三章淀粉制糖工艺PPT课件.pptx

就目前的状况而言,发酵工业所用的原料作以淀粉或糖质为主,而许多微生物并不能直接利用淀粉。例如,在以糖质为原料发酵生产氨基酸过程中,几乎所有的氨基酸生产菌都不能直接利用(或只能微弱地利用)淀粉和糊精,同样在酒精发酵过程中,酵母菌也不能直接利用淀粉或糊精,这些淀粉或糊精必须经过水解制成淀粉糖以后才能被酵母菌所利用。此外,在抗生素、有机酸、有机溶剂以及酶制剂发酵过程中,大都也要求对淀粉进行加工处理以提供给微生物可利用的碳源。当然有些微生物能够直接利用淀粉作原料,但这一过程必须在微生物分解出胞外淀粉酶类以后才能进行,过程非常缓慢,致使发酵过程周期过长,实际生产上无法被采用。1、葡萄糖的理论收率淀粉通过完全水解生成葡萄糖可用下面的反应式表示:(C6H10O5)n+nH2O→nC6H10O6淀粉转化为葡萄糖的理论收率为:×100%=%2、实际收率葡萄糖的实际收率按下式计算:实际收率=[糖液量(L)×糖液葡萄糖含量(%)]/[投入淀粉量(Kg)×原料淀粉中纯淀粉的含量(%)]×100%3、淀粉转化率淀粉转化率可按下式计算:转化率=[糖液量(L)×糖液葡萄糖含量(%)]/[投入淀粉量(Kg)×原料淀粉中纯淀粉的含量(%)×]×100%4、葡萄糖值---DE值工业上用DE值表示淀粉糖的糖组成。糖化液中的还原糖含量(以葡萄糖计算)占干物质的百分率称为DE值。DE值=还原糖含量(%)/干物质含量(%)×100%5、DX值糖化液中的葡萄糖含量占干物质的百分率称为DX值。DX值=葡萄糖含量(%)/干物质含量(%)×100%一、淀粉水解糖的制备方法1、酸解法又称酸糖化法,它是以酸为催化剂在高温下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。优点:生产方便,设备要求简单,水解时间短,生产能力大。缺点:要求设备耐腐蚀、耐高温和耐高压,转化率较低。用于制备淀粉的原料主要有薯类、玉米、小麦、大米等富含淀粉的农产品。根据原料淀粉的性质及采用的催化剂不同,淀粉水解为葡萄糖的方法有酸解法、酶解法以及酸酶结合法等三种。2、酶解法是利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的方法。酶解法可分为两步:第一步是利用α—淀粉酶将淀粉液化;第二步是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。由于在该过程中淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的。因此酶解法又称为双酶法或多酶法。酶解法的优点1、反应条件温和,不需要耐高温高压或耐腐蚀性的设备;2、酶作为催化剂的特点是专一性强,副反应少,故水解糖液纯度高,淀粉转化率高;3、可在较高的淀粉乳浓度下水解;4、用酶法制得的糖液较纯净、颜色浅、无苦味、质量高,有利于糖液的充分利用缺点:反应时间长,设备要求多,且酶是蛋白质,易造成过滤困难。3、酸酶结合法可以分为酸酶法和酶酸法两种。(1)酸酶法是先将淀粉酸水解成糊精或低聚糖,然后再用糖化酶将其水解为葡萄糖。适用于玉米、小麦等谷类淀粉,具有速度快、产品色泽浅、糖液质量好等优点。(2)酶酸法是将淀粉乳先用淀粉酶液化到一定程度后,再用酸水解成葡萄糖的工艺。适用于颗粒大小不均匀的淀粉。可采用粗淀粉,糖液色泽较浅。二、淀粉酸水解工艺1、酸水解原理淀粉是由数目众多的葡萄糖经糖苷键结合而成的多糖。在酸催化下,淀粉发生水解反应转变为葡萄糖。同时在水解过程中由于酸和热的作用,一部分葡萄糖发生复合反应和分解反应,通过α—1,6—糖苷键结合生成异麦芽糖、龙胆二糖等二糖或低聚糖。分解反应使部分葡萄糖分解生成5’—羟***糠醛、有机酸和有色物质等小分子的非糖物质。淀粉蓝糊精红糊精无色糊精麦芽糖葡萄糖水解过程:水解过程中存在三大化学反应:复合二糖复合低聚糖水解淀粉葡萄糖5-羟***糖醛有机酸、有色物质1321、水解反应淀粉水解过程中,淀粉的颗粒结构被破坏,α-1,4-糖苷键及1,6-糖苷键在催化下被打断。随着反应的逐步进行,分子量逐渐变小,先生成中间产物糊精、低聚糖、麦芽糖等,最后生成葡萄糖。(C6H12O5)n→(C6H10O5)x→C12H22O11→C6H12O6