以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺电子教案
淀粉生产和制糖培训教材课件
糖在食品、医药、化工等领域都有 广泛的应用，了解这些应用有助于 拓展糖的使用范围。
制糖的工艺流程
原料处理
糖汁提取
制糖的原料包括甘蔗、甜菜等，对这些原 料的处理是制糖工艺的开始。处理方法包 括清洗、破碎、压榨等。
处理后的原料通过加热、离子交换等方法 提取出糖汁。
糖汁净化
浓缩结晶
提取出的糖汁中含有多种杂质，需要通过 化学或物理方法进行净化处理。
糖行业发展趋势
随着人们健康意识的提高，糖的使用量逐渐减少，但糖作为重要的食品添加剂和甜味剂的地位仍不可替代。同时， 新型糖替代品和功能性糖的开发也取得了重要进展。
06 相关法规与安全
相关法规与标准
中华人民共和国食品安全法
01
02
淀粉类食品生产标准
食品添加剂使用标准
03
04
中华人民共和国环境保护法
分离机、干燥器、包装机等。
淀粉乳制备设备
调浆池、浸泡罐、精制设备等。
浓缩与结晶设备
蒸发器、结晶罐等。
生产操作规程
各工序的操作要点、注意事项 等。
淀粉制糖的质量控制
原料质量控制
原料淀粉的质量要求、检验方 法等。
过程质量控制
各工序的质量标准、控制方法等。
产品质量控制
晶糖的质量标准、检验方法等。
不合格品处理
净化后的糖汁通过浓缩和结晶过程，得到 成品糖。
制糖设备与操作
主要设备
制糖过程中需要使用的主要设备包括压榨机、渗滤罐、蒸发器、结晶罐等。了 解这些设备的结构、工作原理和操作方法对于实际操作至关重要。
操作规程
制糖过程中的每一步都有具体的操作规程，熟悉这些规程有助于保证生产安全 和产品质量。
以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺
酶法喷射液化工序要求的指标为： 浓度：32%±2% pH 值：5.4～6.0（最好 5.4～5.8） 加酶量：0.035%～0.07%（对固形物） 喷射温度：105～108℃（不超过 110℃） 维持时间：5min 液化保持：温度：95℃；时间：90～120min. 液化终了 DE 值：14～20%之间（最好在 DE14～16%之间） 碘试：暗红樱色
3、 淀粉转化率：
淀粉—葡萄糖转化率是指 100 份淀粉中有多少份淀粉转化成葡 萄糖，其计算公式为：
糖液量（L）×糖液葡萄糖含量（%） 收率 == ——————————————————————×100%
投入淀粉量（kg）×原料淀粉中纯淀粉含量（%）×1.11
附：理论收率、实际收率及淀粉转化率
1、理论收率：
纯淀粉通过完全水解，因有水解化学增重的关系，每 100g 淀粉
能生成 111.11g 葡萄糖，如下面反应式所表示：
（C6H10O5）n + nH2O —→ nC6H12O6
淀粉
水
葡萄糖
162
18
180
100.00
111.11
因此，葡萄糖的理论收率为 111.11%
生产结晶葡萄糖一般的配料工序要求的指标为： 浓度：30%～36%（如生产其他的糖品，料液配料浓度可放宽到 45%） pH 值：最适 pH5.4～6.0(可在 pH5.0～7.0 之间选择) 淀粉乳蛋白含量：≤0.6%
二、液化：
葡萄糖生产工艺
葡萄的应用结晶葡萄糖主要以玉米淀粉或大米为原料，经过一系列的加工而成。
水解淀粉常用的生产工艺有三种；酸法、酸酶法、双酶法。
分为工业级、口服级、注射级三种。
它是可以不经过人体消化而直接被人体吸收的，适用于病人食用，也可以注射到血液中，葡萄糖是发酵行业的基础原料。
同时也是食品及糕点加工中蔗糖的替代品。
葡萄糖甜度是蔗糖的70%左右。
液化、糖化、脱渣、一次脱色（板框）、二次脱色(板框)、离交、蒸发、结晶、分离、干燥。
辅助设备有冷却塔、反渗透、空压机。
液化糖化生产操作规程一．工艺操作过程开车时先启动液化真空泵和打开板式换热器循环水进出手阀，启动液化PH调节罐搅拌，并启动10%碳酸钠溶解液计量泵向PH调节罐加入，同时淀粉车间来料通过调节阀把流量控制15立方，淀粉乳进入PH调节罐同时启动甜水泵，等淀粉乳溢流后在溢流管上取样检测淀粉乳波美控制在17.5左右。
在溢流管上取样检测PH值5.5-5.7同时在溢流管上加入一次耐高温淀粉酶，加入量按干基淀粉0.35公斤平均加入。
开启淀粉乳缓冲罐搅拌，等液化缓冲罐液位达到40%时.液化一次喷射开始走水。
走水流量10立方，将一次喷射温度通过蒸汽调节阀迅速调到100℃。
等一次闪蒸罐液位达到20%时。
启动一次闪蒸出料泵，调节二次喷射流量10立方，将二次喷射温度控制在100℃。
等淀粉乳缓冲罐液位达到50%时。
先开启缓冲罐底出料阀并迅速关闭走水阀，并迅速调整一次喷射温度106℃，将液化流量控制在17立方，喷射后的料液，通过高压维持柱和U型维持管进入一次闪蒸罐，同时向一次闪蒸罐內加入二次耐高温淀粉酶。
控制一次闪蒸罐液位，料逐渐进入二次喷射，并将二次喷射温度控制到125℃，料通过高压维持柱和U型维持管进入二次闪蒸罐。
走料平稳后逐渐将一次、二次闪蒸罐液位控制到30%。
启动二次闪蒸出料泵，控制一次、二次闪蒸真空调节阀，把进液化柱物料温度控制在95-98度。
料先进入液化柱1#所有进柱方式是底部进料顶部出料，依次进入到第18个液化柱，料液在液化柱停留时间为90-120分钟。
第四部分酶法淀粉糖双酶法液化糖化生产技术教学-
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.
玉米淀粉双酶法制取葡萄糖
综合实验报告题目：玉米淀粉双酶法制取结晶葡萄糖的工艺研究姓名：何雄飞学号：080700104学院：生物科学与工程学院专业：生物工程指导教师：朱秋享2010年11月29日-2010年12月28日综合实验淀粉是植物体中贮存的养分，贮存在种子和块茎中，各类植物中的淀粉含量都较高，大米中含淀粉62％～86％，麦子中含淀粉57％～75％，玉米中含淀粉65％～72％，马铃薯中则含淀粉超过90％。
葡萄糖在自然界中分布极广，游离状态的葡萄糖存在于植物果实中，动物中也有存在。
葡萄糖是有机体能量的主要来源，是许多糖类化合物的组成部分，是多种有机醇和抗生素的糖质原料。
本实验所制结晶葡萄糖是主要以玉米淀粉乳为原料，采用双酶法降解转化为葡萄糖后，经过活性炭脱色、过滤等净化处理后，再经过蒸发浓缩、降温冷却结晶、分离、烘干等工序精制而成的一种全结晶体状态的葡萄糖，在经济上有较为诱人的应用价值。
本实验在前人工作的基础上，有针对地对双酶法制取葡萄糖晶体这一工艺进行了研究，主要进行了液化条件的优化选择。
一、实验原理酶液化和酶糖化工艺称为双酶法、双酶法生产葡萄糖工艺是以作用专一的酶制剂作为催化剂，反应条件温和，复合分解反应较少，因此采用双酶法生产葡萄糖，可以提高转化率及糖液浓度，改善糖液质量，是目前最为理想的制糖方法。
首先对淀粉进行调浆;用纯碱调pH值至6.0左右，再加入耐高温的α-淀粉酶，搅拌均匀。
将调好后的淀粉浆进行糊化，其目的是打破淀粉分子的结晶结构，初步凝聚蛋白质。
待到液化均匀一致，达到合格的液化液，即合理的DE值、外观透明、无白色沉淀、粘度低、蛋白质絮凝好，液化II结束。
将料液用酸将pH值调至4.5，加人糖化酶。
经过一定糖化周期后，料液达到预期的DE值，此时可以进行料液脱色以及离子交换的纯化处理（本次实验由于时间限制以及安排不当，故未能进行离子交换）。
最后，通过阶梯式降温的方法使晶体析出。
二、实验仪器1、淀粉前处理800mL烧杯一只、350mL烧杯三只、玻璃棒、500mL量筒、电子天平、药匙、胶头滴管、pH试纸2、液化温度计、水浴锅3、糖化pH试纸、水浴摇床4、净化处理布氏漏斗、纱布、滤纸、真空泵、水浴摇床、玻璃棒5、浓缩结晶水浴锅、阿贝折射仪、玻璃棒6、DE测定酸式滴定管、250mL（或200mL）三角瓶、沸石、5mL移液枪一只、1mL移液枪一致、电炉、镊子、50mL量筒、电子天平、阿贝折射仪、秒表7、酶活测定分光光度计、移液枪、试管、水浴锅、酸式滴定管、锥形瓶胶头滴管三、实验试剂III玉米淀粉、碳酸钠溶液（调pH用）、盐酸溶液（调pH用）、氯化钙溶液、α-淀粉酶、糖化酶、活性炭、3，5-二硝基水杨酸、五水硫酸铜、四水合酒石酸钾纳、氢氧化钠、无水D-葡萄糖、亚甲基蓝、柠檬酸、柠檬酸钠、浓硫酸、碘、碘化钾四、实验步骤1、淀粉前处理量取蒸馏水600mL，加入到事先称取好的200g淀粉中搅拌均匀，得到1：3淀粉浆液。
双酶法制糖技术
第四章双酶法制糖技术1、液化和糖化的定义？2、双酶法和酸法液化淀粉的优缺点是什么？3、液化方法的分类有哪些？4、请画出二次加酶一次喷射液化工艺流程和工艺控制？5、如何控制液化淀粉的老化？6、如何控制液化程度？7、请画出从淀粉生产葡萄糖的整个工艺流程？8、普通液化器与进口水热器的区别是什么？9、如何提高葡萄糖值？10、淀粉制葡萄糖的理论收率是多少？DE、DX值的含义是什么？11、请用因果分析图来分析影响糖液过滤速度的因素？12、影响DE值的因素有哪些？13、在淀粉制糖中的节能措施有哪些？14、在液化工序中，闪蒸有什么作用？习题答案1、液化过程是利用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。
2、酸化液化优点:适合任何精制淀粉,所得到的糖液过滤速度非常快.设备利用率高.缺点:因为酸液化法的工艺条件很剧烈,容易发生葡萄糖的复合分解反应,并生成大量的色素及复合糖类及不溶性糊精,降低了淀粉的转化率和糖液质量。
酶法生产条件温和、产品质量高，收率好，对环境和设备影响小。
3、液化方法有：间歇、机械、连续、半连续法。
4、1，调浆罐2，供料泵3，喷射液化器4，高温维持管5，闪蒸罐6，输送泵7，层流维持罐5、1）淀粉成分的影响：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15~18％.3）酸碱度：碱性条件更不易老化，但要考虑料液透光和酶的最适pH。
4）温度和加热方式：一般采取高速升降温，目前运用较多的是耐高温淀粉酶，液化温度可以达到110℃。
淀粉双酶法糖化
Soluble Solid ，
TSS)含量，可大致表示溶液的含糖量。
光由一介质进入另一物质时会发生折射现象。折射计利用棱镜与Sample之间
的折射率差判断浓度。
Sample浓度小时:折射计利用棱镜与Sample之间的折射率差小,折光角度也小。 Sample浓度大时:折射计利用棱镜与Sample之间的折射率差大,折光角度也大。
常用仪器是手持式折光仪，也称糖镜、手持式糖度计，该 仪器的构造如下图所示。
操作步骤
打开手持式折光仪盖板，用干净的纱布或卷纸小心擦干棱镜玻璃面。在棱镜玻璃面
上滴2滴蒸馏水，盖上盖板，于水平状态，从接眼部处观察，检查视野中明暗交界线 是否处在刻度的零线上。若与零线不重合，则旋动刻度调节螺旋，使分界线面刚好落 在零线上。
实验四 淀粉质原料双酶法糖化
一、实验目的及要求
掌握酒精生产中淀粉质原料的糊化、液化、糖化操作方 法及工艺条件；
二、实验原理
(一）淀粉的糊化、液化和糖化
淀粉是葡萄糖的高聚体，分子式(C6H12O5)n。有直链淀粉和支链淀粉两类。 水解到二糖阶段为麦芽糖，完全水解后得到葡萄糖。直链淀粉含几百个葡 萄糖单元，支链淀粉含几千个葡萄糖单元。在天然淀粉中直链淀粉约占22 ％～26％，是水溶性的；其余为支链淀粉。 当用碘溶液进行检测时，直链淀粉液呈显蓝色，而支链淀粉与碘接触时 则变为蓝紫色。
（3）糖化：加入糖化酶1.5mL 60 ℃保温糖化15min，加0.5mL糖化酶继续保 温10min，再加0.5mL糖化酶保温10min，糖化好的化好的醪液用糖度计测糖 度 。 糖化终点测定(无水乙醇检验)：取糖化液数滴，滴入无水乙醇中，看是否生 成白色絮状物。若无白色絮状物生成，表明糖化比较彻底。
以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺
以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺双酶法是用专一性很强的淀粉酶和糖化酶为催化剂，将淀粉水解为葡萄糖的工艺。
淀粉水解分为两步进行：第一步，用耐高温α-淀粉酶进行液化；第二步，用淀粉糖化酶对液化后液进一步水解为葡萄糖，使DE 值到达98%以上。
水解反应〔C6H10O5〕n + nH2O n〔C6H12O6〕糖化酶生产工艺流程图：玉米淀粉〔或精制淀粉乳〕↓调浆计量↓蒸汽→喷射液化←淀粉酶↓糖化←复合糖化酶↓蒸汽→灭酶脱色←活性炭↓板框过滤→旧活性炭弃去↓离子交换↓↙冷却水蒸汽→蒸发浓缩——→葡萄糖浆↓降温结晶←冷却水↓糖膏别离↓蒸汽→气流干燥筛分↓食用葡萄糖↓检验↓称量包装↓成品入库生产结晶葡萄糖一般的配料工序要求的指标为：浓度：30%～36% 〔如生产其他的糖品，料液配料浓度可放宽到45%〕pH 值：最适～6.0(可在～7.0 之间选择)淀粉乳蛋白含量：≤0.6%电导率：≤200us/cm1、调浆工艺过程：①用低于42℃的水将粉乳比重调至°，用泵将调好的淀粉乳打入调节罐，在不断搅拌条件下加一定量的10%稀碱液使淀粉PH 达。
②加入一定量的耐高温α—淀粉酶进行液化。
加高温酶的量根据液化液的DE 值确定，要求DE 值在13-17%之间。
2、液化：工艺过程：①将一定浓度，一定PH 值的淀粉乳连续用泵打入连续液化器进行液化。
②一喷液化温度控制在106-110℃，二喷液化温度控制在135-145℃，控制出料速度，使液化液碘色反应为棕红色③液化液不合格必须返工，重新液化。
酶法喷射液化工序要求的指标为：浓度：32%±2%pH 值：～〔最好～〕加酶量：0.035%～0.07%〔对固形物〕喷射温度：一喷温度：106-110℃二喷温度：135-145℃液化保持：温度：95℃；时间：90～120min.液化终了DE 值：14～20%之间〔最好在DE14～16%之间〕碘试：暗红樱色3、糖化：工艺过程：①将降温后的液化料液，调好PH 值，按干物量加入糖化酶②在一定温度条件下糖化一定时间DE 值达98%以上。
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酶法糖化工序要求的指标如下：
pH值：4.1～4.5
加酶量：100～150u/g淀粉（视酶活力加0.6～0.9kg/T绝干淀粉）
保持温度：60±2℃
终了DE值：≥98.5%（多数情况下接近或超过99%）
糊精反应：无白色絮凝物
四个柱进行阴离子树脂交换，通过调节进入第五个柱阳离子树脂的料液流量（另一些走短路）
得到符合质量标准的糖液供蒸发用
技术参数：料水温度：45-50℃
电导率：≤50us/cm
透光率：≥95%
PH值：3.5-4.5
7、蒸发浓缩：
工艺过程：经离子交换后的糖液用泵打入真空蒸发器中，在—700mmHg以上加热，减
加酶量：0.035%～0.07%（对固形物）
喷射温度：一喷温度：106-110℃二喷温度：135-145℃
液化保持：温度：95℃；时间：90～120min.
液化终了DE值：14～20%之间（最好在DE14～16%之间）
碘试：暗红樱色
3、糖化：
工艺过程：①将降温后的液化料液，调好PH值，按干物量加入糖化酶②在一定温度
份14%以下
技术参数：洗水温度：28-30
洗水时间：15s,4～6次
BX值：原蜜50～59%；洗蜜46～55%
氯化物：≤10ppm
湿糖水份：≤14.0%
11、干燥包装：
工艺过程：将离心分离后的湿糖送到气流干燥器加料处，与85-90℃（一次风温）热
空气接触后混合风温达到60-70度，经一次烘干，一次冷却后得到符合要求的成品糖。按规
结晶罐内②满罐后罐内料温44-46℃，按降温曲线逐步降温，在50-70小时内降至22-30℃出糖。结
晶罐内预留30%糖膏做晶种
技术参数：料温：50-60℃
锤度Bx：70-76%
PH值：3.2-4.5
养晶温度：44-46℃
养晶时间：8-12h
降温曲线：56h
终点温度：22-30℃
10、离心：
工艺过程：达到结晶要求的糖膏，加入离心机内进行分离，并用适量水冲洗。湿糖水
2、液化：
工艺过程：①将一定浓度，一定PH值的淀粉乳连续用泵打入连续液化器进行液化。②一喷液化温度控制在106-110℃，二喷液化温度控制在135-145℃，控制出料速度，使液化液碘色反应为棕红色③液化液不合格必须返工，重新液化。
酶法喷射液化工序要求的指标为：
浓度：32%±2%
pH值：5.4～6.0（最好5.5～5.8）
4、蛋白预处理：
工艺过程：糖化液经预涂硅藻土的真空转鼓过滤机阻挡蛋白质后，用板式换热器提温灭酶流入脱色罐。
技术参数：灭菌温度：80-85℃
蛋白含量：≤0.15%
5、脱色：
工艺过程：①蛋白预处理的料液流入脱色罐，同时加入一定比例的洗蜜、分蜜（洗蜜经板式换热器升至80-85℃），灭酶经过一次脱色，二次脱色，用活性炭吸附杂质，经板框过滤机过滤得到澄清、透明、无色的精制糖液②脱色温度在80℃左右，加炭量可根据出料色泽达到要求为度③当板框压力高，过滤速度慢时，打开板框过滤机把炭卸下来。
生产工艺流程图：
玉米淀粉（或精制淀粉乳）
↓
调浆计量
↓
蒸汽→喷射液化←淀粉酶
↓
糖化←复合糖化酶
↓
蒸汽→灭酶脱色←活性炭
↓
板框过滤→旧活性炭弃去
↓
离子交换
↓↙冷却水
蒸汽→蒸发浓缩——→葡萄糖浆
↓
降温结晶←冷却水
↓
糖膏分离
↓
蒸汽→气流干燥
筛分
↓
食用葡萄糖
↓
检验
↓
称量包装
↓
成品入库
生产结晶葡萄糖一般的配料工序要求的指标为：
技术参数：一次脱色滤膜白度：≥70%
色点：≤15个/45ml
脱色时间：30分钟
脱色温度：80-85℃
二次脱色滤膜白度：≥77%
色点：≤10个/45ml
脱色时间：30分钟
6、离交：
工艺过程：①将达到标准要求的糖液送入离交器进行离子交换②先进第一个柱，阳离
子树脂交换，然后进入第二柱阴离子树脂交换，再进第三个柱进行阳离子树脂交换，再进第
压蒸发到入结晶罐浓度要求
技术参数：锤度Bx：70-76%（必要时可根据生产情况调整）
滤膜白度：≥77
8、浓过滤：
工艺过程：浓缩料液高温灭菌后再通过充有活性炭的板框过滤机，从而提高料液质量。
技术参数：灭菌温度：80-85℃
滤膜白度：≥77
色点：≤10个/45ml
PH值：3.5-4.5
9、结晶：
工艺过程：①将浓缩糖液浓度、温度、检查合格后，用泵经板式换热器降温后输送到
浓度：30%～36%（如生产其他的糖品，料液配料浓度可放宽到45%）
pH值：最适pH5.4～6.0(可在pH5.0～7.0之间选择)
淀粉乳蛋白含量：≤0.6%
电导率：≤200us/cm
1、调浆
工艺过程：①用低于42℃的水将粉乳比重调至17-18.5Be°，用泵将调好的淀粉乳打入调节罐，在不断搅拌条件下加一定量的10%稀碱液使淀粉PH达5.5-5.8。②加入一定量的耐高温α—淀粉酶进行液化。加高温酶的量根据液化液的DE值确定，要求DE值在13-17%之间。
格要求进行包装
技术参数：混合风温：60-70℃
水份：8.5-9.1%
澄清度：澄清
色点：≤8个/10g
称量：25kg/代±0.1kg
以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺
以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺
双酶法是用专一性很强的淀粉酶和糖化酶为催化剂，将淀粉水解为葡萄糖的工艺。淀粉水解分为两步进行：第一步，用耐高温α-淀粉酶进行液化；第二步，用淀粉糖化酶对液化后液进一步水解为葡萄糖，使DE值达到98%以上。
水解反应
〔C6H10O5〕n + nH2O n〔C6H12O6〕糖化酶