酸法多。
(二)双酶法制糖的操作方法
1淀粉液化
(1)液化淀粉在a-的作用下,生成能溶于水的糊精和低聚糖的过程。
(2)液化的机理淀粉在a-的作用下,分子内部a-1,4糖苷键发生断裂,使直链淀粉迅速水解生成6-7个葡萄糖单元的短链糊精、低聚糖、麦芽糖和葡萄糖。由于a-不能水解支链流粉的a-1,6糖苷键,所以,液化液中还有a-1,6糖苷键的寡糖。随着酶解的进行,淀粉的相对分子质量变得越来越小,酶解液黏度不断下降,流动性增加,终生成能溶于水的糊精和低聚糖。
(3)液化的条件淀粉乳浓度30%~40%,ph6.0~6.5,温度85~100℃,a用量8-12u/g干淀粉或0.5 ~ 0.6l干淀粉(2x104uml),ca2+浓度为0.01moll,若水中ca2+超过50mg/l,可不加cach
(4)液化的方法淀粉液化方法有间歇液化法、连续进出料液化法、喷射液化法等。
@间歌液化法操作要点:在调浆桶(池)内加入定量的水,开搅拌后投入淀粉,使淀粉乳浓度达到15 ~20bé,再用纯碱液将淀粉乳调ph至62-6.5;加入所需的氯化钙和a,搅匀后泵入密闭的液化锅内;在锅内加热到88~ 90℃,保温20 ~ 30min,以碘液检查;合格后,升温至100℃,保温5min使酶失活,结束并送下道工序。
②连续进出料液化法操作要点:调好淀粉乳后,用纯碱液调ph,并按规定量加氯化钙和a-;将调好ph的淀粉乳经喷头输入液化锅内,并始终控制液温88-90℃,使淀粉受热液化;经盘管加热保温约40 min左右;液化液由锅底部连续流出,使淀粉乳达到要求。
③喷射液化法操作要点:调好淀粉乳后,用纯碱液调ph并按规定量加氯化钙和a;喷射液化,喷射液化器的规格可根据需要选定,般工作蒸汽的压力为0.4mpa,淀粉乳供料泵压力为02~0.4mpa,喷射温度为100 ~ 105℃,层流罐维持95 ~ 100℃,液化时间1-2h,以碘反应呈棕红色为止,液化液经120 ~ 140℃灭酶5~10min,经板式换热器冷却至70℃以下,送入糖化。
(5)液化程度的控制为有利于糖化酶与液化产物结合,液化程度控制在20~30个葡萄糖单位的底物分子为宜。淀粉液化程度不能太高,但要液化,而且比较致。若液化程度太高,液化分子较小,不利于络合结构形成,影响糖化酶的催化效率,使糖化液的de值低:如果液化程度太低,液化产物分子数量少,糖化酶与液化产物分子接触机会少,糖化速度慢,且液化液易老化,影响糖化程度,导致糖化液黏度大,过滤难。所以在生产上般以de值衡量液化程度.控制de值在10-15较合适,以与碘液反应显棕色为液化终点。
de值为葡萄糖值。用来表示淀粉水解程度及糖化程度,指葡萄糖(包括所有测定的还原糖)占干物质的百分比。
(6)影响液化的因素
①淀粉的种类:不同淀粉的结构不同,应选择不同的液化方式。
②温度:酶在某温度下能表现出大活性,这个温度称为酶的适温度。每种酶都有其适温度,超出适温度范围,温度继续升高,酶活力显著下降,甚至失去催化能力;温度继续降低,酶活力下降,作用缓慢。所以在淀粉液化时,必须控制在适温度范围内。
③ph:ph对酶的催化作用有很大影响,过低或过高都会降低酶的活力,a在ph6.0~7.0时较为稳定,在ph5以下严重失活.适ph为6.2-6.4,因此,在淀粉液化时,必须控制在适ph范围内。
④不溶性淀粉颗粒:不溶性淀粉颗粒是指液化液中含有的微量不溶性物质,它的存在不仅增加液化难度,而且使过滤困难,还降低糖化率。
③淀粉乳:淀粉乳对酶活力稳定性有提高作用。在淀粉乳浓度10%条件下,加热80℃,1h后残余活力约94%;若没有淀粉乳,残余活力约24%。浓度提高,稳定性提高。
⑥钙离子:钙离子浓度与酶活性关系很大,实验上,加入不同量的氯化钙,在70c下加热1h,低浓度钙离子对酶活力稳定性有很大提高作用,如果没有钙离子则酶的活力丧失。因此,在生产上利用加氯化钙或硫酸钙的方法来调节钙离子浓度。般控制钙离子浓度为0.01 moll.
2糖化
(1)糖化是指由糖化酶将淀粉的液化产物糊精和低聚糖进步水解成葡萄糖的过程。
(2)糖化的机理糖化酶是外切,对淀粉链的a-1,4糖苷键和a-1,6糖苷键都能起作用,能从淀粉分子非还原端依次水解a-1.4糖苷键和a-1,6糖苷键,终产物是葡萄糖,不过a-1,6糖苷键的水解速度仅为a-1,4糖苷键水解速度的1/10,所以水解过程所需时间很长。采用a-将淀粉先液化,再进行糖化的双酶法水解工艺.就能大大缩短时间。
(3)糖化的工艺流程
(4)糖化的操作要点
①进料:将30%淀粉乳的液化液泵入开口桶内;@加糖化酶:糖化酶按每1g干淀粉加入80 ~ 120u或每吨干淀粉加1~1.5l(109u/ml):
③糖化:在定ph和温度下进行糖化,糖化剂的菌种来源不同,糖化的ph和温度也不同;
@终点检查:糖化时间30 ~48h,然后用*检查终点:灭酶:糖化结束,升温至80~85℃,加热20~30min,杀灭糖化酶;
⑥过滤:糖液先用纯碱液调ph至4.6~4.8,不加或少加助滤剂,进行过滤。
(5)影响糖化的因素除温度、ph、糖化剂、菌种来源外,还包括:
@糖化时间:般将葡萄糖值达到高峰的时间定为糖化时间。
②酶的用量:酶的用量决定于酶活力高低,酶活力高则用量少,液化液浓度高,加酶量要增多,但酶量过高,也会促进复合反应的发生,导致葡萄糖值降低。
③酶的纯度:工业用酶制剂不可能含单酶,其他酶的存在有时会促进色素的产生,促使复合反应增加,使水解后的葡萄糖液纯度下降。
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