第四部分酶法淀粉糖双酶法液化糖化生产技术教学课件
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淀粉糖工艺培训课件
淀粉糖工艺培训课件第一节淀粉糖进展史淀粉糖是利用淀粉为原料生产的糖品的总称，产品种类多，生产历史悠久。
1811年德国化学家柯乔夫〔Kirchoff〕用硫酸处理马铃薯淀粉，原意是制造可能替代阿拉伯树胶用胶粘剂，但酸的作用过度，所得产物为粘度专门低的液体，澄清，具有甜味。
柯乔夫通过研究将其制成一种糖浆，放置一段时刻后有结晶析出，用布袋装盛，压榨，除去大部分母液，得固体产品，即较为粗糙的结晶糖产品。
由淀粉制糖的化学反应称为水解反应，完全水解的最终产品与葡萄果汁中的葡萄糖成分完全相同。
那个事实被一位法国化学家沙苏里于1815年确定。
在19世纪初，法国人曾研究用许多种原料制糖，1801年朴罗斯特试验成功由葡萄汁提制出葡萄糖，葡萄糖的名称便由此得来，一直沿用到现在。
19世纪曾有专门多人从事制造结晶葡萄糖的研究，但成就不大，要紧是关于葡萄糖的几种异构体的化学及结晶规律缺乏了解的缘故，沿用蔗糖结晶的方法，困难专门多。
淀粉糖的生产要紧为糖浆和包含糖蜜的固体糖，少量的结晶葡萄糖产品是用有机溶剂重复结晶而得，纯度也相当高，然而成本高，不能大量生产。
大约于1920年美国人牛柯克〔Newkirk〕发觉含水α-葡萄糖比无水α-葡萄糖容易结晶，使用25%-30%湿晶种的冷却结晶法容易操纵，所得结晶产品易于用离心机分离，产品质量高，被世界各国普遍采纳，现在工业差不多上还应用此结晶工艺。
应用麦芽生产饴糖虽已有专门悠久的酶法技术，但近年来淀粉酶制剂和技术大进展，促进了淀粉制糖工业大进展。
约于1940年美国开始采纳酸酶合并糖化工艺生产糖浆，能幸免葡萄糖的复合和分解反应，产品甜味纯正。
约于1960年日本开始用淀粉酶液化和葡萄糖酶糖化的双酶法生产结晶糖工艺，并被各国普遍采纳，逐步剔除了酸法制糖工艺。
这种双酶法所得糖化液纯度高、甜味纯正，能省去结晶工序直截了当制成全糖，工艺简单，生产成本低，质量虽不及结晶葡萄糖，但适用于假设干种食品工业应用。
淀粉的液化ppt课件
酶法及机械液化法； 依据生产工艺不同可分为：间歇式、半连
续式和连续式； 依据设备不同可分为：管式、罐式、喷射
式；
3
依据加酶方式不同可分为：一次加酶、二 次加酶、三次加酶液化法；
依据酶制剂耐温性不同可分为：中温酶法、 高温酶法、中温酶与高温酶混合液化法；
以原料精粗不同可分为：淀粉质原料直接 液化法与精制淀粉液化法；
液化要均匀 蛋白絮凝效果好 液化彻底（60˚C时液化液要稳定，不出现
老化现象，不含不溶性淀粉颗粒，液化液 透明、清亮）
23
酶法液化方法比较
直接升温法：设备简单，操作简便，投资 少，见效快。缺点是能耗大，原料利用率 低，液化液过滤性能较差
喷射液化法：原料利用率高，液化液过滤 性能好。缺点是设备复杂，操作要求高， 要求有一定的压力蒸汽，稳定的进出料速 度。
14
喷射液化的几种流程：
一段高温喷射液化 单罐维持 连续出料
多段液化：多次加酶，多次加热， 适用各种原料（特别是难液化的小 麦，玉米淀粉）
15
• 一段高温喷射液化工艺：
• 控制要点： 淀粉乳浓度30%左右 pH6.0~6.5 喷射器出口温度（105±3）˚C，保
温97~100 ˚C，30~60min。
11
酶法液化方法
工艺：将浓度30~40%淀粉乳调整pH到6.5，
加入CaCl2 (0.01mol/L)和一定量淀粉酶 (5~8u/克淀粉)，剧烈搅拌，加热到 85~90℃，保持30~60分钟，达到液化程度 ( DE 15~18 )，升温到100℃，灭酶10分钟。 此方法简便，但效果较差，能耗大，原料 利用率低，过滤性能差。
淀粉的液化
一、液化的定义 二、液化的方法与选择 三、液化程度的控制 四、低压蒸汽喷射液化工艺流程及 工艺条件
续式和连续式； 依据设备不同可分为：管式、罐式、喷射
式；
3
依据加酶方式不同可分为：一次加酶、二 次加酶、三次加酶液化法；
依据酶制剂耐温性不同可分为：中温酶法、 高温酶法、中温酶与高温酶混合液化法；
以原料精粗不同可分为：淀粉质原料直接 液化法与精制淀粉液化法；
液化要均匀 蛋白絮凝效果好 液化彻底（60˚C时液化液要稳定，不出现
老化现象，不含不溶性淀粉颗粒，液化液 透明、清亮）
23
酶法液化方法比较
直接升温法：设备简单，操作简便，投资 少，见效快。缺点是能耗大，原料利用率 低，液化液过滤性能较差
喷射液化法：原料利用率高，液化液过滤 性能好。缺点是设备复杂，操作要求高， 要求有一定的压力蒸汽，稳定的进出料速 度。
14
喷射液化的几种流程：
一段高温喷射液化 单罐维持 连续出料
多段液化：多次加酶，多次加热， 适用各种原料（特别是难液化的小 麦，玉米淀粉）
15
• 一段高温喷射液化工艺：
• 控制要点： 淀粉乳浓度30%左右 pH6.0~6.5 喷射器出口温度（105±3）˚C，保
温97~100 ˚C，30~60min。
11
酶法液化方法
工艺：将浓度30~40%淀粉乳调整pH到6.5，
加入CaCl2 (0.01mol/L)和一定量淀粉酶 (5~8u/克淀粉)，剧烈搅拌，加热到 85~90℃，保持30~60分钟，达到液化程度 ( DE 15~18 )，升温到100℃，灭酶10分钟。 此方法简便，但效果较差，能耗大，原料 利用率低，过滤性能差。
淀粉的液化
一、液化的定义 二、液化的方法与选择 三、液化程度的控制 四、低压蒸汽喷射液化工艺流程及 工艺条件
第四章酶法淀粉糖(双酶法液化糖化)生产技术
一、 α-淀粉酶 1.作用方式： α-淀粉酶是内切型淀粉酶，它作用于淀粉时是从淀粉分子 内部任意切开α-1，4键，使淀粉分子迅速降解，失去粘性 和碘的呈色反应，同时使水解物的还原性增加，这种现象 也称为液化作用，因此α-淀粉酶也被称为液化酶。 α-淀粉酶可以任意切开α-1，4键，但是不能切开分支点的 α-1，6键，也不能切开分支点附近的α-1，4键，他可以越 过α-1，6键而切开内部的α-1，4键。
2. α -淀粉酶的水解反应
a-淀粉酶
直链淀粉
液 化 a-淀粉酶
麦芽糖、麦芽三糖、 低聚糖
支链淀粉
液 化
麦芽糖、葡萄糖、 糊精
3. 影响α-淀粉酶作用的因素
3.1 温度：不同来源的α-淀粉酶具有不同的热稳定性和最适 反应温度。根据对温度的适应性，可以分为：耐高温 （100℃以上）、耐热性（中温酶70～90℃）、非耐热性 （低温酶50～55℃） 3.2 pH值：稳定范围5～8，最适范围5～6 3.3 钙离子：钙离子具有保持α-淀粉酶最适构象的作用，是 维持酶最大活性与稳定性所必需。尤其是低温酶和中温酶， 在使用过程中需要添加适量的钙离子。
2.脱支酶的水解反应 脱支酶和支链淀粉酶的联合使用可以得到95％ 以上的麦芽糖。
脱支酶
支链淀粉、糊精
脱 支
麦芽糖
3.影响脱支酶作用的因素 3.1 温度：最适温度50～55 ℃ 3.2 pH值：5.5~6.0 3.3 酶的来源：产气气杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌
液化酶、糖化酶、脱支酶的作用方式
糖化酶
淀粉糖的制备原理
淀粉 水解 葡萄糖 复合 复合二糖 分解 5'-羟甲基糠醛
复合低聚糖
有机酸、有色物质等
淀粉糖的生产路线（酶法和酸法）
2. α -淀粉酶的水解反应
a-淀粉酶
直链淀粉
液 化 a-淀粉酶
麦芽糖、麦芽三糖、 低聚糖
支链淀粉
液 化
麦芽糖、葡萄糖、 糊精
3. 影响α-淀粉酶作用的因素
3.1 温度：不同来源的α-淀粉酶具有不同的热稳定性和最适 反应温度。根据对温度的适应性，可以分为：耐高温 （100℃以上）、耐热性（中温酶70～90℃）、非耐热性 （低温酶50～55℃） 3.2 pH值：稳定范围5～8，最适范围5～6 3.3 钙离子：钙离子具有保持α-淀粉酶最适构象的作用，是 维持酶最大活性与稳定性所必需。尤其是低温酶和中温酶， 在使用过程中需要添加适量的钙离子。
2.脱支酶的水解反应 脱支酶和支链淀粉酶的联合使用可以得到95％ 以上的麦芽糖。
脱支酶
支链淀粉、糊精
脱 支
麦芽糖
3.影响脱支酶作用的因素 3.1 温度：最适温度50～55 ℃ 3.2 pH值：5.5~6.0 3.3 酶的来源：产气气杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌
液化酶、糖化酶、脱支酶的作用方式
糖化酶
淀粉糖的制备原理
淀粉 水解 葡萄糖 复合 复合二糖 分解 5'-羟甲基糠醛
复合低聚糖
有机酸、有色物质等
淀粉糖的生产路线（酶法和酸法）
淀粉制糖工艺
滤渣
糖液
•.
淀粉的酸水解工艺 是根据淀粉在水解过 程中的水解反应和复 合反应规律性来决定 的。在制定工艺条件 时既要保证淀粉的彻 底水解，达到较高葡 萄糖量，又要尽可能 减少葡萄糖复合、分 解反应的发生程度， 此外，还要符合目的 产物的发酵条件，符 合发酵工艺的实际情 况。
2）水解条件选择及其控制
DE
值
0
问题
糖化时间
糖化时，如何保证整锅糖液有最高的葡萄糖值，即如何保证 糖化液的质量最好、纯度最高？
结论：根据实践经验，采用高温、短时间、蒸汽
压力0.25-0.40Mpa
•.
淀粉中含蛋白等杂质对 糖液质量的影响
问题
淀粉原料中可能含有哪些杂质，它们的存在对制得的 糖液的质量和酸的催化作用有影响吗？为什么？
水解过程中存在三大化学反应：
2
复合二糖
水解
淀粉
葡萄糖
1
5-羟甲基糖醛
3
复合低聚糖 有机酸、有色物质
跳过•.
返 回
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
O OH
O OH
O OH
O OH
OH
OH
OH
OH
直链淀粉 (15-25%)
CH2OH
CH2OH
O OH
O OH
OH
OH
O
CH2OH
CH2OH
CH2
4 2 酸解法制糖。
•.
3、酸酶结合法
酸酶结合法是集中了酸解法和酶解法制糖的优点而采用的生产方法，它又可分为：
• 酸酶法 • 酶酸法
看书2分钟，回答问题 分别说说适用范围
二、淀粉酸水解工艺
液糖化工段--ppt
罐顶部
罐底部
第一喷气蒸汽加热器
高的管口 进入的是 蒸汽，低 的管口进 入的是固 液混合物 料。同时 把物料加 热到90℃
作用：1、瞬间均匀加热
2、灭菌
3、淀粉充分溶胀、 糊化、液化效果好
第二液化罐 [02V0042]
第二蒸汽喷射加热器
高的管口进入的是蒸汽， 低的管口 进入的是固液混合物料。 同时加热到 107℃进入维持管
三、生产流程说明：
来自玉米粉中间罐的玉米粉经皮带秤到螺旋混合输送机，在螺旋混合输送机 中加入18 m3/h左右的工艺水，6 m3/h清液，3 m3/h余馏水，加入1/3高温液化 酶，（酶活16万单位/毫升，美国杰能科公司选育的菌种发酵生产） 其用量为： 12 ─ 15 u/g原料。再进入第一液化罐，在热水作用下，玉米粉吸水溶胀，其结 构从类似晶体状态，溶胀为松散的网状结构，由于拌料水中有离心清液，PH值 较低（3.2 ~ 3.6）需加入碱液提高PH，以满足高温液化酶的需要。液化酶将网 状淀粉分子切割成小分子，从而降低玉米粉糊液的黏度。第一液化罐的作用是 溶胀，酶切和降黏。第一液化罐的温度为60℃，PH为5.2 ~ 5.4, 液位在85%左右。
截止阀：
1、截止阀, 也叫截门, 是使用最广泛的 一种阀门, 它之所以广受欢迎, 是由 于开闭过程中密封面之间摩擦力小, 比较耐用, 开启高度不大, 制造容易 , 维修方便, 不仅适用于中低压, 而 且适用于高压。 2、它的闭合原理是, 依靠阀杠压力, 使 阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合, 阻止介质流通。 3、截止阀只许介质单向流动, 安装时有 方向性。它的结构长度大于闸阀, 同时流体阻力大, 长期运行时, 密封 可靠性不强。 4、截止阀分为三类 : 直通式、直角式 及直流式斜截止阀。
《双酶法液化技术》PPT课件
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❖淀粉的糊化与老化
糊化
❖糊化温度：淀粉颗粒开始膨胀，偏光十字消失，体积增 大数倍，晶体结构消失，变成糊状液体的温度。互相接触 变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象。
❖糊化过程：不同淀粉的糊化温度是不同的。P72
预糊化→糊化→溶解
由于淀粉颗粒的结晶性结构对酶作用的抵
抗力非常强,不能使淀粉酶直接作用于淀粉,而
本章重点介绍双酶法。 每种方法的优缺点？
双酶法是用专一性很强的淀粉酶和糖化酶 作为催化剂将淀粉水解成为葡萄糖的方法。
酶解法优点
思考？ 双酶法包精括选课哪件 两个步骤？
2
❖淀粉水解糖的制备方法
淀粉 水解
1 葡萄糖 复合 2
复合二糖
3 分解 5'-羟甲基糠醛
复合低聚糖
有机酸、有色物质等
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3
●葡萄糖对淀粉的理论转化率（P92）
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14
❖淀粉糊老化的控制：
1、分子组成的影响：直链较支链淀粉容易老化。 淀粉老化程度可以用冷却时结成的凝胶程度来表 示。
2、液化程度：因为葡萄糖淀粉酶是先与底物分子
生成络合结构，而后发生水解催化作用，这需要 底物分子的大小具有一定的范围，才会有利于络 合结构的生成，水解程度高会导致最终葡萄糖值 低；过高则会导致液化淀粉的凝沉性强，易于重 新结合，过滤会非常困难。一般而言，淀粉液化 零时DE值控制12~18％.
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16
液化方法的选择
催化剂
酸解
酸法
酸酶催化 酸酶法
酶催化
酶法
水解动力
机械力
机械液化法
间隙液化法（直接升温法）
淀粉糖生产技术ppt课件
2.2 各工段典型工艺及对糖浆质量影响
2.3 酶的使用方法
2.1一般工艺流程叙述
淀粉
液化酶 调浆 液化
糖化用酶 调整 糖化
过滤
脱色 离交 浓缩 麦芽糖浆制品
酶的用量相同，使用方法不同对糖化 指标的影响
糖化液指标
蛋白质凝聚情 况
加酶泵泵 真菌酶的 入 加入方式 量杯量取
后倒入
无太大影响 无太大影响
pH 6.16 5.83 5.34 4.91 4.31 4.34 4.3 4.36 4.35
DE 37.4 48.6 49.5 51.7 52.1 52.7 52.1 53.8 53.8
糖化数据趋势图
60
糖化数据对比
55
糖化DE值
50
45
40
35
30 0
诺维信数据 隆大数据
糖化时间
5
10
15
20
25
DE 39.8 47.4 49.7 51.5 52.7 53.9 53.6 53.4 54 53.8
诺维信糖化数据
取样时间 6:10 11:10 16:10 21:10
10月12日2:10 7:10 12:10 17:10 22:10
诺维信数据 糖化时间
0 5 10 15 20 25 30 35 40
20
啤酒糖浆 <10 50-54 15
20
制药 <1
75
15
9
麦芽糖醇 <1
>55
/
/
DE值
38-44 55-60 55-60 52-60 55-60
-
其他
不要求熬温 和颜色
不要求熬温 和颜色
2.3 酶的使用方法
2.1一般工艺流程叙述
淀粉
液化酶 调浆 液化
糖化用酶 调整 糖化
过滤
脱色 离交 浓缩 麦芽糖浆制品
酶的用量相同，使用方法不同对糖化 指标的影响
糖化液指标
蛋白质凝聚情 况
加酶泵泵 真菌酶的 入 加入方式 量杯量取
后倒入
无太大影响 无太大影响
pH 6.16 5.83 5.34 4.91 4.31 4.34 4.3 4.36 4.35
DE 37.4 48.6 49.5 51.7 52.1 52.7 52.1 53.8 53.8
糖化数据趋势图
60
糖化数据对比
55
糖化DE值
50
45
40
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30 0
诺维信数据 隆大数据
糖化时间
5
10
15
20
25
DE 39.8 47.4 49.7 51.5 52.7 53.9 53.6 53.4 54 53.8
诺维信糖化数据
取样时间 6:10 11:10 16:10 21:10
10月12日2:10 7:10 12:10 17:10 22:10
诺维信数据 糖化时间
0 5 10 15 20 25 30 35 40
20
啤酒糖浆 <10 50-54 15
20
制药 <1
75
15
9
麦芽糖醇 <1
>55
/
/
DE值
38-44 55-60 55-60 52-60 55-60
-
其他
不要求熬温 和颜色
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第四部分酶法淀粉糖双酶法液化糖化生产技术教学-
6键的酶。它切开分支点的α-1，6键而使整个侧支切下成为 短直链糊精，以利于β -淀粉酶的作用。
根据对底物专一性的不同，直接脱支酶可以分为支链 淀粉酶（普鲁兰酶）和异淀粉酶。
2.脱支酶的水解反应
脱支酶和支链淀粉酶的联合使用可以得到95％ 以上的麦芽糖。
脱支酶
支链淀粉、糊精
脱
麦芽糖
支
3.影响脱支酶作用的因素 3.1 温度：最适温度50～55 ℃ 3.2 pH值：5.5~6.0 3.3 酶的来源：产气气杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌
α-淀粉酶是内切型淀粉酶，它作用于淀粉时是从淀粉分子 内部任意切开α-1，4键，使淀粉分子迅速降解，失去粘性 和碘的呈色反应，同时使水解物的还原性增加，这种现象 也称为液化作用，因此α-淀粉酶也被称为液化酶。 α-淀粉酶可以任意切开α-1，4键，但是不能切开分支点的 α-1，6键，也不能切开分支点附近的α-1，4键，他可以越 过α-1，6键而切开内部的α-1，4键。
温度以60～70。现在已有耐高温异构酶的产品，最适温度 接近100度，可在高温条件下提高果糖的产量。
第二节 液化技术
一、双酶法制备淀粉糖 1.基本原理： 酶解法制备葡萄糖可分为两步：第一步是液 化过程，利用α -淀粉酶将淀粉液化，转化为糊精 及低聚糖。第二步是糖化过程，利用糖化酶将糊 精或低聚糖进一步水解为葡萄糖。淀粉的液化和 糖化都在酶的作用下进行的，故酶解法又称为双 酶法。双酶法的优点是淀粉转化率高、条件温和、 产物葡萄糖的复合分解少。 (双酶是指用于淀粉液化和糖化作用的两个系列 的酶。）
2. 难液化淀粉原料的液化方法:
一段淀粉液化广泛应用于各类淀粉如玉米淀 粉,木薯淀粉等.但一段液化法对于那些蛋白质含量 较高,杂质含量较多的难液化的淀粉原料如小麦,小 麦淀粉等液化效果并不理想,而往往需要采用二段 液化法甚至更多段,通过多次高温处理和多次加酶 液化的方法,以促使这些难液化淀粉进一步膨胀断 裂,蛋白质进一步凝聚结团,以提高液化效果.
根据对底物专一性的不同，直接脱支酶可以分为支链 淀粉酶（普鲁兰酶）和异淀粉酶。
2.脱支酶的水解反应
脱支酶和支链淀粉酶的联合使用可以得到95％ 以上的麦芽糖。
脱支酶
支链淀粉、糊精
脱
麦芽糖
支
3.影响脱支酶作用的因素 3.1 温度：最适温度50～55 ℃ 3.2 pH值：5.5~6.0 3.3 酶的来源：产气气杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌
α-淀粉酶是内切型淀粉酶，它作用于淀粉时是从淀粉分子 内部任意切开α-1，4键，使淀粉分子迅速降解，失去粘性 和碘的呈色反应，同时使水解物的还原性增加，这种现象 也称为液化作用，因此α-淀粉酶也被称为液化酶。 α-淀粉酶可以任意切开α-1，4键，但是不能切开分支点的 α-1，6键，也不能切开分支点附近的α-1，4键，他可以越 过α-1，6键而切开内部的α-1，4键。
温度以60～70。现在已有耐高温异构酶的产品，最适温度 接近100度，可在高温条件下提高果糖的产量。
第二节 液化技术
一、双酶法制备淀粉糖 1.基本原理： 酶解法制备葡萄糖可分为两步：第一步是液 化过程，利用α -淀粉酶将淀粉液化，转化为糊精 及低聚糖。第二步是糖化过程，利用糖化酶将糊 精或低聚糖进一步水解为葡萄糖。淀粉的液化和 糖化都在酶的作用下进行的，故酶解法又称为双 酶法。双酶法的优点是淀粉转化率高、条件温和、 产物葡萄糖的复合分解少。 (双酶是指用于淀粉液化和糖化作用的两个系列 的酶。）
2. 难液化淀粉原料的液化方法:
一段淀粉液化广泛应用于各类淀粉如玉米淀 粉,木薯淀粉等.但一段液化法对于那些蛋白质含量 较高,杂质含量较多的难液化的淀粉原料如小麦,小 麦淀粉等液化效果并不理想,而往往需要采用二段 液化法甚至更多段,通过多次高温处理和多次加酶 液化的方法,以促使这些难液化淀粉进一步膨胀断 裂,蛋白质进一步凝聚结团,以提高液化效果.