淀粉糖浆的颜色摩尔浓度计算公式是指什么?如何计算?

_官能团保留指数鉴别掺淀粉糖浆蜂蜜的研究_百度文库
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_官能团保留指数鉴别掺淀粉糖浆蜂蜜的研究
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你可能喜欢种为中等转化糖浆,葡萄糖值 38-42。 应用酸法工艺可将转化程度提高到葡萄糖值 55,产品具有较高的甜度,但超过此程度则由 于糖分分解反应产生带有苦味的物质,影响甜味不纯。应用酸酶合并糖化可避免这种情况, 但转化程度的提高也有一定的限度,一般为葡萄糖值 63。糖浆的浓度一般为 80-83%,在储 存期间不应有葡萄糖结晶析出,这就需要控制葡萄糖含量在 42%(干物质)以下,否则葡 萄糖会结晶出来。高转化糖浆的转化程度一般为葡萄糖值 60-70。一类低转化程度的产品, 葡萄糖值在 20 以下,微带甜味或不甜,一般又是干燥成粉末状,称为糖浆不一定恰当因为 糖分组成主要是较大分子的糊精, 所以常称为糊精。 一类含麦芽糖量高的产品称为麦芽糖浆。 糖浆的种类也可根据工艺不同分为酸法。酶法和酸酶法糖浆。近年来糖浆生产技术发 展很快,特别是酶法工艺。现在的技术已经达到这样的水平,采用不同的酶,应用两种或两 种以上的酶,或酶法与酸法结合,几乎能够任意变更糖浆的糖分组成具有需要的性质,符合 应用的要求。随着技术的发展,新型产品不断出现,进行适当的分类是困难的。 不同淀粉糖浆产品在许多性质方面存在差别,如甜度、粘度、胶粘性、增稠性、吸潮 性和保潮性、渗透压力和食品保藏性、颜色稳定性、焦化性、发酵性、还原性、防止蔗糖结 晶性、泡沫稳定性等等。这些性质关系到应用,随着用途的不同需要选择适当种类的糖浆。 这些性质随转化程度的增高而变化的情况见图 9-1。 淀粉糖浆的甜度随转化程度增高而增高,酸法糖浆不同转化程度的相对甜度见表 9-1。 表 9-1 糖浆葡萄糖值 30 36 42 54 62(酸法) 葡萄糖 糖浆转化程度与甜度关系 相对甜度(蔗糖 100) 30-35 35-40 45-50 50-55 60-70 70-80糖液浓度增高,甜度增高,表 9-2 为两种糖浆甜度随浓度增高的情况。 表 9-2 浓度(%) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 糖浆浓度与甜度关系 相对甜度(同浓度蔗糖=100) 葡糖值 42 糖浆 30.5 33 36 39 41.5 44 47 50.5 54 58 葡萄糖值 64 糖浆 42 49 56 63.5 69.5 75.5 81 85 89 91淀粉糖浆的粘度随转化程度的增高而降低,转化程度与粘度关系见表 9-3。 表 9-3 葡萄 糖值 36 42 42 54 62 70 工艺 酸 酸 酸酶* 酸 酸酶 酸酶 *高麦芽糖浆 第一节 中转化糖浆 中等转化程度的糖浆(葡萄糖值 38-42)是生产历史最久,产量最大的一种糖浆,又常 称为“普通”或“标准”糖浆。化学分析见表 9-4。 表 9-4 葡萄糖值 浓度(波美) 水分(%) 中转化糖浆分析 42 43 19.7 浓 度 (波美) 43 43 43 43 43 43 糖浆转化程度与粘度关系 粘度(泊) 15.5 70 26.7 800 590 580 365 300 170 37.8 180 124 145 70 70 48 48.9 60 42 49 25 24 17 60.0 28 17 9.8 11 71.1℃ 10 7.4 4.4 - 干物质(%) 葡萄糖(%) 麦芽糖(%) 三糖和四糖(%) 糊精(%) 灰分(%) pH 值 粘度(泊,38℃)80.3 17.6 16.6 16.2 29.6 0.3 4.8-5.0 150生产糖浆能有任何种淀粉为原料,但应当选择质量高、含杂质少得好淀粉,并加以适当 精制,过筛除去固体杂质,水洗除去水溶性杂质。淀粉原料的质量愈高愈好,使用质量差的 淀粉,糖化后靠精制提高糖浆质量是不合算的。 生产这种糖浆一般采用酸法工艺,主要工序为糖化、中和、脱色、浓缩等。浓度约 40% 的淀粉乳,用盐酸调节 pH 值到 1.8-2.0,引入压力糖化罐中,在约 3 公斤压力 (143℃) 下糖化 5 分钟或较长的时间,达到需要的转化程度后放出,用碳酸钠中和到 pH4.8-5.2,活 性炭脱色,过滤,用多效真空蒸发罐浓缩到浓度 80-83%即为成品。 淀粉酸水解的催化剂,普遍采用盐酸,催化效率高。食品工业用的盐酸(18-19 波美, 含 28-30HCl)用量约为淀粉重的 0.5%。也有的用硫酸或草酸,催化效率低,分别为盐酸的 50%和 20%。使用盐酸,中和生成的氯化钠溶于糖液中,增加灰分,另外盐酸的腐蚀性强。 使用硫酸,中和用石灰生成硫酸钙,在过滤过程中大部分除掉。使用草酸,中和用石灰,生 成的草酸钙过滤能全部出去。使用草酸得糖化工艺是于浓度 30%的淀粉乳中加入 0.4%草酸, 于 1.7 公斤压力(130℃)糖化约 30 分钟,用碳酸钙中和到 pH5.8,过滤。 较老式的糖化设备为压力糖化罐,为密闭的圆形罐,间歇操作。较新式的糖化设备为管 道式,连续操作,糖化均匀,糖化液的质量高,颜色浅,精制容易,热力利用率高,自动控 制,人力节省,生产成本低。工业上采用的管道式连续糖化设备有不同的几种设计,要点是 将加好酸的淀粉乳用泵输送, 经喷射加热设备直接引入蒸汽或利用蒸汽间接加热, 使淀粉糊 化,在一定的温度下流经其余管道,由他端溢出时达到要求的转化程度。 糖液脱色, 除用粉末活性炭外, 还有用颗粒活性炭或骨炭, 后两者用过后通过加热再生, 恢复脱色能力继续使用。粉末活性炭脱色系用逆流制,用新炭脱色颜色较浅的浓糖液,收回 后再脱色颜色较深的稀糖液,然后弃掉。近年来研究成功粉末活性炭再生方法,能基本恢复 原来的脱色能力,在工业上已采用。活性炭吸附羟甲基糠醛的能力强,骨炭吸附羟甲基糠醛 的能力弱。羟甲基糠醛本身无色,但能分解,产生有色物质,用活性炭脱色的糖浆储存性较 好,不致变色。因为有这种关系,应用骨炭脱色以后再用少量活性炭处理一次,能提高糖浆 的颜色稳定性。 应用离子交换树脂精制糖化液能提高糖浆质量, 一次脱色的糖化液流经三级阳、 阴离子 交换柱,蒸发浓缩到浓度约 60%,再经活性炭脱色,蒸发浓缩成产品。离子交换树脂能通过 离子交换作用除去无机物,还能通过吸附作用除去胶体物质,其中包括有色物质,所以也有 脱色作用,能节约活性炭用量。离子交换树脂除去氨基酸、羟甲基糠醛的能力比活性炭强, 所以离子交换树脂精制的糖浆颜色稳定性高。糖浆的灰分一般约为 0.3%,离子交换树脂精 制能降低到 0.03%。 较好的离子交换树脂精制工艺为二级阳、 阴离子交换树脂滤床和一级阳、 + 阴离子交换树脂混合床,阳离子交换树脂用强酸氢型(H ),阴离子交换树脂用弱碱氢氧型 (OH-),较好的阳离子交换树脂寿命达 1000 周以上,阴离子交换树脂达 500 周期以上。 在蒸发浓缩的操作中,于真空罐中加入亚硫酸氢纳,其量使成品糖浆中含二氧化硫 0.0%,具有漂白和杀菌作用,在储存期防止颜色变深和杂菌生长。将结晶亚硫酸 氢纳溶于适量水中,引入真空罐中,一般是于开始浓缩时加入少量,其余则于浓缩将完成时 加入。一锅 10000 公斤的糖浆约需要加亚硫酸氢纳 1.5 公斤,二氧化硫含量在 0.004%以下。 运销远地的糖浆则需要提高二氧化硫含量,一般到 0.025-0.030%,以增强保藏能力。在储存 期间,二氧化硫逐渐消失,到达使用单位时,糖浆中含二氧化硫量不一定与出厂时相同。 由真空罐放出的热糖浆需要先冷却到约 40℃,然后装桶。若将热糖浆直接装入桶中, 则裹带的少量蒸汽冷却后凝结,存留于糖浆面上,冲淡面上的少量糖浆,易引起杂菌生长。 冷却桶为不锈钢板制造,具有锥形底,容积与真空罐配合能容纳一锅糖浆。冷却桶中具有冷 水蛇管,循环冷水,并有搅拌器。此冷却桶一般装置于钢架上,与称相连,能同时称糖浆的 重量。 装盛糖浆一般用约 200 升的钢桶, 涂有抗蚀涂料, 较大量运输用桶式卡车或桶式火车。 糖浆是液体产品,除去大部分水分,得含水量在 5%以下的白色粉末状产品,包装、运 输和储存都较液体方便。 这种产品易溶于水, 所得溶液的糖分组成和性质都与液体糖浆相同。 糖浆含水分较高, 不适用于有些用途, 可使用这种脱水糖浆。 生产脱水糖浆可用喷雾干燥法, 也可将热糖浆在一定压力下经若干细管引入真空室中,发生急骤蒸发,干燥速度快,产品具 有多孔结构,遇水易于溶解。将浓度约 80%的糖浆加热至 80-100℃,在约 7 公斤压力下流经 加热排管,管外用 5 公斤蒸汽加热,糖将温度升高到 120--170℃,经若干细管(长 10 厘米, 直径约 1.5 毫米)引入真空室中(真空度约 70 厘米水银柱) 。当糖浆进入真空室,压力降低 发生急骤蒸发现象,细管的直径很细,水分蒸发快,生成多孔性的固体条状,落于真空室的 底部,用传送带卸出。 第二节 高转化糖浆 随着转化程度的增高,糖浆中葡萄糖和麦芽糖含量增加,甜度增高。工业上应用酸法工 艺生产一种葡萄糖值 55 的糖浆,葡萄糖含量 32%,麦芽糖 19%,三糖 13%,四糖以上 36%。 转化程度若再提高,则由于分解反应生成带有苦味的物质,影响甜味不正。但若离子交换树 脂精制除去分解反应的产物, 葡萄糖值高达 63 的糖浆, 甜味还是纯正的。 若不用树脂精制, 则略带苦味。在葡萄糖值 10-60 范围内,转化程度与糖分组成的关系见图 9-2。高转化糖浆的转化程度葡萄糖值一般在 60-70 之间, 具有较高的甜度和较高的发酵糖分 (葡萄糖和麦芽糖)含量。成品浓度为 80-83%,于 4℃以上温度储存稳定,不发生葡萄糖 结晶。达到这种要求需要控制葡萄糖和麦芽糖含量都约在 35-40%范围内,一般采用酸酶法 工艺,先用酸将淀粉乳液化到一定的程度,再用酶继续糖化,如此能控制糖分组成并避免酸 法高转化而引起分解反应的不利影响,保证产品甜味纯正,不带苦味。 一种酸酶法工艺是用酸法将淀粉乳糖化到葡萄糖值约 50,中和,过滤,脱色,引入糖 化桶中,调节 pH 值和温度,加入葡萄糖淀粉酶制剂,继续糖化至葡萄糖值约 63。调节 pH 值到 4.8-5.0,脱色,过滤,浓缩得产品,糖分组成为葡萄糖 37.5%,麦芽糖 34.2%,三塘和 四糖 16.1%,糊精 12.2%。与酸法葡萄糖值 63 的糖浆比较,此酸酶法糖浆的葡萄糖含量较 低,麦芽糖含量高约两倍,甜味较高,不带苦味,粘度在 35℃为 100-150 泊,较酸法糖浆 低很多。在酸酶法糖化过程中糖分组成的变化情况见图 9-3,在葡萄糖值 50 以下的曲线为 酸糖化,50 以上为酶糖化。 另 一 种 酸 酶 法 工 艺 是 用 酸 法 将 淀 粉 乳 糖 化 到 葡 萄 糖 值 38-42 , 再 用 米 曲 霉 (Asperigillus Oryzase)继续糖化,米曲霉素属于霉菌α-淀粉酶,其水解特点是产生麦 芽糖多,适当的作用 pH 值为 5.0-5.3,温度为 50-60℃。在 pH5.0 以下和 55℃以上,葡萄 糖的产量较多,麦芽糖产量较少。在较高的温度,转化速度快。选择不同工艺条件能控制葡 萄糖和麦芽糖的比例。52-55℃产生的葡萄糖和麦芽糖比例适当,符合高转化糖浆的要求。 用酸法葡萄糖值 38-42 的糖浆,浓度 45-50%,无需精制,降温到 55℃,调节 pH 值到 5.0, 加入酶制剂糖化。用酶量增高,转化时间缩短。应用一种米曲霉素酶制剂(美国 Dextrinase A)试验,结果见表 9-5。 表 9-5 酶用量(%,干物质) 0.3 0.0400 酶用量与转化时间关系 转化时间(小时) 48-60 36-48 24-38糖化完毕葡萄糖值达到 62-63,在 100℃加热 2-3 分钟灭酶,经精制浓缩成产品。若在 较低温度灭酶则需要较长时间,95℃需要 10 分钟,90℃需要 30 分钟,85℃需要 1 小时 80℃需要 2 小时。所得高转化糖浆的糖分组成(干物质)为葡萄糖 35-40%,麦芽糖 35-40%, 三糖 8-12%,四糖以上 8-22%。 为了控制糖浆中葡萄糖和麦芽糖的含量比例, 也可以加用葡萄糖淀粉酶制剂与米曲霉酶 制剂合并糖化。葡萄糖淀粉酶水解液化淀粉产生葡萄糖,没有其他糖生成。葡萄糖淀粉酶制 剂用量增加,则糖浆中葡萄糖的含量高,麦芽糖含量低,这种情况的试验结果见表 9-6,并 绘图表示于图 9-4。试验是用酸法转化玉米粉乳所得糖化液,葡萄糖值 38,浓度 45%,每吨 淀粉(绝干物质)用 75 克固体米曲霉的α-淀粉酶制剂(丹麦 Fungamyl 1600)和不同体积 液体黑曲霉的葡萄糖淀粉酶制剂(丹麦 AMG 150),pH5.0,55℃,糖化 42 小时,取样测定糖 化液中葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖含量。 表 9-6 “AMG150”用量 (毫升/吨淀粉) 葡萄糖值 葡萄糖(%) 麦芽糖(%) 麦芽三糖(%) 50 60 27 38 15 葡萄糖淀粉酶用量与糖分组成关系 100 64 35 37 9 150 68 41 34 7 200 70 46 30 4若使用较低转化程度的酸法糖化液为底物,产品中麦芽糖含量还要高一些。表 9-7 和图 9-5 为应用葡萄糖值 30 的酸法糖化液的试验结果,试验条件与表 9-6 和图 9-4 相同。表 9-7 中糖分组成数据和图 9-5 中曲线都表示麦芽糖含量较高,葡萄糖含量较低。 表 9-7 “AMG150”用量 (毫升/吨淀粉) 葡萄糖值 葡萄糖(%) 麦芽糖(%) 麦芽三糖(%)葡萄糖淀粉酶用量与糖分组成 50 57 21 43 17 100 61 30 41 10 150 64 37 37 7 200 67 44 33 5若应用酶液化的淀粉液化液(葡萄糖值 15-20)为底物,产品中麦芽糖含量可进一步提 高。表 9-8 和图 9-6 为酸法液化玉米淀粉液化液的试验结果,葡萄糖值 20,浓度 45%,米曲 霉酶制剂用量为每吨淀粉(绝干物质)150 克和不同体积的葡萄糖淀粉酶制剂,pH5.0, 55℃,糖化 42 小时。表 9-9 和图 9-7 为酶法玉米淀粉液化液的试验结果,葡萄糖值 20,浓 度 45%,其余条件同表 9-8 和图 9-6 的试验。如表中数据和图中曲线所表示,曲酶法液化所 得产品的麦芽糖含量较相应的酸法液化液高一些。 表 9-8 “AMG150”用量 (毫升/吨淀粉) 葡萄糖值 葡萄糖(%) 麦芽糖(%) 麦芽三糖(%)葡萄糖淀粉酶用量与糖分组成 50 58 20 50 12 100 61 28 48 6 150 64 34 44 3 200 67 40 40 2加用葡萄糖淀粉酶糖化, 达到要求的转化程度时需要加热灭酶以停止酶的作用, 避免产 生过多的葡萄糖,在 80℃加热 20 分钟或在 85-90℃加热 10 分钟即可。 产生高转化糖浆也可用麦芽酶(α-和β-淀粉酶)与葡萄糖淀粉酶糖化,前者产生麦芽 糖,后者产生葡萄糖。应用细菌淀粉酶液化淀粉乳到葡萄糖值 10-20,加入磨细的大麦糖化 一定时间后, 加入葡萄糖淀粉酶继续糖化达到需要的转化程度, 也可将麦芽酶与葡萄糖淀粉 酶同时加入,葡萄糖淀粉酶的用量随麦芽酶用量和糖浆中要求葡萄糖与麦芽糖的比例而定。 利用这两种酶糖化的试验结果见表 9-10。 玉米淀粉乳经 3 段液化法到葡萄糖值 16.2, pH6.3, 浓度 30.5%, 冷却到 55℃, 加入相当于干物质 0.05%的亚硫酸氢纳以抑制产酸的微生物生长, 加入相当于干物质 1%的磨细大麦芽,糖化 24 小时,加入葡萄糖淀粉酶制剂,每 100 克干物 质 3 活力单位,继续糖化,不同时间取样,最后加热到 90℃以上保持 15 分钟以上灭酶,然 后用纸上层析法测定葡萄糖和麦芽糖含量。 若用酸法液化液为底物, 利用麦芽酶和葡萄糖淀粉酶糖化, 所得糖浆中麦芽糖含量和发 酵糖分都较酶法液化液低一些。 对比试验的结果见表 9-11。 酸法液化液的葡萄糖值为 15.0, 其余条件与酶法液化液试验相同。 发酵糖分是酵母能发酵的糖, 表中数据为葡萄糖和麦芽之 和。 表 9-11 样品 1 2 3 4 5 麦芽酶与葡萄糖淀粉酶合并糖化对比试验结果 葡萄糖值 55.6 62.6 66.0 70.1 77.8 葡萄糖(%) 20.1 20.3 37.1 47.7 61.2 麦芽糖(%) 55.2 50.2 45.0 36.8 25.0 发酵糖分(%) 75.3 80.5 82.1 84.5 86.2控制葡萄糖浆中糖分组成也可加用α-1,6-葡萄糖甙酶(Amylo-1,6-glucosidase) ,这 种酶能水解支淀粉分子中支叉地位的α-1,6-葡萄糖甙键,有利于麦芽糖的生成。β-淀粉 酶水解支淀粉分子由支链的还原尾端开始生产麦芽糖, 但水解到支叉地位的α-1, 6-葡萄糖 甙键则作停止,不能水解此键,也不能越过此键继续水解。α-1,6-葡萄糖甙酶是菌属名, 包 括 来 自 产 气 气 杆 菌 ( Aerobacter ) 的 普 鲁 兰 酶 ( Pullulanase ) 和 来 自 加 单 孢 杆 菌 (Pseudomonase)的异淀粉酶(Isoamylase) 。这两种酶与β-淀粉酶合并糖化,产生麦芽糖 的效果都好。 应用麦芽糖酶和葡萄糖淀粉酶及α-1,6-葡萄糖甙酶合并糖化能制造葡萄糖值约 70 的 糖浆, 发酵糖分含量约达 80%, 但葡萄糖含量保持在 40-45%之间, 产品稳定不致有结晶析出。 这种高发酵性糖浆特别适用于酿造、面包、糕点等工业应用。这三种淀粉酶的用量与所得糖 浆中糖分组成的关系试验结果见表 9-12。40%玉米淀粉乳液,用盐酸调节 pH 值到 2.2,用蒸 汽喷射器加热到 150℃,保持 3-5 分钟,液化到葡萄糖值 15-19,中和到 pH4.5-5.0,冷却到 55℃,加入一定量磨细的大麦芽、液体葡萄糖淀粉酶制剂和液体α-1,6-葡萄糖甙酶制剂, 于 55℃,pH5.6-5.9 糖化 48 小时。麦芽用量以占干物质百分率表示,葡萄糖淀粉酶和α-1, 6-葡萄糖甙酶用量以每克干物质需多少活力单位表示。糖化 48 小时以后,通过直接蒸汽于 1 小时内升温到 80℃,保持约 1 小时灭酶,停止酶的作用,通过脱色树脂处理,精制后浓缩 到浓度 82.5%为产品。 如表 9-12 中数据所表示, 应用麦芽酶和葡萄糖淀粉酶糖化, 需要 2.0% 的麦芽酶(试验 1 和 2)才能达到葡萄糖值约 70、发酵糖分约 80%的糖浆,葡萄糖含量约在 40-45%之间。若降低麦芽糖用量(试验 3-5) ,则葡萄糖含量增高。但加用α-1,6-葡萄糖 甙酶,虽然在较低麦芽用量(试验 6-10)的情况下,也能保持葡萄糖含量在较低范围内, 储存期间不致有结晶析出,保持葡萄糖/葡萄糖值的比值在 0.5-0.65 之间。 表 9-12 试验 号数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 麦芽酶 (%) 2.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 1.0 葡萄糖淀粉酶 (单位/克) 2.6 2.4 2.8 3.0 3.0 2.5 1.5 2.0 3.0 2.8 三种酶合并糖化 α-1,6 葡萄糖 葡 萄 甙酶 (单位/克) 糖值 0.5 0.25 0.5 1.0 0.5 72.1 68.9 72.5 74.3 70.0 70.0 68.2 69.7 69.3 71.3 葡萄糖 (%) 46.6 42.1 53.4 57.2 54.8 43.0 42.1 44.6 37.6 43.2 发酵糖分 (%) 81.8 79.1 78.2 81.9 79.5 86.4 83.8 葡萄糖/ 葡萄糖值 0.65 0.62 0.74 0.77 0.78 0.61 0.62 0.64 0.54 0.61用超滤半透膜分离酸法糖浆(葡萄糖值 45-60)中的糖分组成可以获得高转化糖浆,甜 味 纯 正 , 不带 苦 味 , 色泽 也 较 浅 ,避 免 酸 法 高转 化 的 缺 点例 如 , 用 半渗 透 膜 ( 美国 Permasep)分离葡萄糖值 56 的酸法制玉米淀粉糖浆,浓度 30%,压力 35 公斤/ 厘米2。通过半渗透膜的量为原来糖浆中干物质的 54.4%,葡萄糖值为 67.5,符合高转化糖 浆的转化程度,所剩下的部分占原来糖浆中干物质 45.6%,葡萄糖值 43.1。符合普通糖浆的 中等转化程度。降低原来酸法糖浆浓度到 10%,葡萄糖值 56,用相同半渗透膜分离,通过 部分的葡萄糖值为 63.9, 剩下部分葡萄糖值为 40.3。 应用此法由一种酸法糖浆可得到中转化 和高转化两种糖浆产品。 第三节 麦芽糖浆 高转化糖浆中的糖分主要为葡萄糖和麦芽糖。另一类糖浆含麦芽糖量高,葡萄糖量低, 称为麦芽糖浆。麦芽糖浆也称为饴糖浆,应用麦芽糖酶化,在我国有很悠久的历史,现在仍 很普遍,全国各地城乡几乎都有生产,也制成固体产品称为麦芽糖。 生产饴糖浆一般使用碎米为原料, 在北方地区也有的使用小米或甘薯为原料。 将碎大米 用水浸约 30 分钟,蒸熟使淀粉糊化。为保证米颗粒内部能充分糊化,常将蒸熟的米再混些 水重蒸一次。蒸熟的米温度在 100℃以上,经翻拌散热降温到约 75-80℃,混入麦芽汁,混 合以后的温度约在 60℃左右,保持次温度糖化约 6-8 小时。加约 70℃的前一批的稀糖水浸 约 2 小时,放出糖汁,再加约 70℃的温水浸约 1 小时放出稀糖水,因为浓度较低供下一批 作浸水应用。再用温水浸一次,所得稀糖水浓度更低,供下一批作浸水应用。糖渣经压榨收 回糖水后供作饲料用。浸得的糖汁蒸发到 80-88%浓度为饴糖浆,呈浅金黄色,甜味温和, 还具有特有的风味。这种产品含麦芽糖量约 30-40%。应用的麦芽一般用大麦为原料,浸水 后在约 28-32℃使发芽,根据季节气温的不同,每隔 4 或 6 小时洒水一次,芽长到 3-3.5 厘 米长度为宜。每 100 斤麦粒得湿麦芽 400 公斤,将麦芽磨碎与等量水混合得麦芽汁,混入蒸 熟的米中应用,要求混合均匀,否则影响糖化。以湿麦芽重量计,每 100 斤大米原料约用 30-35 斤,以干大麦重量计,约 8-10 斤。麦粒中含有β-淀粉酶,但只有微量的α-淀粉酶, 再发芽过程中这两种酶都增加,β-淀粉酶每增加 2-3 倍。α-淀粉酶起液化作用,将淀粉水 解成较小分子,有利于β-淀粉酶水解产生麦芽糖。 麦麸皮中存在有β-淀粉酶, 不少饴糖厂已使用麸皮糖化代替麦芽。 此工艺是用α-淀粉 酶液化,然后用麸皮糖化,麸皮用量为大米原料的 1.0-1.5%。大米原料经筛洗,浸渍 1-2 小时,水磨到 60-70 目细度,调成约 35%浓度的乳,调节pH值到 6.2-6.4,加入CaCl2溶液, CaCl2量为米原料的 0.2%。加入α-淀粉酶制剂,其量为每克 7-8 活力单位,混匀后引入高 温液化桶中,在 92℃左右液化,由液化桶放出后保温约 20 分钟达到葡萄糖值 15-18。降温 到约 62℃,加入麸皮,混匀,在 60℃糖化约 3 小时,葡萄糖值上升到 35-40 糖化终止。加 热到 90℃以上,过滤得清澄糖液,浓缩即为饴糖浆产品,浓度 82%的成品产率约为大米原料 重的 95%。 麦麸皮中所含的酶为β-淀粉酶,基本不含α-淀粉酶,对淀粉无液化作用,这与麦芽酶 不同。麸皮中含β-淀粉酶的量因麦品种的不同存在差别。曾用若干加拿大、美国和日本出 产的不同品种麦的麸皮浸提β-淀粉酶, 所得浸出液中β-淀粉酶活力以每克干物质表示, 在 250-470 之间,约相当于麦芽酶活力之一半。一种麦麸皮的浸提结果如下:麸皮重 500 克, 用 4 倍重的 40℃温水浸泡 105 小时,用离心机分离得浸出液 1,550 毫升,含干物质 89.7 克,酶活力为每毫升 105 活力单位。剩下的麸皮渣 890 克,含水分 62.5%,含干物质 383.8 棵。酶活力的测定方法是混合 5 毫升的 1%可溶性淀粉液,4 毫升的 pH5.0、0.1M 醋酸缓冲液 和 1 毫升的酶样品在 40℃糖化 30 分钟,测定还原糖当作麦芽糖计算。产生 10 毫克麦芽糖 的酶量为 1 个火力单位。将甘薯淀粉乳,浓度 35%,加入 0.04%草酸,在 1 公斤压力下糖化 15 分钟,葡萄糖值达到 25,用碳酸钙中和到 pH8.2,加入麸皮浸出液,酶用量为每克淀粉 2 活力单位,在 pH5.0,55℃糖化 24 小时,葡萄糖值达到 50,经精制,浓缩得麦芽糖浆,糖分 组成为葡萄糖 7%、麦芽糖 47%、麦芽三糖 17%、麦芽四糖 5%、糊精 24%。用酸法玉米淀粉所 得葡萄糖值 50 的糖浆的糖分组成为葡萄糖 26%、麦芽糖 17%、麦芽三糖 13%、麦芽四糖 10%、 糊精 34%。 另一种生产麦芽糖浆的工艺是应用米曲霉糖化。浓度 40%的玉米淀粉乳,用酶法或酸法 液化到葡萄糖值 20, 降温到 55℃, 调节 pH 值到 5.0, 加入米曲霉酶制剂 (丹麦 Fungamyl1600, 用量每吨淀粉 100 克) ,在 50℃糖化,葡萄糖值和糖分组成的变化情况见图 9-8。若将米曲 霉酶制剂用量增加,则糖化速度增快,这种情况见图 9-9。图中曲线(1)(2)和(3)的 、 米曲霉素酶制剂用量分别为每吨淀粉 100、200 和 400 克。若是用酸液化,米曲霉糖化所得 糖浆中葡萄糖量稍高些,例如,酸液化到葡萄糖值 25,糖浆中葡萄糖含量达 10%。 β-淀粉酶广泛存在于高级植物中,特别是谷物,工业上一向应用大麦为提取的来源, 但近年来发现多粘杆菌(Bacillus polymyxa)也产生这种酶,用于生产麦芽糖浆效果很好。 应用这种酶糖化的试验结果见表 9-13。酸法液化的淀乳浓度 35%,葡萄糖值 16.3,麦芽糖 含量 4.2%,发酵糖分 10.7%。将此液化液分成若干部分,加入不同酶量,pH6.02-6.5,在 40、 50、55 和 60℃糖化 72 小时,分析葡萄糖值和麦芽糖、发酵糖分量。如表中数据所表示,麦 芽糖和发酵糖分含量都很高。 表 9-13 多粘杆菌酶糖化结果 葡萄糖值 40.9 48.0 53.9 38.2 44.7 麦芽糖(%) 56.7 59.5 43.7 51.1 发酵糖分(%) 74.8 78.6 60.4 72.0 糖化温度(℃) 酶用量(活力单位 /100 克干物质) 40 4.2 8.4 16.8 1.1 2.150 4.2 8.4 16.8 33.6 55 1.1 2.1 4.2 8.4 16.8 4.2 8.4 16.848.0 52.5 56.3 58.2 38.7 40.1 44.8 47.4 53.3 44.6 46.9 52.455.0 59.7 61.4 61.2 47.2 50.4 54.4 53.3 60.3 52.8 52.7 58.375.7 77.6 79.0 79.8 63.6 70.4 72.3 75.5 78.0 -60几种链霉菌产生淀粉酶生成麦芽糖的效果很好,并具有较低的最适作用 pH 值和较高的 最适作用温度,生成麦芽糖比例较高,这些因素都有利于工业上的应用。这几种酶与已知几 种淀粉酶对比见表 9-14。应用吸水链霉菌(Shygroscopicus)酶糖化玉米淀粉液化液,用量 为每克干物质 400 活力单位,pH6.0,55℃,糖化 40 小时,所得糖浆糖分组成为葡萄糖 4.1%, 麦芽糖 71.3%,低聚糖 11.7%,糊精 12.9%。 表 9-14 菌种名 白色链霉菌 金色链霉菌 吸水链霉菌 吸水链霉菌 绿色链霉菌 黄色链霉菌 托氏链霉菌 枯草杆菌(微生物) 米曲霉素(霉菌) 麦芽(植物) 猪胰酶(动物) 人唾液酶 集中链霉菌酶性质 最适作用 pH 值 4.5-5.0 4.5-5.0 4.5-5.0 4.5-5.0 4.5-5.0 4.5-5.0 4.5-5.0 5.3-6.8 5.5-5.9 4.7-5.8 6.9 6.9 最适作用 水解淀粉极限(%) 温度 (℃) 50-60 50-60 50-60 50-60 50-60 50-60 50-60 78 76 82 80 79 76 79 70 48 80 80 80 葡萄糖与 麦芽糖比 0.058:1 0.058:1 0.055:1 0.053:1 0.051:1 0.058:1 0.053:1 0.71:1 0.64:1 0.024:1 -应用β-淀粉酶水解液化淀粉,麦芽糖的产率最高极限为 70%,增加酶用量也不能超过 此值。但加用α-1,6-葡萄糖甙酶与β-淀粉酶合并糖化,麦芽糖产率能提高到 70%以上。 曾应用来自产气气杆菌(Aerobacter aerogenes ATCC 8724)的普鲁兰酶和来自假单孢杆菌 (Pseudomonas amyloderamosa ATTC 21262)的异淀粉酶与麦芽酶或多粘杆菌(Bacillus Polymyxa)合并糖化效果好。表 9-15 为普鲁兰酶与麦芽酶合并糖化的试验结果。玉米淀粉 乳浓度 30%,酶法液化到葡萄糖值 2-5,冷却到 55℃,调节 pH 值到 5.8,加入不同量的普鲁 兰酶和麦芽酶糖化 24 小时和 48 小时后, 取样分析葡萄糖值和糖分组成, 发酵糖分百分率为 葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖之和,表中数据都是以干物质表示。 表 9-15 普鲁兰酶(活 麦芽糖 (活力单 两种酶合并糖化结果 葡萄 葡萄糖 麦芽糖 麦芽三 麦芽四糖 发酵糖 力单位/100 克 干物质) 0 0 0 0 50 50 50 50 100 100 100 100 200 200 200 200 0 0 0 0 50 50 50 50 100 100 100 100 200 200 200 200位/100 克干物 质 25 50 100 200 25 50 100 200 25 50 100 200 25 50 100 200 25 50 100 200 25 50 100 200 25 50 100 200 25 50 100 200糖值(%) 24 小时(%)糖(%) 以上(%) 分(%)42.3 45.5 47.3 49.4 48.6 49.9 51.7 52.5 49.7 51.4 52.2 53.4 50.5 51.5 52.5 53.6 43.2 47.6 51.1 51.9 51.5 52.8 54.7 56.2 52.9 54.3 54.2 55.7 52.7 52.4 54.3 54.90.6 2.7 3.2 3.6 0.9 2.9 3.5 2.7 1.7 1.4 2.5 4.2 0.5 2.3 1.6 1.6 48 小时 1.9 3.3 4.0 3.8 4.1 2.4 3.4 4.5 1.5 1.9 2.8 3.5 1.2 1.5 2.4 3.760.0 61.5 63.5 66.5 70.0 70.4 71.9 73.4 71.5 72.8 72.2 73.4 74.0 72.4 76.0 76.4 61.6 64.5 67.0 71.1 72.0 75.0 75.0 75.5 75.4 76.5 77.2 77.6 76.0 76.5 77.0 77.611.8 11.9 12.3 12.0 13.7 13.6 14.6 14.2 15.5 16.3 16.6 15.0 15.9 16.4 15.3 16.4 9.8 11.6 12.5 11.7 14.4 14.8 15.2 14.0 15.9 16.0 14.6 13.8 15.9 16.0 15.3 13.827.6 23.9 21.0 17.9 15.4 13.1 10.0 9.7 11.3 9.5 8.7 7.4 9.6 8.9 7.1 5.6 26.7 20.6 16.5 13.5 9.5 7.8 6.4 6.0 7.2 5.6 5.4 5.1 6.9 6.0 5.3 4.972.4 76.1 79.0 82.1 84.6 86.9 90.0 90.3 88.7 90.5 91.3 92.6 90.4 91.1 92.9 94.4 73.3 79.4 83.5 86.5 90.5 92.2 93.6 94.0 92.8 94.4 94.6 94.9 93.1 94.0 94.7 95.1由若干不同菌种培养的α-1, 6-葡萄糖甙酶具有较高的耐热性, 与β-淀粉酶合并糖化, 麦芽糖的产率高。曾试验过的菌种为假孢淀粉杆菌(Pseudomonas amyloderamosa ATCC 21262 ) , 大 肠 杆 菌 中 间 型 ( Escherichia intermedia ATCC21073 ) , 根 癌 病 土 壤 杆 菌 (Agrobacterium tumefaciens IFO 3058),印度固氮菌(Azotobacter indicus IFO 3744), 腊状杆菌(Bacillus cereus IFO 3001),软腐病欧氏杆菌(Erwimia aroideae IFO 3057), 脑状白腊菌(Leuconostoc mesenenteroides IFO 3426),草分枝杆菌(Mycobacterium phlei IFO 3158) ,融溶小球菌 (Micrococcus lysodeikticus IFO 3333) ,酸化乳酸膜菌 (Pedicoccus acidilactici IFO 3884),藤黄八叠球菌(Sarcinia luter IFO 3232),印度赛氏杆菌 (Serratia indica IFO 3759),金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aurcus IFO 3061), 粪产葡萄球菌(Streptococcus feacalis IFO 3128)等。由这些不同菌种产生的α-1,6葡萄糖甙酶水解淀粉产生麦芽糖的效果都好, 但水解性质存在差别, 特别是单孢杆菌酶与其 他的差别较大。应用这些酶与β-淀粉酶一起糖化,糖化葡萄糖值 0.5-5 的液化淀粉,麦芽 糖产率达到 90%以上。 淀粉的液化程度越低越好, 可加热 150-160℃液化或用少量α-淀粉酶 于 88-95℃液化。液化到这样低的程度,冷却后凝沉性强,粘度大,混入酶也有困难,需要 分步进行糖化。液化的淀粉乳喷入真空室中急骤冷却到 50-60℃,加入耐热性高的α-1,6葡萄糖甙酶或β-淀粉酶,作用几个小时后,粘度降低,凝沉性大为降低,再加入α-1,6葡萄糖甙酶或β-淀粉酶进行第二次糖化,在酶的最适作用温度和 pH 值情况下糖化约 2 天。 几项试验结果见表 9-16。 表 9-16 淀粉 液化: 温度(℃) 酶用量(单位/克淀粉) pH 值 葡萄糖值 浓度(%) 第一次糖化: 酶用量(单位/克淀粉) pH 值 温度(℃) 第二次糖化: 酶用量(单位/克淀粉) pH 值 温度(℃) 时间(小时) 麦芽糖产率(%) 玉米 150-160 5.5 1.0 10 E20,β20 6.0 45 6.0 45 48 93 糖化试验结果 甘薯 150-160 5.0 2.0 20 β25 6.0 60 P20 5.5 45 45 92.5 马铃薯 88-95 α15 6.0 2.1 20 S25 6.0 60 β20 6.0 50 45 92 粘玉米 150-160 5.5 2.1 15 β20 6.0 60 P30 5.5 45 48 92注:表中α表示α-淀粉酶,β表示β-淀粉酶,E 表示大肠杆菌(Escherichia)酶,P 表示假单孢杆菌酶,S 表示放线菌(Ray fungus)酶。 应用α-1,6-葡萄糖甙酶和β-淀粉酶合并糖化所得糖浆含麦芽糖达 90-95%,经浓缩精 制到浓度 70-80%, 在约 35℃加入结晶麦芽糖为晶种, 三角片状的结晶麦芽糖易于结晶出来, 将糖浆喷雾干燥得细小球状粉末流动性高的麦芽糖产品。例如,100 克玉米淀粉混入 300 毫 升沸水中,糊化,加热到 130℃保持 5 分钟,冷却到 80℃,调节 pH 值到 6.0,加入β-淀粉 酶,每克淀粉 40 活力单位。粘度降低后,加入普鲁兰酶(ATCC 8724)每克淀粉 20 活力单 位。在 45℃糖化 48 小时,过滤,活性炭脱色,得无色糖液,含麦芽糖 92.5%,葡萄糖 2.0%, 麦芽三糖 4.0%,其他糖 1.5%。将此糖液浓缩到浓度 85%,麦芽糖会结晶出来。浓缩到浓度 70%,引入结晶罐中,冷却到 35℃,加入 2%的结晶麦芽糖为晶种,保持缓慢搅拌的情况下, 3 天内逐渐降低温度到 20℃,结晶产率 47%。将此糖膏在 150 公斤压力下喷经 1.5 毫米直径 的喷嘴,进入喷雾干燥机的上部,同时引入 85℃热空气,干燥机下部具有筛板传送带,承 受物料,由传送带下方吹 40℃热空气向上通过筛板,继续干燥约 30-40 分钟,得含水麦芽 糖结晶产品,含水分 6%。 麦芽糖的热稳定性较高于葡萄糖,受热不易变色,但仍有一定的限度。若通过氢化反应 将麦芽糖、葡萄糖和其他低聚糖转变成相应的麦芽糖醇。葡萄糖醇和低聚糖醇,则糖精的还 原性全部消失, 热稳定性大大提高, 加热到 200℃高温, 几乎达到无水状态也不变色或分解, 与含氮物质共同加热也不变色。 在硬糖果生产中应用, 普通糖浆的熬糖温度一般约为 130℃, 麦芽糖约 155℃。与相同转化程度的普通糖浆对比,这种氢化糖浆具有较高的甜度和较低的 粘度。氢化压力约为 100 公斤,镍催化剂(Raney)8-10%,糖浆浓度 50%,温度在 100℃以下, 氢化到还原糖残存量 0.5%一下。氢化完成后过滤,除去镍催化剂,离子交换树脂处理,得 澄清无色氢化糖浆。表 9-17 为几种糖浆氢化的实验结果。淀粉乳先液化到葡萄糖值 1-5, 再用不同的酶分二次糖化,第二次糖化有的用α-淀粉酶,是为了水解残余糊精降低粘度。 表 9-17 淀粉 淀粉乳浓度 液化: 酸或酶 温度(℃) 第一次糖化: 酶(单位/克淀粉) 温度(℃) pH 值 第二次糖化: 酶(单位/克淀粉) 温度(℃) pH 值 葡萄糖值 主要糖分 氢化: 浓度(%) 镍催化剂(%) 温度(℃) 2 氢化压力(公斤/厘米 ) CaCO3(%) 残余还原糖(%) 糖浆 粘度 (65%浓度, 37.5℃,厘泊) 相对甜度(葡萄糖 100) 几种糖浆氢化试验结果 玉米 35 163 L40 50 6.0 C20 45 6.0 40 低聚糖 50 8 50-90 30-100 0.1 0.1 85 40 玉米 35 165 L40 β10 50 6.0 C20 50 6.0 48 麦芽糖 50 8 50-90 30-100 0.1 0.1 70 55 玉米 35 草酸 120 L30 R2 45 5.5 C20 45 6.0 70 葡萄糖 45 10 50-90 30-100 0.2 0.2 45 80 高链玉米 30 草酸 120 β10 60 5.5 I 30 45 5.5 51 麦芽糖 45 10 50-90 40-100 0.1 0.1 72 54 马铃薯 40α-酶,10 单位/克 90P30 β5 45 6.0 45 6.0 55 麦芽糖 45 8 50-90 40-90 0.2 0.1 65 60注:表中 C 表示细菌α-淀粉酶,β表示来自麸皮的β-淀粉酶,R 表示根霉葡萄糖淀粉 酶,P 表示细菌普鲁兰酶,I 表示来自假单孢杆菌(ATCC 21262)异淀粉酶,L 表示来自乳 酸菌(ATCC 8008)的α-,6-葡萄糖甙酶。 第四节 低聚糖浆 含麦芽三糖、麦芽四糖等低聚糖高的糖浆称为低聚糖浆。这类糖浆含葡萄糖量很低, 甜度低,粘度高,吸潮性低,适用于硬糖果、雪糕、糕点等食品中应用。 一种含麦芽四糖高的糖浆的制造方法是应用假单孢杆菌 (Pseudomonas stutzeri) 酶糖化。 用酶或酸处理玉米或粘高粱淀粉,进行低程度水解,然后加酶糖化。用酸法处理的粘高粱淀 粉,具有 80 流度单位,溶于沸水中得浓度 10%和 20%溶液,加入酶,于 50℃,pH6.5,分别 糖化 20 小时和 48 小时,所得糖浆的糖分组成见表 9-18。若假单孢杆菌酶与普鲁蓝酶合并 糖化,麦芽四糖的产率更高,试验结果见表 9-19。普鲁蓝酶来自产气气杆菌。 表 9-18 酶用量 (单位/100 克淀粉)
表 9-19 淀粉 低聚糖浆的糖分组成 淀 粉 浓 葡萄糖 度(%) 值 10 20 26.0 21.1 葡萄糖 (%) 1.1 1.1 麦芽糖 (%) 2.3 1.9 麦芽三 麦芽四 较 大 分 子 糖 (%) 糖 (%) 低聚糖 (%) 5.0 4.4 55.0 56.2 36.6 36.4假单孢杆菌酶与普鲁蓝酶合并糖化 低聚糖浆的糖分组成 淀 粉 普鲁蓝酶用 浓 度 量(单位/100 (%) 克淀粉) 10 20 30 35 300 200 200 200 葡萄 糖值 30.0 26.8 29.4 31.6 葡 萄 麦 芽 麦 芽 麦 芽 较大分 糖 糖 三 糖 四 糖 子低聚 (%) (%) (%) (%) 糖 (%) 1.6 1.0 2.5 4.5 4.0 5.7 7.8 8.1 7.2 7.7 11.5 11.6 67.0 61.0 55.7 50.0 20.2 24.6 24.5 25.8粘高粱,80 流度 粘高粱,80 流度 粘高粱,酶法液化 到 5D.E 玉米,酸法液化 到 16D.E.应用α-淀粉酶或普鲁蓝酶合并糖化可制得低聚糖 (聚合度 2-6) 含量达 60-85%的糖浆, 具有粘度高、甜度温和等特点,特别适于雪糕类产品中应用。应用的淀粉原料,其支淀粉含 量在 50%的效果好,用全部支淀粉的淀粉原料效果更好,如粘玉米淀粉和粘高粱淀粉。应用 + 粘高粱淀粉的试验结果见表 9-20。DP2-6 表示聚合度 2-6 间的低聚糖,DP7 表示聚合度 7 以 上的低聚糖,百分率都是以干物质表示。 第五节 低转化产品(糊精) 淀粉经低程度水解在葡萄糖值 20 以下的产品统称为低转化产品,因为粉分组成主要是 糊精,又称为糊精,也称为“麦芽糊精”以区别于淀粉经热解反应生成的糊精产品。 淀粉低转化产品为水溶、不甜或带很微弱甜味产品,容易消化,吸潮性低,适于食品 中应用为增稠剂、填充剂,用量比例很高,也不致影响食品的风味。这类产品一般是喷雾干 燥成粉末。工业上生产的这种低转化产品一般葡萄糖值在 10-20 之间,还有葡萄糖值 5 左右 的产品,其糖分组成几乎全部为交大分子的糊精,粘度高,几乎无还原性,在性质方面与葡 萄糖值 10-20 产品差别大。例如葡萄糖值 5 与 10 两种产品的粘度比较,30%浓度,前者为 500 厘泊,后者为 30 厘泊。在 40%浓度一下,葡萄糖值 5 的产品因为粘度太高,不能喷雾 干燥成粉末产品,葡萄糖值 10 以上产品的粘度低,易于喷雾干燥。葡萄糖值 5 的产品不能 完全溶于水中,只得乳白的悬浮液,葡萄糖值 10 以上的产品能完全溶于水中,得澄清溶液, 虽然在溶解度方面存在差别。 葡萄糖值 9-12 产品得 34-40%浓度溶液, 葡萄糖值 13-17 和 18-22 产品的溶解度较高,分别得 60%和 70%浓度溶液。这类低转化产品的粘度虽然相当高,但 远比糊化淀粉的粘度低。 几种低转化产品的大致糖分组成见表 9-21。 如表中数据说表示, 葡萄糖值 4-6 产品全部 为四糖以上较大分子糖,其他种产品的糖分也主要是大分子糖。 表 9-21 葡萄糖值 葡萄糖 二糖 三糖 四糖以上 4-6 100 低转化产品糖分组成 9-12 0.5 3.5 6.5 89.5 13-17 1.0 3.5 7.5 88.0 18-22 1.0 6.0 8.0 85.0生产低转化产品的工艺有酸法、酶法和酸酶法三种。酸法过滤很困难,产品的溶解度 低,易变混浊或凝结,酶法和酸酶法应用α-淀粉酶效果好。一种较好的工艺是采用分段液 化法。先用酶将淀粉乳液化到葡萄糖值 2-5,加热到 110-150℃灭酶,并使蛋白质类杂质凝 结,降温到 95℃以下,再加α-淀粉酶转化到需要的程度,产品的过滤性质好,降低因过滤 引起的困难和损失。玉米淀粉乳浓度 32%,调节 pH 值到 7.5-8.0,混入α-淀粉酶制剂(美 国 HT-1000),用量为淀粉的 0.5%,于搅拌桶中加入适量水调节浓度到 28%,在 90-92℃保持 60 分钟,液化到葡萄糖值 2-5,加热液化淀粉乳到 150℃,保持 8 分钟,降温到 80-85℃, 再混入α-淀粉酶制剂,用量为淀粉的 0.002%,14 小时后达到葡萄糖值 20.7,所得产品糖 分组成见表 9-22。如表中数据所示,聚合度 1-6 糖含量为 50.6%,与葡萄糖值 20.7 的比例 为 2.4。这种产品经过精制,浓缩成糖浆,储存性质稳定,不变混浊,水溶性高,也易于喷 雾干燥成粉末产品,吸潮性低,水溶性高。 表 9-22 聚合度 1 2 7.5 3 10.8 含量(%) 2.4 低转化产品糖分组成 4 8.0 5 6.9 6 15.1 7 49.4曾比较酶法和酸法产品的糖分组成,相等的葡萄糖值对比,酶法产品含有聚合度 1-6 之间的糖比例较高,产品的透明度高,不变混浊,但酸法产品因含聚合度 1-6 之间糖的比例 较低,易变混浊,透明度低,转化程度提高到葡萄糖值 25 以上才能得到透明度高,不变混 浊的产品。表 9-23 表示两种方法产品的糖分组成,DP 表示聚合度。酶法工艺为粘高粱淀粉 乳 30%,加入α-淀粉酶制剂为淀粉量的 0.025%,30 分钟加热到 85-90℃,在此温度保持 30 分钟,液化到葡萄糖值 2.79,降低温度到 80℃以下,继续转化到需要的葡萄糖值,急速加 热到约 120℃灭酶,停止转化。 表 9-23 葡萄糖值 酶法和酸法转化的糖分组成百分率比较 5 10 15 20 25 (1) 酶法转化 DP1 DP2 DP3 DP4 DP5 DP6 DP7和以上 总DP1-6 DP1-6/葡萄糖值 (2) 酸法转化 DP1 DP2 DP3 DP4 DP5 DP6 DP7和以上 总DP1-6 DP1-6/葡萄糖值0.1 1.3 1.8 1.8 1.8 3.3 89.9 10.1 2.0 -0.3 3.4 4.3 3.5 3.6 7.0 77.9 22.1 2.2 2.3 2.8 2.9 3.0 3.0 2.2 83.8 16.2 1.60.7 5.5 6.9 5.2 5.5 10.6 65.6 34.4 2.3 3.7 4.4 4.4 4.5 4.3 4.3 75.4 24.6 1.61.4 7.6 9.4 6.9 7.4 14.3 53.0 74.0 2.4 5.5 5.9 5.8 5.8 5.5 4.3 67.2 32.8 1.62.4 9.7 12.0 8.6 9.3 18.0 40.0 60.0 2.4 7.7 7.5 7.2 7.2 6.5 5.2 60.7 41.3 1.7酸酶合并转化法生产低转化产品,过滤性质好,透明度高,不变混浊。此酸酶法工艺是 用酸转化淀粉到葡萄糖值 5-15,再用α-淀粉酶转化到葡萄糖值 10-25,葡萄糖值增加 5 单 位以上。 9-24 和表 9-25 为酸酶法转化的试验条件和产品的糖分组成, 表 并列有酸法转化的 试验结果比较。玉米淀粉乳(浓度 14-22 波美)用酸转化到一定的葡萄糖值,中和到pH6-7, 冷却到 80-85℃,加入淀粉酶(美国HT-1000)在 1-3 小时转化到葡萄糖值 19-21。表中A、B、 C样品为酶转化, D为酸转化。 9-25 为产品糖分组成表。 表 如表中数据所示, 酸酶法产品DP1-6/ 葡萄糖值比值都在 2 以上,透明度高,室温储存不变混浊。酸法产品DP1-6/葡萄糖值比值必 需在 2 以上,水溶性才高,不变混浊。酸法产品DP1-6/葡萄糖值比值为 1.6,水溶性低,变混 浊。 表 9-24 样品 A B C D 表 9-25 样品 最 终 葡 萄 糖值 19.7 20.2 浓度 (%) 72 72 DP1 3.9 2.3 初步酸转化 葡萄糖值 15.2 12.9 10.3 20.0 浓度 (%) 38.0 37.5 38.1 酸酶法转化 温度 (℃) 80 85 85 pH 值 6.5 6.5 6.5 酸用量 (%) 0.01 0.05 0.1 时间 (小时) 1 2 2 酶转化最终 葡萄糖值 19.7 20.2 21.8 -酸酶法转化产品糖分组成 含量(%) DP2 5.8 5.9 DP3 8.2 8.5 DP4 7.2 6.4 DP5 7.3 6.6 DP6 10.2 12.6 DP7 57.4 57.7 DP1-6/ 葡 萄 糖值 2.1 2.1A B C D21.8 20.075 -2.3 5.58.3 5.910.9 5.88.1 5.89.2 5.516.9 4.344.3 67.22.5 1.6生产不变混浊的低转化产品可用反渗透方法导致混浊的糖分离开,得葡萄糖值 5-18, 浓度 60-85%的产品。将用酸法、酶法或酸酶法工艺制得的葡萄糖值 20-40 转化产品在一定 压力情况下通过反渗透膜,回流浓缩液到反渗透膜,达到要求的葡萄糖值。例如,葡萄糖值 2 20、浓度 40%的淀粉转化液,在 55℃,85 公斤/厘米 压力下通过醋酸纤维反渗透膜,回流 浓缩液到反渗透膜,直到葡萄糖值降低到 18 为止,得不变混浊的产品。葡萄糖值 25、浓度 3 20%的淀粉转化液,在 30℃,35 公斤/厘米 压力下通过醋酸纤维反渗透膜,回流浓缩液到反 渗透膜,直到葡萄糖值降低到 15 为止,得到不浑浊产品。葡萄糖值 40、浓度 25%的淀粉转 3 化液,在 75℃,175 公斤/厘米 压力下通过醋酸纤维反渗透膜,回流浓缩到反渗透膜,直到 葡萄糖值降低到 18 为止,得不变混浊的产品。 低转化产品一般是经喷雾干燥成粉末状。一种比较好的方法是将浓度 20-45%的低转化产 品在压力下加热到 100-150℃, 喷入干燥室中与 150-230℃热空气接触, 干燥到其水分含量 3% 3 一下,所得产品视密度低,在 0.3 克/厘米 以下,遇水易于分散溶解。葡萄糖值 12 的玉米淀 2 粉低转化产品,浓度 37.2%,经由管式热交换器家人到 110℃,压力为 230 公斤/厘米 ,经喷 嘴喷射入干燥室中,热空气温度为 200℃,所得干燥产品为白色细分,细粉颗粒为破碎空心球 3 状,视密度 0.19 克/厘米 ,很易溶于冷水中。若降低进入喷咀前的糖浆温度到 60℃,则得产 3 品的视密度高,为 0.36 克/厘米 。几种其他条件的结果见表 9-26。 表 9-26 葡萄糖值 22 12 20 12 22 浓度 (%) 35.3 37.2 37.0 49.0 74.0 糖浆温度 (℃) 111 116 60 60 106 喷雾干燥条件与产品密度关系 压力 3 (公斤/厘米 ) 350 225 280 280 350 干燥室热空气(℃) 进入 199 199 150 138 185 卸出 138 148 124 121 148 产品视密度 3 (克/厘米 ) 0.17 0.20 0.37 0.45 0.37
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