淀粉制糖
生物法制糖工艺简述
生物法制糖工艺简述付治华一：概述目前世界已知的淀粉制糖方法大致分三种：“酸法”“酶法”“酸酶结合法”。
其原理是使用“酸”或“淀粉酶”在特定的温度和PH值条件下以化学方式切割淀粉链使其水解成糖。
而本工艺则是直接于淀粉作物中培育扩大糖化菌种使其自行分解淀粉以产糖。
全程除了需要接种微量糖化菌种外无需使用酸，碱，酶，硫乃至任何其他添加剂。
因此拟称“生物法”。
本文所述“生物法”已于二零一五年六月正式获取国家知识产权局发明专利授权。
专利名称：“一种大米糖浆的制备方法及其在发酵酒中的应用”。
二：技术背景数千年前，古代中国就发现了自然界某些微生物具有将淀粉转化为糖的特性，并由此制作出大家熟悉的“醪糟”，继而发展出各种酿酒，酿醋工艺；当今世界，工业制备淀粉糖化酶制品，广泛用于诸多食品行业！成为淀粉糖生产使用最普遍的辅料。
为什么数千年来，各糖化菌种不能够应用于糖类生产呢？为什么即便此前，糖化菌种也不能直接应用于果葡糖浆的工业生产中呢？在有空气和湿度的地方，微生物就几乎无处不在。
“生物干扰性”一直是微生物应用学中绕不过去的永恒话题。
古代中国既无法在操作中排除微生物干扰，更没有条件筛选提纯菌种。
所以创造出了“双边发酵”的酿酒方法。
其原理是边糖化，边发酵成酒精。
而现代世界科技高度发展，无菌环境下单一菌种的利用以及酶的提取用于工业已成为现实，所以各种酶制剂应运而生并广泛应用。
但无论是酶制剂提取对硬件环境要求的苛刻，还是淀粉类作物糖化过程中的粉碎，调酸，调温等操作过称以及各种添加剂的使用也是比较繁琐复杂的！三：“生物法”制糖工艺原理本人多年从事控温发酵工作，发现“根霉”“毛霉”“曲霉”“酵母菌”等糖化发酵类菌群在不同温度不同湿度下具有不同的活性程度，以及各类菌种的休眠温度值。
由此实验出可以利用低温排除其他生物干扰。
使淀粉糖化顺利，生产出果葡糖浆。
最佳糖化温度区间夏天约为8-12摄氏度，冬天10-14摄氏度。
此温度区间酵母基本休眠，而糖化菌仍可保持30%左右生物活性。
淀粉糖生产工艺及设备
淀粉糖生产工艺及设备1、淀粉糖：凡是以淀粉为原料生产的糖统称为淀粉糖。
2、应用：淀粉糖主要应用于食品工业，医药工业和化学工业。
食品工业主要应用于面包、谷物、食品、糖品、雪糕和乳制品、饮料、罐头、果酱等。
医药工业：有食品级和医药两种。
口服糖标准低于医药级，同时有的还加入维生素、钙质等以提高营养供病人、老人、儿童服用。
葡萄糖同时还是重要的化工原料，是生产山梨醇、革露醇、维生素丙、维生素C、葡萄糖酸、葡萄糖醛、味精、洒精、醋酸等各种产品的原料，广泛地应用工业。
淀粉糖生产工艺分三种：酸法、酸酶法、双酶法。
酶液化和酶糖化工艺称为双酶法。
其特点是：反应条件温和，复合分解反应较少，淀粉转化率高。
二、淀粉的理化性质1、物理性质：淀粉呈白色粉末，显微镜下呈大小不一的透明小颗粒。
1kg 玉米淀粉大约有17000亿个颗粒，有圆形、椭圆形和三角形。
玉米淀粉的颗料多为圆形和多角形，椭圆形较少。
玉米淀粉颗粒是5~30微米，平均为15微米。
2、糊化：淀粉乳受热膨胀，晶体结构消失，体积涨大，互相接触，变成粘稠糊状液体，虽停止搅拌，淀粉也不会沉淀，此现象称为糊化。
玉米的糊化温度62~72℃。
糊化作用的本质是淀粉中有序（晶体）和无序（非晶质）态的淀粉分子间的氢键断裂，分散在水中成为亲水性胶体溶液。
3、化学结构：淀粉是由葡萄糖组成的多糖，分子式(C6H12O5)n，淀粉由支链和直链淀粉组成。
玉米淀粉中直链占27%。
淀粉遇碘产生蓝色反应，加热到约70℃蓝色消失，冷却后又重现蓝色，这种蓝色反应是物理反应。
聚合度是指直链淀粉分子的葡萄糖单位数目。
聚合度（DP）4~6时遇碘不变色，8~12变红，大于15时变蓝。
三、淀粉酶1、酶是蛋白质，是一种生物催化剂，具有促进化学反应发生的作用，能作用于淀的酶总称为淀粉酶。
淀粉糖工业应用的淀粉酶主要为液化酶、葡萄糖酶、麦芽糖酶和脱支酶，都属于水解酶。
酶具有三大特性：①、具有高度的专一性，即只按一定的方式水解一定种类和一定地位的葡萄糖苷键。
淀粉糖的制取工艺
淀粉糖的制取工艺
淀粉糖是由淀粉经酶解反应转化而成的一种糖类产品，制取工艺主要包括以下步骤：
1. 原料筛选：选用优质淀粉作为原料，进行清洗和筛选。
2. 糖化反应：将淀粉与水混合，加入碱性物质和酵素，进行糖化反应，将淀粉转化为麦芽糖和葡萄糖等单糖。
3. 过滤、脱色：将反应液过滤并脱色去除杂质和色素。
4. 浓缩：将脱色的液体浓缩至糖度达到要求。
5. 结晶：将浓缩后的淀粉糖溶液，并加入二氧化硫进行保护性结晶，通过搅拌和冷却使糖体结晶形成晶体糖。
6. 分离、干燥：经过离心分离，干燥除水分，使淀粉糖获得所需纯度。
7. 包装、入库：将生产好的淀粉糖进行包装、打码、贴标签并入库待用。
淀粉水解制糖的方法因素
淀粉水解制糖的方法因素
淀粉水解制糖的方法受到多种因素的影响，包括以下几个方面：
1. 酶的种类和活性：淀粉水解制糖的主要酶是α-淀粉酶和β-淀粉酶。
酶的种类和活性会直接影响糖的产量和质量。
不同种类的酶在不同条件下的活性也有差异。
2. 酶的浓度和添加方式：酶的浓度越高，酶解作用越强，有利于制糖。
另外，酶的添加方式也会影响酶解效果，一般有一次性添加、分批添加和连续添加等方法。
3. pH值和温度：pH值和温度是酶活性的重要影响因素。
淀粉水解制糖一般在较酸性的条件下进行，pH值一般在
4.5-6之间。
温度方面，常规的操作温度为50-60摄氏度，但不同酶的最适温度会有所差异。
4. 反应时间：反应时间的长短会直接影响淀粉的水解程度和糖的产量。
一般来说，反应时间越长，糖的产量越高。
5. 淀粉的性质：淀粉的来源和性质也会对水解制糖过程产生影响。
不同来源和类型的淀粉对酶的反应性能、反应速率等均有差异。
6. 辅助物质：辅助物质如矿物盐、金属离子、营养物质和表面活性剂等对淀粉水解制糖有一定影响，可以改变酶的活性和稳定性，提高制糖效果。
综上所述，淀粉水解制糖的方法会受到酶的种类和活性、酶的浓度和添加方式、pH值和温度、反应时间、淀粉的性质以及辅助物质等多个因素的影响。
为了获得较高的制糖效果，需要根据具体情况进行合理调节和优化。
淀粉水解糖的制备方法
淀粉水解糖的制备方法原料：薯类作物的淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米或碎米淀粉等。
1、酸解法（酸糖化法）以无机酸或有机酸为催化剂，在高温高压条件下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法该方法具有生产简易，由淀粉逐步水解为葡萄糖的整个化学反应过程，仅仅在一个高压容器里进行，对设备的要求简单，水解的时间短（如采用10°Be’浓度淀粉，在0.294MPa下需20min左右；在0.343MPa 下仅需7~10min），设备生产能力大等优点。
因此，该方法目前仍是大多数工厂采用。
但是水解过程是在高温和高压及一定酸浓度条件下进行的，因此酸解法要求设备耐高温、耐腐蚀和高压的特性，且淀粉在酸水解过程中所发生的化学变化是复杂的，除了淀粉的水解反应外，还有副反应的发生，这会造成葡萄糖的损失使淀粉转化率降低。
酸水解法对淀粉原料要求严格，淀粉颗粒不宜过大且要均匀，颗粒大容易造成水解不透彻；淀粉乳液浓度不宜过高，浓度高淀粉转化率低，这些是该方法存在的问题。
2、酶解法此法是用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖。
共有2步，第一步是利用α-淀粉酶将淀粉液化转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化。
第二步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖的过程，在生产上称为糖化。
淀粉的液化和糖化都是在微生物酶的作用下进行的，故也称为双酶水解法。
此方法有如下优点：（1）淀粉水解是在酶的作用下进行的，酶解的反应条件较为温和。
如果采用BF7658细菌α-淀粉酶，反应温度在85~90℃，pH6.0~7.0；用糖化酶，反应温度仅在50~60℃，pH3.5~5.0.因此对设备的要求不高，便于就地取材，容易上马。
（2）微生物酶作用的专一性强，淀粉的水解副反应少，因而水解糖液纯度高，淀粉的转化率高。
（3）可在较高淀粉乳浓度下水解。
酸解法一般使用10~12°Be’（含淀粉18%~20%）；酶解法用20~23°Be’（含淀粉34%~40%），而且可采用粗原料。
试析玉米淀粉制糖发酵生产乳酸的工艺
T logy科技工艺技术玉米作为主要农作物，在全国各地得以大范围种植。
它是制糖或者乳酸工艺的主要原材料，淀粉糖的制作过程较为复杂，需要经过深加工等过程，所以在研究玉米淀粉制糖发酵生产乳酸时，首先要弄清楚玉米淀粉制糖的工艺流程，在此基础上进一步研究生产乳酸的工艺流程[1]。
1 玉米淀粉制糖的特点及优势1.1 玉米淀粉制糖的特点随着人们对制糖工艺的逐渐重视，其生产工艺也在不断改进和完善。
玉米干磨制粉技术备受关注，此类技术主要是通过干磨的方式将玉米颗粒磨碎，保证其呈米粉状态，在此基础上，通过其他工艺对此米粉进行加工，调制成粉浆态后，运用物理化学方法和其元素变化机制，将玉米中的较大分子剥离开来，并用有效的方法将其中的淀粉糖成分提取出来。
相对于传统制粉工艺来说，新的工艺流程具备很多优点，它不仅降低了整体成本，从一定角度来说，还对生产工艺中所产生的废弃物总量进行了有效控制。
不仅如此，玉米干磨制粉的新工艺还对传统制粉的繁琐步骤进行了简化，以达到减少能源浪费的目的。
但是从实践应用来说，玉米干磨制粉整体工艺的出糖率相对较低，并且在研磨过程中避免不了会掺杂其他物质，使得玉米粉的杂质较多，最终导致所生产出来的淀粉不管是从成色上还是产量上都差强人意。
这种生产方式在工艺流程上有很多独到之处，但是它低效率和低产量的问题，却不利于企业整体上的利益收入。
1.2 玉米淀粉制糖的优势我国作为农业大国，每年玉米的产量高达数十亿千克。
因此，作为我国的主要粮食作物之一，玉米在农作物中扮演着不可或缺的角色，同时也为玉米淀粉的制糖工艺提供了大量的原材料。
从各粮食作物的淀粉含量来说，玉米遥遥领先，其中的淀粉含量在70%以上，在制糖原料范围中，属于出糖率最高的原材料之一。
现如今，温湿度等因素对玉米的影响越来越弱，这也就意味着制糖的玉米原材料可以随时获得，提高了用玉米制糖的可行性，降低了成本上的投入。
不仅如此，随着现如今生产技术的不断提高和生产工艺的不断完善，传统制糖工艺和设备也逐渐趋于现代化、小型化以及方便化，从而使其操作简便化，提高了工艺效率，这对玉米淀粉制糖工艺来说有很大的便利性。
淀粉制糖
波美比重计有两种：一种叫重表，用于测 量比水重的液体；另一种叫轻表，用于测 量比水轻的液体。当测得波美度后，从相 应化学手册的对照表中可以方便地查出溶 液的质量百分比浓度。 例如，在15℃测得浓硫酸的波美度是 66°Bé ，查表可知硫酸的质量百分比浓度 是98%。 波美度数值较大，读数方便，所以在生产 上常用波美度表示溶液的浓度（一定浓度
支链淀粉：任意水解α-1,4糖苷键，不能水解α-1,6 糖苷键及相邻的α-1,4糖苷键，但可以越过分支点 继续水解α-1,4糖苷键，最终产物为葡萄糖、麦芽 糖、糊精。
酶源：来源于芽孢杆菌的α-淀粉酶水解淀粉分子中 的α-1,4键时，最初速度很快，淀粉分子急速减小， 淀粉浆黏度迅速下降，工业上称之为“液化”。最 适液化温度为85-90℃。
恒温下测定:
A B
A:样品入口； B：吸气口 记录液体到达规定刻度的时间
乌氏粘度计
波美度
定义
波美度（°Bé ）是表示溶液浓度的一种方 法。把波美比重计浸入所测溶液中，得到 的度数就叫波美度。
来源
波美度以法国化学家波美（Antoine Baume） 命名。波美是药房学徒出身，曾任巴黎药 学院教授。他创制了液体比重计——波美 比重计。
葡萄糖值（DE）：糖化液中还原性糖全部当做葡 萄糖计算，占干物质的百分率。淀粉糖工业上常 用葡萄糖值来表示淀粉水解的程度。
中转化糖浆： DE值为30%-50%，工业上产量最 大、应用最广；
标准葡萄糖浆DE值为42%； 高转化糖浆DE值在50%-70%； 低转化糖浆DE值为30%以下。
渗透压力 较高浓度的糖液能抑制许多微生物的生长，单 糖的渗透压为二糖的两倍。
黏度 葡萄糖和果糖的黏度较蔗糖低，淀粉糖浆的黏度 较高，但随着转化度的增高而降低。 化学稳定性 葡萄糖、果糖和淀粉糖浆都具有还原性，在中性 和碱性条件下化学稳定性低，受热易分解成有色物 质，也容易与蛋白质类含氮物质起羰氨反应生成有 色物质。 发酵性
淀粉糖资料
淀粉糖是指以淀粉为原料经水解、精制或再经深加工而获得的糖制品。
淀粉分子是由成千上万个葡萄糖分子（C6H12O6）连接而成，一个葡萄糖分子有6个碳原子，与下一个葡萄糖分子相连时有三种连法：一是第4个碳原子与下一个葡萄糖分子的第1个碳原子相连；二是第6个碳原子与下一个葡萄糖分子的第1个碳原子相连；三是第4个碳原子与下一个葡萄糖分子的第1个碳原子相连，同时第6个碳原子与另一个葡萄糖分子的第1个碳原子相连。
全部葡萄糖分子都以第一种连法连接的是直链淀粉，自然界很少存在；全部葡萄糖分子都以第二种连法连接无法形成长链，形不成淀粉；葡萄糖分子以三种连法混合连成的淀粉分子是自然界存在的淀粉的主流，其中以第三种连法连接的部位形成支叉，所以叫支链淀粉。
果糖与葡萄糖一样都是单糖，果糖的分子式也是C6H12O6，属于葡萄糖的同分异构体，通过异构酶的作用，葡萄糖的醛基变成酮基即得到果糖。
蔗糖、麦芽糖及异麦芽糖都属于双糖，一个葡萄糖的第4个碳原子另一个葡萄糖分子的第1个碳原子相连即为麦芽糖，一个葡萄糖的第6个碳原子另一个葡萄糖分子的第1个碳原子相连即为异麦芽糖，而蔗糖则由一个葡萄糖分子与一个果糖分子连接而成。
三个葡萄糖分子相连而成的三糖有麦芽三糖和潘糖。
4～8个葡萄糖连成的短链糖品叫低聚糖，9个以上葡萄糖连成的中分子物质叫做糊精，其甜味已经不明显，大量的葡萄糖连在一起就形成了淀粉或者形成更大分子量的纤维素。
以淀粉为原料选用不同的酶来水解或控制不同的水解程度可以得到不同的淀粉糖品。
以诺维信酶制剂为例：1、用耐温淀粉酶Termamyl Supra将淀粉乳液化至DE6～10，经精制和喷雾干燥后可以制得糊精制品；2、用耐温淀粉酶Termamyl Supra将淀粉乳液化至DE13～15，选用葡萄糖淀粉酶Dextrozyme DX糖化到DE40～50，可以获得食品行业常用的葡萄糖浆；3、用耐温淀粉酶Termamyl Supra将淀粉乳液化至DE13～15，选用葡萄糖淀粉酶Dextrozyme DX糖化到DE99.5～101，可以得到葡萄糖含量97%以上的糖液。
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淀粉制糖
一、概述
1、淀粉糖工业：利用淀粉为原料的制糖工业称为淀粉糖工业。
2、淀粉糖：将淀粉质的原料或淀粉用酸或酶水解获得的各种聚合度的水解产物。
1)淀粉糖种类：结晶葡萄糖（完全水解产物）、淀粉糖浆（不完全水解产物）、
果葡糖浆（转化产物）
2)淀粉糖浆按转化程度可分为高、中、低三类。
低转化糖浆DE值＜20，中转
化糖浆DE值38~42，高转化糖浆DE值60~70
3、DE值（葡萄糖值）：还原糖（以葡萄糖计）占糖浆干物质的百分比。
二、淀粉水解方法
1、淀粉水解有3种方法：酸解法、酶解法、酸酶结合法
酸解法：以酸为催化剂在高温下将淀粉水解转化为葡萄糖
酶解法：利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖
酸酶结合法：酸液化和酶糖化的工艺称为酸酶结合法
2、液化：在糖化前，用酸或酶使糊化的淀粉水解到一定糊精和低聚糖的程度，粘度降低，流动性增强。
3、糖化：淀粉由葡萄糖组成，经酸或酶的催化作用，发生水解变成葡萄糖
4、α-淀粉酶（液化酶）：α-淀粉酶作用于淀粉时是从淀粉分子内部以随机的方式切断α-1，4糖苷键
5、β-淀粉酶（麦芽糖酶）：作用于淀粉时从非还原末端依次以麦芽糖为单位切开α-1，4糖苷键，在水解过程中水解产物麦芽糖分子中C1的构型由α型转变为β型，所以称其为β-淀粉酶
6、糖化酶（葡萄糖淀粉酶、糖化酶）：作用于淀粉时从非还原末端的α-1，4糖苷键开始，依次切下一个葡萄糖单位，产生的葡萄糖为β-构型，水解产物只有葡萄糖。
7、脱支酶：能够水解支链淀粉、糖原等大分子化合物中α-1，6糖苷键的酶称为脱支酶。
酶解法
1、酶解法分为两步：1）利用淀粉酶将淀粉液化——液化
2）利用糖化酶将糊精或低聚糖水解为葡萄糖——糖化2、液化的目的：1）使淀粉乳粘度降低，流动性增高
2）为下一步糖化创造有利条件
3、酶法生产全糖工艺
1)全糖：淀粉经α-淀粉酶和β-淀粉酶作用得糖液，精制后浓缩、干燥、全部转
化为商品淀粉糖，一般全糖的DE值在98以上。
2)工艺流程：
淀粉→调浆→液化→糖化→脱色过滤→浓缩→结晶→干燥→过筛→全糖粉
3)工艺要点
①调浆：粉浆33%，PH=6.5
②液化：α-淀粉酶
80℃40min或100℃10min
③糖化：葡萄糖淀粉酶
④结晶：粉末状全糖使其结晶呈蓬松状态，利于粉碎
⑤干燥：受热温度低于60℃
⑥过筛：10~20目。