生化生产工艺学 第一章+淀粉制糖工艺.pptVIP

第一章 淀粉制糖工艺 第一章 淀粉制糖工艺 第一章 淀粉制糖工艺 第一章 淀粉制糖工艺 第一章 淀粉制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.3 酸水解法制糖工艺 1.4 酶解法制糖工艺 1.4 酶解法制糖工艺 1.4 酶解法制糖工艺 1.4 酶解法制糖工艺 1.4 酶解法制糖工艺 1.4.1 淀粉酶水解原理 液化阶段: α一淀粉酶能水解淀粉和其水解产物分子中的α一1，4糖苷键，使分子断裂，黏度降低、流动性增高。 α一淀粉酶属于内切型酶，在淀粉分子内部以随机的方式水解分子中的α一1，4糖苷键，暴露出更多可被糖化酶作用的非还原性末端。 直链淀粉水解产物主要组成：葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖（高酶量时进一步水解成葡萄糖）。 支链淀粉水解产物主要组成：葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖，还有异麦芽糖和含有1,6-糖苷键的聚合度为3～4的低聚糖（α一淀粉酶不能水解α-1，6-糖苷键）。 1.4.1 淀粉酶水解原理 糖化阶段： 利用葡萄糖淀粉酶（糖化酶）从淀粉的非还原性尾端开始水解α一1，4葡萄糖苷键，依次水解α一1，4葡萄糖苷键，顺次切下每个葡萄糖单位，生成葡萄糖。 糖化酶作用于淀粉糊时，反应液黏度下降较慢，但因酶解产物葡萄糖不断积累，淀粉糊的还原能力却上升很快，最后反应几乎将淀粉100％水解为葡萄糖。 1.淀粉的糊化 1.4.2 淀粉的液化 淀粉受热后,淀粉颗粒吸水膨胀,晶体结构消失,互相接触变成糊状液体,即使没有搅拌作用淀粉也不会再沉淀的现象。糊化程度的大小用糊化率表示。 淀粉颗粒的结晶性结构不能使淀粉酶直接作用于淀粉（淀粉酶水解颗粒淀粉和糊化淀粉的速度比1：20000）,因此酶法水解前必须糊化。 糊化温度：淀粉糊化时的温度范围值。不同的淀粉有不同的糊化温度。（指导液化操作的控制） 2.淀粉的老化 1.4.2 淀粉的液化 糊化淀粉中已断裂的分子间氢键又重新形成新的氢键的过程，也称复结晶过程。淀粉老化阻碍淀粉的液化和糖化。 淀粉老化与淀粉的种类、酸碱度、温度、加热方式、淀粉糊的浓度等有关。老化程度通过冷却时结成的凝胶体的强度表示。 淀粉糊名称 淀粉糊丝长度 直链淀粉含量/% 冷却时结成的凝胶体强度 小麦 玉米 高粱 粘高粱 木薯 马铃薯 短 短 短 长 长 长 25 26 27 0 17 20 很强 强 强 不结成凝胶体 很弱 很弱 谷类淀粉 薯类淀粉 3.液化的方法 1.4.2 淀粉的液化 4.液化工艺 1.4.2 淀粉的液化 图4-7 图4-8 图4-10 图4-11 图4-12 图4-9 4.液化工艺 1.4.2 淀粉的液化 低压蒸汽喷射液化工艺流程 4.液化工艺 1.4.2 淀粉的液化 低压蒸汽喷射液化工艺 薯类淀粉比谷类淀粉容易液化 1.淀粉加水调成淀粉乳（一般30-40%）; 2.用NaCO3调pH5.0~7.0; pH5.0~7.0时酶活力最高。 低温液化，选低pH；高温液化，选高pH。 3.加0.15% 、浓度约0.02mol/L的CaCl作为淀粉酶的保护剂和激活剂 Ca2+钙与酶分子结合紧密，钙能保持酶分子最适空间构象，使酶具有最高活力和最大稳定性能 4.加α-淀粉酶（加总酶量的1/3）。 使用耐高温淀粉酶（热稳定性酶、耐热酶），加入量随酶活力的高低而定，一般控制在5-8单位／克淀粉（总） 1u/g（1个酶活力单位） 70℃、pH＝6.0条件下，1min液化1mg可溶性淀粉所需的耐高温α－淀粉酶量。 耐高温α－淀粉酶制剂的理化要求 酶活力（u/mL或u/g）≥20000(液体/固体) pH值(25℃) 5.8～6.8(液体) 耐热性存活率/% ≥95(液体/固体) 干燥失重/%≤8.0（固体） 4.液化工艺 1.4.2 淀粉的液化 低压蒸汽喷射液化工艺 蒸汽 料液与高温蒸汽混合迅速升温至95~97 oC 主要作用:糊化 保温95~97 oC， 60 min 料液与蒸汽直接触,温度迅速升至145 oC以上 保温145oC以上， 3-5 min， 彻底杀死α-淀粉酶、淀粉会进一步分散、蛋白质进一步凝固 蒸汽 * * * * * * * * * 淀粉制糖过程是许多发酵过程中必备的环节 1.大多数微生物不能直接利用淀粉为发酵原料(所有的氨基酸生产菌都不能利用),只能利用水解后的淀粉糖(主要含葡萄糖等可发酵性糖)。 3.若直接利用淀粉为发酵原料,在高温灭菌过程中淀粉会结块，致使发酵液粘度剧增，发酵过