淀粉深加工技术_第4章(3-4节).ppt

第三节 淀粉酶水解液化与糖化技术 一、 淀粉的酶水解液化 液化：糊化淀粉在催化剂 (如酸、酶)或高温下，淀粉在水中溶解，并逐渐成为黏度低的液体的过程。 酶法液化是淀粉液化的主要方法，它是利用α-淀粉酶对已糊化的淀粉有很强的催化作用，能迅速地将淀粉水解成糊精及少量低聚糖，使淀粉浆黏度下降，流动性增强，呈液化状态，酶法液化也是酶法制糖的第一步工序。 （一）液化方法 直接升温法 又称一次升温法，是酶法液化中最简单的一种。 喷淋液化法 (连续进出料液化法) 又称高温液化法。这种方法比直接升温法复杂，是一种连续化或半连续化的液化方法。 喷射液化法 此法是淀粉调浆加酶后，通过蒸汽喷射器使淀粉受热，引起糊化、液化。 分段液化法 为了改进液化效果和过滤性质，液化可分段进行，常用的为三段液化法。 （二）液化条件和液化程度的控制 1、原料要求 不同品种淀粉在酶液化性质方面有明显差别。薯类淀粉含蛋白质量低、不溶性淀粉颗粒少，凝胶体强度弱，颗粒大而疏松，因此，容易液化，谷类淀粉则反之。 不溶性淀粉颗粒系指酶法液化后，存在于液化液中的不溶物质 根据不同品种淀粉的酶液化难易的差别，可分别采用不同液化工艺条件或液化方法。 液化条件和液化程度的控制 酶的选择 常用的α-淀粉酶有中温α-淀粉酶和高温α-淀粉酶之分，酶制剂有干燥粉末固体酶和液体酶之分。 中温α-淀粉酶在Ca2+及30%~40%淀粉乳保护下，温度可控制在85~90℃，瞬时喷射液化温度可在90~92℃。 耐高温α-淀粉酶在淀粉乳保护下，温度可控制在97~100℃，瞬时喷射液化温度可在110~130℃。 液化条件和液化程度的控制 酶的选择 一般在喷射液化法中都采用高温α- 淀粉酶。液体酶制剂成本便宜，使用方便，比固体酶制剂应用更普遍。 选择酶时要注意酶制剂质量，包括活力高低和蛋白酶混杂情况，因为蛋白酶能水解蛋白质成氨基酸，与糖反应生成有色物质。 液化条件和液化程度的控制 3、液化程度的控制 DE值控制。一般以DE值为10~20为宜，尤以12~18更为理想。 碘色反应的控制。液化完全指的是颜色反应呈棕红色或黄色，链长多在20~30左右。 透光率及澄清度控制。液化完全时，液化液的蛋白凝聚好，分层明显，过滤性能好，透光率高。 （三）液化方法的选择 1、液化方法的比较 直接升温法设备简单，投资少，见效快，为小型工厂所使用，缺点是能源消耗大，原料利用率低，转化率偏低，液化液过滤性能相对较差，蛋白凝聚不好。 喷射液化法设备较为复杂，操作要求高，最好是连续进出料，原料利用率高，转化率高，液化过滤性能好，蛋白凝聚完全，缺点是要求有一定压力的蒸汽，稳定的进出料速度，不适合小厂生产，应用于大规模工厂效果好。 液化方法的比较 喷射液化法中，使用耐高温α-淀粉酶比中温α- 淀粉酶要好;由于是在高温下喷射液化，蛋白絮凝效果好，不产生不溶性淀粉颗粒，不发生老化现象，液化液清亮透明，并且在高温下喷射液化还可阻止小分子前体物质的生成，有利于提高葡萄糖的收率，生产成本也比中温酶低，现在喷射液化技术多采用高温淀粉酶。 喷射液化技术也可采用分段液化形式，一般喷射液化法为一次加酶，一次加热，操作简单，能源消耗少，已被广泛使用。三段液化法相比之下操作繁琐，能源消耗大，成本高，但液化效果好，过滤及蛋白凝聚性都不错。 2、生产不同糖制品时的液化方法的选择 液化液用来生产中转化糖浆，考虑到糖浆对过滤性能的要求，可选用三段蒸汽喷射液化法。 如果生产葡萄糖是作为中间产品，当做发酵工业的碳源使用，为了提高后道工序的效率，降低糖液黏度，也可用三段蒸汽喷射液化法。 如果生产葡萄糖及果葡糖浆产品，以薯类淀粉为原料，可用一段喷射液化法;玉米、小麦淀粉质量好，蛋白质含量低于0.3%，也可用一段喷射液化法;质量差，则要用三段喷射液化法。 （四）低压蒸汽喷射液化工艺 喷射液化法的核心设备为蒸汽喷射液化器。 根据推动力不同分为两类:一类是高压蒸汽喷射液化器，另一类是低压蒸汽喷射液化器。 国内因为蒸汽压力的限制，基本采用低压蒸汽喷射液化器 低压蒸汽喷射液化工艺 喷射液化器的种类 从蒸汽和进料情况可分为料带汽和汽带料两类。 料带汽喷射器对料液要求高，输送泵负荷大，蒸汽压力小。 汽带料喷射器蒸汽压力大，泵压小，汽液交换迅速，液化进行得快。 2、低压蒸汽喷射液化工艺流程 (1)高温α-淀粉酶一段喷射液化法 粉浆浓度30%左右预热至55℃左右，调pH6.0~6.5，加高温α-淀粉酶10~16u/g淀粉 ，喷射嘴温度105~ 110℃，保温维持罐的温度95~97℃，维持时间lh左右。 (2)高温α-淀粉酶的多段喷射液化法 二次喷射二次加酶液化工艺流程： 调浆→配料→一次喷射液化→液化保温→二次喷射→高温维持→二次液化→冷却→糖化。