淀粉糖生产工艺与应用.ppt

第六章 淀粉糖生产工艺与应用,淀粉糖：利用淀粉为原料生产的糖品统称为淀粉糖。淀粉制糖产品：主要有麦芽糊精、葡萄糖浆；含水葡萄糖和结晶葡萄糖、麦芽糖、果葡糖浆、结晶果糖和各种低聚糖。第一节 麦芽糊精 麦芽糊精是一种由淀粉水解所产生的不同聚合度的低聚糖和糊精所组成的淀粉糖，DE在20以下。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,一、生产方法及特点1、酸法：产品中DPI一6所占的比例低，含有一部分分子链较长的糊精，易发生混浊和凝结，产品溶解性能不好，透明度低，过滤困难，工业上已不采用此法。2、酶法：酶法生产麦芽糊精DE在520之间，产品中DPI6在DE中所占比例高，产品透明度好，溶解性强，室温储存不变浑浊，是当前主要的使用方法。3、酸酶法：生产DE值在1520的麦芽糊精时，先用酸转化淀粉到DE值515，再用淀粉酶转化到1020DE值，产品透明度高，过滤性能好，不变混浊，但灰分较酶法稍高。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,二、麦芽糊精的生产工艺1、酸-酶法：将淀粉乳先用酸转化到DE值5-15，然后现用淀粉酶继续转化至DE19-21。2、酶-酶法：将淀粉乳糊化，用淀粉酶转化至DE2-5，加热灭菌凝结蛋白质，降温至80度，再加酶转化至DE20。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,三、麦芽糊精产品特性 麦芽糊精性能与水解率(DE)有直接关系，DE既代表水解程度，而且是产品特性的主要指标。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,1黏度 麦芽糊精的熟度随着淀粉的水解程度、浓度及温度的不同而产生变化。与浓度呈正相关，与温度和DE呈负相关。同一DE值产品，因制法或糖成分的分布状态不相同也可引起黏度上的差异。2溶解度 DE值10以上的产品能完全溶于水中得到澄清溶液，但溶解度也存在差别，葡萄糖值912产品得34一40浓度溶液，葡萄糖值1317和1822产品的溶解度高，分别得60和70浓度溶液。3褐变反应 在食品加工中，若温度较高，还原糖含量与蛋白质含量均较高时，则会发生褐变反应，随瓜值增加，反应可能性增大。但总体说，麦芽糊精还是属于DE值较低的产品，褐变反应较弱。4强着力 随DE值提高，黏着力下降，这与糖的分子链大小有关。分子链变小时，鼓合张力减弱，形成膜的能力也下降。DE值越低，分子链越大，成膜能力越好。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,5冰点下降 冰点对冷冻食品和蜜饯是十分重要的，随DE值增加，分子量下降，冰点随之下降。用麦芽糊精部分取代蔗糖或葡萄糖，可以改变食品的冰点。6吸湿性 是指产品吸水性能；尽管DE值，的增加会增加吸湿能力，但几乎所有麦芽糊精均不易吸水，故用于许多食品中保持产品的低水分含量。但麦芽糊精一旦吸收水分后，保持水分能力较强，7防止结晶 在冷冻甜食品中，不希望有结晶产生，用低DE的高分子量麦芽糊精，可代替玉米糖浆或固体糖以减少晶体生成。8甜度 随DE值增加，葡萄糖含量增大，产品甜度增高。但当DE值在515范围内，葡萄糖最大含量仅1，对甜度几乎没有什么作用，而麦芽糊精口感温和，没有甜味，适于用在食品中作为填充剂或载体，不会掩盖风味。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,四、麦芽糊精的应用 麦芽糊精是食品生产的基础原料之一，它在固体饮料、糖果、果脯蜜饯、饼干、啤酒、婴儿食品、运动员饮料及水果保鲜中均有应用。麦芽糊精另一个比较重要的应用领域是医药工业。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,1喷雾干燥剂 麦芽糊精可作为风味助剂进行风味包裹，主要产品是干调味品，采用的工艺是喷雾干燥或挤压。(1)喷雾干燥 于7080分散阿拉伯胶和麦芽糊精，以利两者在溶液中的扩散，然后冷却至50，加入香料油，4050下乳化10min，喷雾干燥得到香料粉末产品，这种调味品可防止干燥风味散失，防止氧化，有较长货架期。(2)挤压：将麦芽糊精及乳化剂一起加热到120125，待混合物冷却至110加人香料油，引入挤压机中，挤出物掉入异丙醇溶剂中，因为麦芽糊精不溶于异丙醇，会形成香料包裹体，调味品含油量为8一10，较高者可达12一33，挤压比喷雾干燥更优越之处是热处理温度低，香料油中挥发性物质损失少，产品储存稳定性高，油状香料成为粉末，储存和使用都更方便。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2填充剂 主要是作饮料和方便食品的填充剂。速溶饮料、麦乳品、奶粉、咖啡伴侣、果茶等制品中麦芽糊精都是必备的基础原料，经合理调配，能突出原有的天然风味，减少营养损失，提高溶解性能，增强稠度，改善口感，降低甜度。在方便食品配料中加入麦芽糊精后，可大大改善产品风味，增加品种，降低成本，提高经济效益。尤其在儿童食品中，麦芽糊精因为易消化，作为载体使用具有特殊优势。3医药工业 利用麦芽糊精具有较高的溶解度和一定的融合度，可作为片剂或冲剂药品的赋形剂和填充剂。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,4脂肪替代品 麦芽糊精遇水生成凝胶的口感与脂肪相似，可作为脂肪替代品。如马铃薯麦芽糊精DE值为2时，具有热稳定成胶能力，口感细腻，有脂肪感，可掺用于油脂含量高的冰棋淋，也可在一些焙烤食品中取代一半脂肪，或用色拉、人造奶油等脂肪章品中。5糖果 可降低糖果甜度，增加糖果的韧性，防止糖果“返砂”和“烊化”，降低糖果甜度，改变口感，改善组织结构，延长糖果货架保存期。利用麦芽御精代替蔗糖制糖果，可减轻、减少牙病、肥胖症、高血压、糖尿病等。6其他 除食品和医药工业外，麦芽糊精还可作为造纸工业中的表面施胶剂和涂布(纸)塑料的融合剂；粉末化妆品中的遮盖剂和吸附剂；农药乳剂中的分散剂和稳定剂等。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第二节 葡萄糖浆 一、葡萄糖浆分类 淀粉经不完全水解得葡萄糖和麦芽糖的混合糖浆，称为葡萄糖浆，亦称淀粉糖浆，这类糖浆中还含有低聚糖、糊精。糖浆的组成因所用工艺和水解程度不同而有差异，并且具有不同的物理和化学性质。葡萄糖浆的指标：糖浆浓度在80一83，DE值在2080之间，为无色、透明、黏稠的液体，储存性质稳定，无结晶析出。1、低转化糖浆：DE值在30以下的葡萄糖浆为，2、中转化糖浆：DE值在3055之间的为中转化糖浆。3、高转化糖浆：DE值在55以上的为高转化糖浆。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,二、目前在工业上产量最大的葡萄糖浆产品1、DE为42的中转化糖浆又称普通糖浆或标准糖浆，主要由酸法制造。糖浆的糖分组成为葡萄糖19、麦芽糖14、麦芽三糖11，其余为低聚糖和糊精。2、用酸酶法或双酶法生产的64DE糖浆属高转化糖浆，葡萄糖和麦芽糖含量都在35一40之间。因为糖浆中糖分组成主要为葡萄糖和麦芽糖，也称为葡萄糖浆或葡麦糖浆。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,三、葡萄糖浆生产工艺 1中转化糖浆 中转化程度糖浆生产一般采用酸法工艺，主要工序为调浆 糖化 中和 脱色 浓缩 中转化糖浆 调浆：浓度约40的淀粉乳，调节pH1.82.0。糖化：糖化罐中，压力0.294MPa(143)下糖化5min.，DE42。中和：用碳酸钠中和到pH4.85.2。脱色：活性炭脱色，过滤。浓缩：用多效真空蒸发罐浓缩到浓度80一83为成品葡萄糖浆。糖浆经喷雾干燥，可除去大部分水分，得含水量在5以下白色 粉末状产品，包装、运输和贮存都比液体方便。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,酸水解的无规则性使酸水解产品的生产具有很大局限性。若产品的D直值小于30，则淀粉分子有相当数量的较大分子量产物，可以再次缩合或回生，形成不可溶淀粉颗粒，使终产品有絮状物生成；若产品DE值在55以上，则极易产生颜色或颜色母体，如5经甲基糠醛和乙酰丙酸生成，还能引进苦味。因此，淀粉酸水解一般只限于DE值在3055之间这一范围内，该范围产品的各种糖分含量和平均分子量见表64。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,只要将水解的转化参数(如时间、温度、酸度、淀粉浓度)控制好，能够保持参数恒定，就能根据需要生产出稳定糖分组成的糖浆。中转化糖浆的代表产品是42DE糖浆，它的糖浆分析情况见表,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2高转化糖浆 高度转化糖浆产品一般DE值在6070之间，这种糖浆的葡萄糖和麦芽糖含量较高，甜度高，发酵性好。生产上采用酸酶法工艺或双酶法工艺，(1)酸酶法 A、调制淀粉乳30一45的淀粉乳B、盐酸液化：DE值3850，C、中和 pH5.05.3（使用碳酸钠或石灰）D、过滤E、脱色F、调温 5060G、糖化：加入酶制剂继续糖化至所需要DE值达6263 DE值，H、灭酶100加热23minI、浓缩：所得高转化糖浆糖分组成(干物质)为葡萄糖35一40，麦芽糖35一40，三糖8一12，四糖以上8一22。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(2)双酶法 先用麦芽糖酶液化得DE值1520的淀粉液化液，依此为底物用葡萄糖酶糖化得到的高转化糖浆属双酶法。例如，将含有耐热淀粉酶的淀粉浆在106108加热5一6min，生产出一种低DE值产品，然后在100状态下加热12h，使DE值达12，以此为底物，冷却到60，调pH进行酶法糖化，由使用酶的种类和组合情况，决定了高转化糖浆中的糖分组成。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,三、葡萄糖浆的性质 葡萄糖浆的性质由DE值和特定DE值中各组分含量所决定。不同糖浆产品在许多性质方面存在明显差别，如甜度、熟度、胶熟性、增稠性、吸潮性和保水性、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。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,葡萄糖浆的黏度同固体含量与温度有关，在同一温度和浓度下，葡萄糖浆的黏度取决于糖的组分与平均分子量，平均分子量越大，黏度也越大。不同转化方式黏度也不同，同一温度下，黏度大小依次为酸法酸酶法酶一酶法。吸湿性关系到食品产品货架期，若周围大气相对湿度使产品既不从空气中吸收水分，也不释放水分，称为相对湿度平衡(ERH)。若产品的ERH低于空气中的相对湿度，则它将吸收水变藏，而且易受微生物腐蚀；若产品ERH高于空气中相对湿度，则将散失水分变干燥。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,葡萄糖浆平均分子量与渗透压间是线性关系，DE值越高，葡萄糖浆的渗透压值也越大，葡萄糖浆的自身保护性越强。糖浆的冰点降低取决于溶液的浓度，在固形物含量一定时，DE值越高，冰点降低程度越大，这一特性对冰冻食品(如冰洪淋)非常重要。使用糖浆种类不同，冰洪淋的硬度和融化点也不同。沸点升高是葡萄糖浆的一个重要特性，加入不同葡萄糖浆可控制糖果生产沸点，以达节省能源、减少褐变反应的目的。对固体浓度一定的葡萄糖浆，DE值增高，将降低糖浆的ERH，减少产品的干燥机会；DE值降低，会增加糖浆的ER比减少 产品吸收水分的机会。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,糖浆的甜度随转化程度增高而升高，糖浆浓度越高甜度越大。低DE值葡萄糖浆在某些食品领域中具有优势，如在果酱中作防腐剂，可提供低甜度而不掩盖水果风味。在溶液中结晶的形成与溶质的饱和点有关，即与分子量、温度和其他物质有关。在42DE葡萄糖浆与蔗糖的混合液中，葡萄糖浆有抑制结晶作用，而且低DE值葡萄糖浆这种抑制特性更强，常被用于食品和糖果生产中。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,四、葡萄糖浆的应用 葡萄糖浆主要应用于食品工业，占全部用量的95，非食品工业仅占5，主要是医药工业。在食品工业中使用量最大的是糖果，其次是水果加工、饮料、焙烤，此外，在罐头、乳制品中也有使用。葡萄糖浆在糖果制造中的作用主要是控制结晶度，以满足不同类型糖果的需要。添加的葡萄糖浆要根据具体情况分别对待。63DE糖浆能增加糖果的吸湿性、柔软度、降低教度、抑制微生物腐蚀，常用于胶糖、软糖的生产。而3542DE酸转化葡萄糖浆可增加固形物含量，提高蔗糖溶解性，保证糖果粒度，常与蔗糖混合用于硬糖生产。果脯是水果加工中的一种重要产品，选用63DE葡萄糖浆，黏度低、渗透性好，容易渗入果肉或果皮间隙，而低DE值的糖浆，因平均分子量高，黏度大，效果就差。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,葡萄糖浆用于酒精饮料有两方面的作用，一是控制悬浮性、熟度和甜度；二是作为发酵碳水化合物来源，应选用高DE值葡萄糖浆，在发酵或蒸馏萃取后加入。葡萄糖浆在焙烤业中被大量使用，它能控制产品的流变特性，还原糖能提高面包皮的褐变反应。糖浆中的低聚糖能控制产品组织结构，高DE值葡萄糖浆能使蛋糕吸水防止干燥，延长货架期。葡萄糖浆用于冰棋淋生产，能控制产品柔软度、晶体形成和冰点，使产品变得光滑，无冰晶产生，不过甜，不掩盖风味。葡萄糖浆在医药工业领域的应用包括作为抗生素生产的原料，作为药丸糖衣，与蔗糖共同作为止咳液的载体。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第三节 结晶葡萄糖 一、葡萄糖产品种类1、结晶葡萄糖按分子结构分类：（1）一水D六环葡萄糖，简称含水葡萄糖（2）无水D六环葡萄糖，简称无水葡萄糖（3）无水D六环葡萄糖，简称无水葡萄糖（4）葡萄糖全糖：它是由酶法糖浆省去结晶工序直接用喷雾干燥方法制成的颗粒状的糖粉。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2、按结晶葡萄糖产品用途分类（1）注射用葡萄糖：是生产葡萄糖输液、注射液及配制各种注射用制剂的原料，也可用作化学纯试剂或细菌培养剂，多是无水型，一般用纯度高的酶法糖化液为原料生产。（2）口服葡萄糖：用作食疗法的强健剂及与各种维生素配合制成的口服品，以及生产维生素C级的山梨醇原料，生产工艺基本和注射葡萄糖相同，只是质量标推要低一些，或用注射糖结晶后具有较高纯度的母液经净化、浓缩、结晶生产。（3）工业用葡萄糖可用做抗生素及发酵制品的培养基或生产普通级山梨醇的原料，是用生产口服葡萄糖的母液生产的，为了达到必要的结晶纯度，往往要把母液再糖化一次，与医用葡萄糖相比，含有较多的盐分、杂糖，色泽也深。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,二、葡萄糖水溶液的平衡体系 葡萄糖在水中存在两种异构体，构型和构型，这两类异构型以动态平衡状态存在。酸法水解生成的-葡萄糖，在水中有一部分要转成构型，而酶法水解生成的-葡萄糖，在水中也有一部分要转成-葡萄糖，这种相互转变在达到平衡状态时趋于稳定。两者的转变要经过中间体开链葡萄糖，达到平衡时。和异构体的比例为36和64，此外，还有极微量的开链葡萄糖，只占0024。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,葡萄糖不同异构体在溶液中的平衡比例受浓度和温度的影响很小，但葡萄糖的溶解度却会随温度的升高而增加。根据溶解度绘制的葡萄糖溶液的相图见图66。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,从相图中可以看出，在饱和状态下，固体相的葡萄糖随温度的不同，以不同的异构体存在。一水-葡萄糖只能在低于50以下结晶，无水-葡萄糖只能在50.880温度范围内结晶，115以上是无水葡萄糖的结晶温度。不同葡萄糖异构体的生产工艺便是根据这种性质而确定的。目前晶体葡萄糖通用工艺流程为：高转化葡萄糖浆 精制 浓缩 结晶 离心分离 干燥 筛分 成品,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,三、结晶技术原理 1基本概念 A、晶体:是指内部结构中的质量(原子、离子、分子)作规则排列的固体物质。B、结晶：是指溶质分子自动从过饱和溶液中析出，凝集成固体，并使这些分子有规律地排列在一定晶格中的过程。C、沉淀：是指溶质分子自动从过饱和溶液中析出，得到的固体其构成单位排列是不规则无定型物质，析出过程称为沉淀。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2、结晶过程与溶液之间的关系A、溶液恰好饱和，溶质即无溶解，也无结晶，即溶质与溶液处于平衡状态，此溶液称为饱和溶液；B、溶液末饱和，若添加固体，则固体溶解。C、溶液已过饱和，超过饱和点的溶质迟早要从溶液中沉淀出来。最先析出的微小颗粒是以后的结晶中心，称为晶核。微小的晶核具有较大的溶解度。因此，在饱和溶液中，晶核是要溶解的，只有达到一定过饱和度时，晶核才能存在，晶核形成后，靠扩散而继续成长为晶体叫晶体生长。可见溶液达到过饱和状态是结晶前提，过饱和度是结晶推动力。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,3饱和曲线与过饱和曲线 A、稳定区：在稳定区的任意一点溶液都是稳定的，不管采取什么措施，都不会有结晶析出。B、不稳定区：任意一点溶液能立即自发结晶，在温不变时，溶液浓度会自动降至AB线。C、亚稳区：在亚稳区的任意一点，如不采取措施，溶液也可以长时间保持稳定，如加入晶种，溶质会在晶种上长大，溶液的浓度随之下降到AB线。亚稳区中各部分的稳定性并不一样，接近AB线的区域较稳定，而接近CD线的区域极易受刺激而结晶。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,亚稳区的上半部称为刺激结晶区，下半部称为养晶区。溶液需要在亚稳区或不稳区才能结晶，在不稳区结晶生成很快，来不及长大，浓度即降至溶解度。所以，形成大量细小晶体，对工业结晶不利。为得到颗粒大而又整齐的晶体，通常需加人晶种并把溶液浓度控制在亚稳区的养晶区，让晶体缓慢长大，因为养晶区自发产生晶核的可能性很小。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,4结晶过程(1)过饱和溶液的形成要想获得理想的晶体，就必须有过饱和溶液的形成。在工业上制备过饱和溶液方法有：热饱和溶液冷却、将部分溶剂蒸发、真空蒸发冷却等，所获得溶液的过饱和程度可用过饱和度表示：过饱和度的大小会影响晶核的形成速度和晶体的长大速度，并最终影响晶体产品的粒度和粒度分布，是工业上考虑结晶问题的一个极其重要的因素。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(2)、起晶起晶：糖液在达到一定过饱和度状态，开始有晶体生成称为起晶。工业结晶中有三种不同的起晶方法：A、自然起晶法：在一定温度下使溶液蒸发进入不稳区形成晶核。B、刺激起晶法，将溶液蒸发至亚稳区后，将其加以冷却，进入不稳区，此时具有一定量的晶核形成，由于晶核析出使溶液浓度降低，随即将其控制在亚稳区的养晶区使晶体生长；C、晶种起晶法：将溶液蒸发或冷却到亚稳区的较低浓度，投入一定量和一定大小的晶种，使溶液中的过饱和溶质在所加晶种的晶面上长大。慢冷却加晶种是起晶普遍采用的方法。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,（2）二次晶核的形成：它是指在溶液中已有溶质晶体存在的条件下，形成晶核的现象。二次晶核的形成是由于，晶浆（晶体存在的结晶溶液称为晶浆）中已有的晶体颗粒与结晶罐内的搅拌螺旋桨或叶轮之间碰撞，产生大量碎片，其中较大的就是新的晶核。晶种以外的晶核叫做伪晶，要尽力防止伪晶的生成。（3）晶体的生长A、待结晶溶质借扩散作用到达晶体表面。B、溶质在适当晶格位置长入晶面。C、晶体增大，放出结晶热。杂质、搅拌、温度、过饱和度都会对晶体生长产生影响。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,5、结晶操作（1）、分批结晶(间歇结晶)在间歇结晶罐里，将溶液状态控制在亚稳区内，向溶液中添加适量晶种，使被结晶的溶质只在晶体表面上生长，温和搅拌，使晶体较均匀地悬浮在整个溶液中，并尽量避免二次成核现象。它的操作和设备较简单，但得到的晶体产品质量不均一。（2）连续结晶结晶是在搅拌槽式连续结晶器中进行，浓度恒定的糖浆连续加入结晶器内，与循环晶浆结合，在搅拌器作用下，通过水冷式循环管，受冷却的晶浆有晶体生长，长大的晶粒沉入槽底而卸出。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,四、结晶葡萄糖生产的主要设备 1结晶设备 结晶设备主要有冷却结晶器和蒸发结晶器。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2分离设备 葡萄糖浆经过结晶后，形成含葡萄糖晶粒、母液及其他杂质混合物，需分离出母液和杂质，并对晶体洗涤。主要的分离设备是间歇式过滤离心机。将糖膏引入到离心机，将葡萄糖结晶与母液分开，离心分出的母液称为糖蜜。洗蜜：由于结晶颗粒上仍附有一薄层糖蜜，需用清洁水清除，洗涤时分离出的溶液叫洗蜜。洗涤后由离心机得到湿葡萄糖，含水分约12一14，其中，9.1为结晶水，其余为游离水。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,3、干燥和筛分,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,五、含水-葡萄糖生产工艺酸法糖化液含复合糖类多，结晶后复合糖类存在于母液中；一般要用酸再水解一次，将复合糖类转变成葡萄糖，再结晶，剩余母液当做废糖蜜处理。酶法糖化基本避免了复合反应，不需要再糖化，结晶以后剩下的母液纯度仍高，甜昧纯正，适于食品工业应用。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,（一）、酸法二次冷却结晶生产含水-葡萄糖的工艺流程,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,（二）结晶操作 1、起晶工厂开工生产或设备放空清洗、检修或更换晶种时，采用投种法起晶。加入晶种量为2550kgm3。在生产时，每批料留有25一30的糖膏于罐中作为下一批的品种，称此为留种法。晶体受搅拌作用或受加料时糖浆温度上升的影响，一个晶体可裂为若干晶核，为下批料提供了足量晶种，使糖浆保持较高的过饱和度，不致有伪晶生成，大量晶种也使其他影响结晶的因素，如过饱和度、温度、纯度等降到次要地位，利于生产管理和通过调节糖浆的浓度，很好地控制结晶颗粒的大小和均匀程度。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(2)、进料、养晶A、进料：将准备好的糖浆输入已留种的结晶罐内。使用容积大的结晶罐分两批加入糖浆，中间相隔约10h。两批糖浆的量大致相等。B、加温：温度控制在40-44 料温过高会使晶核溶解在糖浆内，造成晶核数量不足，有伪晶生成或晶体过大在结晶过程中碎裂，使结晶变得细小，造成分离困难，影响收率和质量。料温过低有可能在加入的糖浆中即有伪晶存在。C、养晶：糖浆进满后在2一10h内保持温度不变，进行养晶。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(3)、降温结晶在有晶种的糖蜜中，葡萄糖液由于温度降低而达到过饱和状态，葡萄糖分子在晶核上析出，使晶体生长。降温结晶要严格按照结晶曲线进行，此阶段需90100h，降低糖膏温度到约20，结晶是在缓慢降温条件下进行，每日降低约4，通过调节夹套中的冷却水量来调节温度。结晶完成时，糖膏固体葡萄糖的体积约占糖膏总体积的60，过饱和度降低到约1.0，即母液中葡萄糖是饱和状态，不可能再析出。结晶达到终点后，化验母液浓度达到要求后即可放料。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2分蜜和洗蜜 A、分蜜：是指把母液从糖膏中分离出来。采用离心分离方法分蜜，离心机为篮式离心机，加完糖蜜后，逐渐增加离心机旋转速度直到最高速度，受离心力作用，液体的糖蜜与结晶颗粒间分离。B、洗蜜：分蜜后的结晶颗粒上仍附着一层薄糖蜜，用清洁水洗除，多为两次喷水法，第一次用少量水冲淡糖蜜，降低黏度，以利分离；第二次用较多量的水，在糖蜜差不多全部分离后冲入。洗水用量约为湿糖量15一20，水温20，洗糖用水应有较高纯度。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,3干燥处理 由离心机卸出的湿糖呈块状，在进入干燥机前，先经破碎机破散，然后由较高一端进入滚筒干燥机。干燥用的热风温度为6070，流动方向与物料相同，流速1一1.5ms，干燥机内的糖温度应保持在4859。由干燥机逸出的湿空气带有糖粉，要经过旋风分离后用糖粉回收器将其收回。由干燥机卸出的糖经筛分离，通过筛的部分为成品，筛面上的少量粗颗粒，干燥不充分，再经高速旋转锤击磨打碎，回流到湿糖中重新干燥，或将粗粒干燥溶化，回流到糖化液中。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,4糖蜜和洗蜜的处理分蜜后的糖蜜经结晶得葡萄糖，纯度90一95，工业上称为回溶糖，也称为号糖，由淀粉糖化液直接制得的葡萄糖则为I号糖。糖蜜结晶生成回溶糖的步骤是：(1)、糖蜜的处理解A、糖化：将糖蜜再糖化一次，使其中的复合糖大部分水解成葡萄糖，葡萄糖的产率可增高5一10。B、用Na2C03将糖化液中和到pH4.85.2。C、过滤、脱色、蒸发浓缩到浓度约79，葡萄糖值约85。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,D、结晶：将浓缩浆冷却至35，引入结晶罐中，与留存在结晶罐中的晶种混合，按标准冷却曲线于160200h内冷却至20，每日降低温度2。F、分蜜：因糖结晶颗粒较小，分蜜时间较长，1750rmin离心约需30min。分离后的回溶糖用I号糖的洗蜜溶解，与淀粉糖化液混合，重被利用。分离号糖膏时所得的糖蜜和洗蜜混合在一起，蒸发浓缩作废糖蜜处理，用于混合饲料或发酵原料。酶法糖化液纯度高，糖蜜甜味纯正，不再糖化，可结晶生产一水-葡萄糖也可脱色、过滤，当做糖浆处理，供食品工业用或制成全糖。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,5含水葡萄糖的精制 医药注射用一水-葡萄糖，需在一次结晶获得的一水-葡萄 糖基础上进一步精制。其方法是用纯净水和纯度高的洗蜜溶解含水-葡萄糖，得浓度 60糖溶液，用活性炭脱色，过滤，蒸发到75浓度，冷却至45后引入结晶罐，进行二次冷却结晶，结晶过程因糖液纯度高，结晶要快些，70h内冷却至20，结晶完成后进行分蜜、干燥、筛分，即为高纯度的一水-葡萄糖。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,六、无水葡萄糖生产工艺无水葡萄糖常用酶法糖化液蒸发结晶法生产。结晶方法：冷却结晶、煮糖结晶、真空蒸发结晶，。以下是以酸法生产的含水-葡萄糖经溶解浓缩后的糖浆用煮糖结晶工艺。（一）起晶和整晶1、起晶(1)、起晶的方法：A、自然结晶法用真空浓缩提高糖液浓度至80，开始有结晶生成，起晶开始后，要保持蒸发条件不变，直到获得适量的结晶数目为止。过饱和度太低或起晶时间太短则所得糖结晶较大，数目少产率低，并易于产生细小的伪晶，所得糖结晶的大小不均匀；过饱和度太高或结晶期太长晶体数量多，生长挤在一起形成星状或凝聚块。煮糖过程中糖膏黏稠度增高很快，循环流动速度迅速减低，造成熬煮困难，不得不提前放料，糖产率低，结晶未得到充分的生长机会，晶体小。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(2)刺激结晶法起晶时加少量粉末晶种促进起晶。(3)全晶投种法加入需要量的全部晶种，使这些晶种生长，不再生成新晶种。2、整晶整晶的目的是要控制晶种生成，使其形成数量适当，有足够大小、形状良好的单晶。一般当生成适量的晶母以后，就应立即停止更多结晶的继续生成，方法是降低真空度，增高糖液的沸点，把真空度从88kPa降到约77.3kPa，糖液的沸点升高到约70，蒸发速度降低，新结晶的生成就会停止，并防止了伪晶的生成，整晶所需时间长短，应根据糖膏的质量决定。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(二）、晶体生长 煮糖操作是结晶正常生长关键。根据煮糖蒸发速度，往罐中给入一定量的新糖浆，并随着增高的糖膏液体，不断调整糖浆浓度，保持在80一83，温度在70左右，在此较高的蒸发温度下，有利于促进异构体转变。3。结晶完全 当煮糖体积达34时，逐渐增高真空度，降低蒸发温度，每次少量分批引入其余的糖浆，最终的真空度可以提高到90.7kPa，相当于蒸发温度约57，能降低母液的过饱和度，增高糖产率，以后糖膏由真空罐放到混合槽中温度降低时不致有伪晶生成。结晶完成后糖膏浓度约为90，母液浓度约为70，煮糖时间68h，结晶相达50。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,（三）结晶后的处理 1、分蜜：熬煮完成的糖膏引入已加热的混合槽中，然后用离心机分蜜，离心机具有蒸汽夹层，先进行预热，再离心分蜜。用7580蒸汽冷凝水洗糖，热水洗糖可防止无水-葡萄糖向含水-葡萄糖结晶转变。2、干燥：离心机卸下的无水葡萄糖含水1.5一2.5，经滚筒干燥机处理，在60一65条件下干燥到水分含量低于0.05。利用酶法淀粉糖化液直接生产无水-葡萄糖的操作过程与上述工艺相同，只是条件略有变化。蒸发到83浓度的糖液加入0.2粉末无水-葡萄糖刺激结晶，在7075煮糖约6一10h，结晶完成时，糖膏浓度约88，分蜜7580热水洗糖，干燥到水分0.1以下。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,七、全 糖 淀粉经液化、糖化所得的糖化液，净化后浓缩干燥，不经结晶分蜜，即包括未结晶部分，全部变成商品淀粉糖叫全糖。全糖商品有全糖浆和全糖粉，全糖粉是形成结晶及无定形晶格的混合固体产品。1酸法全糖1、糖化：淀粉乳酸法糖化到葡萄糖值82872、精制：脱色、过滤3、浓缩、浓缩到浓度83一884、冷却结晶：冷却到约40，然后流入具有搅拌器的混合桶中，将相当于糖浆重量约1的粗葡萄糖碎块混入，供作结晶的晶种，搅拌约23h，冷却到约30。5、固化：放料流人浅盘，静置结晶46d，结晶凝固完成，由盘倒出即为产品。呈暗黄色，带苦味，不适合食品应用，供皮革、人造纤维等工业应用。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2酶法全糖 酶法糖液经脱色、离子交换，浓缩至75以上，就得到全糖浆，糖浆结晶固化，切削碎或经喷雾结晶就得全糖粉。(1)、结晶固化制粉A、浓缩：净化的糖液浓缩至8590B、冷却结晶：冷却 4050加入一定量晶种，搅拌均匀，倒入结晶槽中，迅速结晶凝固，结晶开始物料温度高，浓度也高，先析出的是无水结晶葡萄糖，降温至1025放置72h。养晶过程中物料含水多，无水结晶又转变为有水结晶。C、固化与切削：养晶终期，游离水分降至24出料，出料后的固体葡萄糖成块，用切削法粉碎固体葡萄糖成细片。D、干燥：经干燥机使游离水分降至1后过筛，获得成品全糖粉。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(2）喷雾结晶成粉DE值97以上糖化液，经净化浓缩至浓度78以上，维持在50条件下慢慢搅拌，使形成微晶，物料呈糖膏状，通过泵进入喷雾干燥器干燥筒内，雾状糖膏迅速形成结晶颗粒，并又接触周围雾滴长大，随之成球形下落成全糖颗粒。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第四节 麦芽糖 一、麦芽糖浆产品的组成与生产用酶1、麦芽糖浆产品的组成 麦芽糖由两个葡萄糖单位组成，为麦芽二糖，习惯上简称麦芽糖。其结构式如下：工业上生产的麦芽糖浆产品种类很多，含麦芽糖量差别也大，一般分类法把麦芽糖浆分为普通麦芽糖浆、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,三种麦芽糖浆的组成情况2、麦芽糖浆生产用酶A、液化酶：-淀粉酶，B、糖化酶：-淀粉酶，-1，6键的脱支酶C、麦芽糖生成酶、麦芽酶（由淀粉酶和淀粉酶组成）。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,二、普通麦芽糖浆 普通麦芽糖浆系指饴糖浆。为降低生产成本一般不用淀粉为原 料，而是直接使用大米、玉米和甘薯粉作原料。（一）、大米为原料的饴糖加工工艺 1、生产工艺流程：原料(大米)清洗 浸渍 磨浆 液化 冷却 糖化 加热 过滤 浓缩 成品。(1)、原料处理以碎大米为原料，用水浸12h，水温45以下，用砂盘淀粉磨湿法磨粉，粉浆细度应80达60目。磨后所得粉浆，调浆至浓度为2023Be0，此时糖化液中固形 物含量不低于28。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(2)、液化A、升温法（间歇法）：是将粉浆置于液化罐中，添加-淀粉酶，在搅拌下喷入蒸汽升温至85，直至碘反应呈粉红色时，加热100以终止酶反应，冷却至室温。为防止酶失活，常添加0.1一0.3的CaCI2。如果用耐热性-淀粉酶在90下液化，免加CaCI2。B、连续液化法：开始时与间歇法相同，当粉浆注满液化罐后，90保温20min，再从底部喷蒸汽升温到97以上，在搅拌和加热下，分别从顶部进料和底部出料，保持液面不变。操作中液化罐内上部物料为9092，下部物料为98一100，粉浆在罐中滞留时间只有2min，就可达到完全的糊化和液化。C、射液化法：是用喷射器进行糖浆的液化和糊化，适用于耐热性淀粉酶使用。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(3)、糖化糖浆液化后泵入糖化罐冷却至62左右，添加1一4麦芽浆，搅拌下60保温24h，可使DE值从15升至40左右，随后升温至75，保持30min，后升温90保持20min，使酶完全失活。此时麦芽糖生成量在40一50左右。增加麦芽用量或延长糖化时间可增加麦芽糖生成量，由于-淀粉酶不能水解支链淀粉-l，6键，其麦芽糖生成量最高不超过65。(4)、过滤与浓缩用板框压滤机趁热过滤，滤清的糖液应立即浓缩，以防由微生物繁殖等引起的酸败，糖液浓缩一般采用常压和真空蒸发相结合的方法进行。先在敞口蒸发器中浓缩到一定程度，然后在真空度不低80kPa下蒸发浓缩到固形物含量75一80。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2玉米粉为原料的饴糖加工工艺（1）、工艺流程(2)、调浆先把水放入调料罐，在搅拌状态下以玉米粉和水质量比1：125加入玉米粉，然后加入已溶解好的0.3CaCl2，按投料数准确加入10ug的-淀粉酶，充分搅拌后利用位差压力流入液化罐。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,(3)、液化调制好浆料进入液化罐后，调节温度至9294，pH控制在6.26.4，保持20min，然后打开上部进料阀门和底部出料阀门进行连续液化操作，液化的一般蒸汽压力在0.2MPa以下，1000kg料液约需90min，所得液化液用碘色反应为棕黄色，还原糖值在15一20之间。(4)、糖化液化液泵入糖化罐，开动搅拌器，从冷却管里通入自来水冷却，温度下降到62时加入已粉碎好的大麦芽，按液化液的质量加入量为1.5一2.0，搅拌均匀后60糖化3h，还原糖值达38一40。(5)、过滤和浓缩糖化液在搅拌状态下使温度上升到80终止糖化，用过滤机过滤，在过滤液中加入2活性炭，再次通过过滤机过滤。利用盘管加热式真空浓缩器，将糖液浓缩到规定浓度。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,三、高麦芽糖浆 高麦芽糖浆是在普通麦芽糖浆生产工艺的基础上，增加除杂、脱色、离子交换等精制工序，然后经减压浓缩而成。精制过的糖浆，蛋白质和灰分含量大大降低，溶液清亮、糖浆熬煮温度（140）远高饴糖，麦芽 糖含量一般在50以上。生产高麦芽糖浆常用两类淀粉酶系统或单独使用真菌-淀粉酶，为了保证麦芽糖生成不低于50，糖化时支酶。当脱支酶与-淀粉酶协同水解淀粉液化液时，脱支酶将支链糊精切成直链，而-淀粉酶可进一步将直链糊精水解成麦芽糖。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,1、液化和糖化 A、调制淀粉乳：3040%PH6.5B、液化：加细菌-淀粉酶，85液化1小时，DE1020%C、调节PH：PH5.5D、糖化：加真菌-淀粉酶（内酶、能超过，键进行水解，（0.4kg/t)，60糖化24小时，反应物中含麦芽糖55%。2、精制工艺：A、调节PH：将糖化液升温压滤，用盐酸调节PH4.8,B、脱色：加活性炭0.5一1.0糖用，加热至80，搅拌30min后压滤，如脱色效果不好，则需进行二次脱色。C、离子交换：脱色后的糖液送入阳一阴一阳一阴串联离子交换柱以去除残留的蛋白质、氨基酸、有色物质和灰分。D、浓缩：在真空浓缩罐中，真空度80kPa条件下浓缩固形物浓度达76一85即为成品。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,四、超高麦芽糖浆 麦芽糖含量高达75一85以上的麦芽糖称为超高麦芽糖浆，其中麦芽糖含量超过90者也称作液体麦芽糖。生产超高麦芽糖浆的要求是获得最高的麦芽糖含量和很低的葡萄糖含量。单用真菌-淀粉酶不能达到目的，必须同时使用-淀粉酶和脱支酶，-淀粉酶的用量也应提高到普通高麦芽糖浆用量的23倍。糖化底物的DE值和低浓度都有助于提高终产物中麦芽糖含量。溶剂(如30一50丙酮),第六章 淀粉糖生产工艺与应用,五、结晶麦芽糖 结晶麦芽糖的纯度一般要求达到97，而酶直接作用于淀粉所得超高麦芽糖浆纯度一般只是90，因此，必须进一步加以提纯。现在工业规模生产高纯度麦芽糖一般用阳离子交换树脂色层分离法和超滤膜分离法。液体的麦芽糖能经喷雾干燥成粉末产品，水分含量1一3，这种产品呈粉末状，不是晶体，视密度很低，储存期间易吸潮，以即行包装为宜。麦芽糖的结晶同过饱和度有着密切关系。将纯度94的麦芽糖浆，浓缩到70干物质，加0.1一0.3晶种，从4050逐步冷却到3027，保持过饱和度1.151.30，40h结晶完毕。收得率约60，纯度97以上。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,第五节 果葡糖浆和结晶果糖 一、葡萄糖和果糖异构化反应 葡萄糖为醛己糖，果糖为酮己糖，二者互分同分异构体，在一定条件下可以相互转化，其结构式表示如下：,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,1、碱性异构化反应在碱性条件下，葡萄糖通过1，2烯二醇生成D果糖、D甘露糖，由于碱异构化达到反应平衡点所需时间长，转化率较低，糖的分解反应显著，还原糖损失过多，产生有色物质和酸性物质，影响颜色和味道，精制较困难，故在工业上未曾使用。通过碱性异构化反应，葡萄糖转化成果糖的转化率一般约达21一27，糖分损失约10一15，采用较高的反应温度，较短的反应时间和较高的糖浓度，碱性催化效果有一定的提高，异构转化率可达到33一35，糖分损失为2一3，在碱性催化剂中以氢氧化钠的催化效果较好。,第六章 淀粉糖生产工艺与应用,2葡萄糖异构酶反应 葡萄糖在异构酶作用下可转变成果糖的，但这种催化反