第三章 淀粉制糖工艺【ppt课件】.ppt

第三章淀粉制糖工艺就目前的状况而言,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132