淀粉水解糖和糖蜜.pptVIP

微生物发酵工程 　 发酵用淀粉水解糖的要求：还原糖含量要高，不含糊精；外观要洁净，透明，呈淡黄色；不可变质。 制备淀粉水解糖的原料主要有玉米，小麦，大米和薯类等。 水解不完全：浪费，逃液，染菌。 水解过度：产生羟甲基糠醛，进而形成类黑素，不仅浪费，而且抑制菌体生长。 淀粉原料中蛋白含量过多，当糖液中和，过滤时除去不彻底，会引起发酵逃液和染菌。 葡萄糖的理论收率：111% （一）淀粉酸水解法 以酸为催化剂，在高温高压下，将淀粉转化为葡萄糖的方法。 优点：生产简单，方便，水解时间短，设备生产能力大。 缺点：要求特殊设备；易产生副反应；对原料要求高，淀粉颗粒度及浓度均低。 原理： 淀粉 各种糊精 麦芽糖 葡萄糖 影响水解反应速率的关键因素： 　　　 淀粉 ５’－羟甲基糠醛 乙酰丙酸+蚁酸+有色物质等。 （二）双酶水解法 （三）酸酶结合法 1、酸酶法：先将淀粉用酸水解成糊精或低聚糖，然后用糖化酶将其水解为葡糖糖。 优点：液化快，淀粉乳浓度高，用酸量较少，糖色浅，糖液质量高。 缺点：不适合粗淀粉，要求淀粉颗粒小且均匀，糖化过程较慢，纯度较双酶法差。 （三）酸酶结合法 2、酶酸法：先将淀粉用α-淀粉酶液化到一定程度，然后用酸将其水解为葡糖糖。 优点：可用粗淀粉，淀粉浓度较酸法高，水解副反应少，糖色较浅。 缺点：液化过程较慢，对糖化设备有要求，对质地硬的淀粉效果较差。 根据来源的不同，糖蜜分为甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜和高级糖蜜等。 甘蔗糖蜜含有30%-36%的蔗糖与20%的转化糖。 甜菜糖蜜含糖分50%左右，糖蜜中干物质的浓度大，含5%-12%的胶体物质以及10%-12%的灰分。 其中的高级糖蜜是指甘蔗榨汁(糖浆)加入适量的硫酸或用酵母的转化酶处理，制成转化糖，该蜜由于提高了溶解度，可使糖浓度提高到70-85％。 此外，还有两种废糖蜜：一种是精制粗糖时所分离出的糖蜜，称为粗糖蜜，另一种是葡萄糖工业上，不能再结晶葡萄糖的母液称为葡萄糖蜜。 如不进行预处理，则微生物无法生长和发酵，故糖蜜在发酵前的预处理非常重要。 1、糖蜜的产量及利用 1．糖蜜的产量 废糖蜜，以含糖(总糖分）50％为标准，进行计算。甘蔗糖蜜的产量为所处理甘蔗量的3％左右。甜菜糖蜜的产量为所处理甜菜量的3.5％左右。 我国黄河以北等地区出产甜菜，浙、闽及两广等地区出产甘蔗。糖蜜基本是自产自用。 2.糖蜜的利用 目前国内用糖蜜，以工业化规模进行生产的产品有：酒精、丙酮丁醇、柠檬酸、谷氨酸、酵母、甘油、醋酸、乳酸、衣康酸、琥珀酸、草酸、葡萄糖酸和抗生素等。另外也用作饲料。 3、糖蜜原料的性质和组成 糖蜜的外观，是一种粘稠、黑褐色、呈半流动状的物体。PH5.5左右。相对密度1.43。 糖蜜的组成，因制糖原料的种植、贮藏及加工方法等条件的不同而有差异。其一般组成见表8-1。各种糖蜜中的糖类组成也不相同。 4、糖蜜的预处理 糖蜜的预处理，包括澄清处理和脱钙处理，以及脱除生物素的处理。一般糖蜜原料的谷氨酸发酵生产中，所说的预处理，一般是指前两者(即澄清处理或脱钙处理）而言的。 后者的脱除生物素处理，可使生物素过剩的糖蜜原料，做淀粉水解糖一样地用于发酵生产谷氨酸。 （1）糖蜜的澄清处理 1．糖蜜澄清处理的目的 糖蜜中由于含有大量的灰分和胶体，不但影响菌体营养，也影响谷氨酸的纯度，待别是胶体的存在，致使发酵中产生大量泡沫，也影响谷氨酸结晶提炼。因此，糖蜜在投入谷氨酸发酵之前，要进行适当的澄清处理。 2.硫酸处理法 糖蜜加水（1:1)，再加硫酸，PH2.0，于95-100℃加热20Min，以使胶体分解，并促使蔗糖转化，也可以在此时驱除可能存在的有碍于菌体的亚硝酸，然后用15%右灰乳中和处理，由于生成大量的石膏，以及钙离子的离子置换作用，可除去大量的钾、钠等金属元素，从而得到澄清糖液。 3．石灰处理法 糖蜜加水(1:1)，加15％新鲜石灰乳，调节PH7.5-7.2，加热至100℃，煮沸30min，使胶体破坏，然后以硫酸中和，静置澄清数小时，便得到澄清透明的糖液。 （2）糖蜜的脱钙处理 1．糖蜜脱钙处理的目的 糖蜜中含有较多的钙盐，影响谷氨酸的结晶提取，影响所提取的谷氨酸的纯度，故需进行脱钙处理。 2．脱钙处理的常用方法 作为钙质的沉淀剂，通常有Na2SO3 、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4、草酸和草酸钾等。目前常用Na2CO3(纯碱)作为钙盐沉淀剂进行处理。 （3）糖蜜中生物素的脱除处理 1．脱除糖蜜中生物素的目的 由于糖蜜中所含生物素