第九章澱粉製糖

2022-10-18 04:42:19 字數 5056 閱讀 2739

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第一節澱粉醣的種類及特性

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一、澱粉醣的種類

澱粉醣種類按成分組成來分大致可分為液體葡萄糖、結晶葡萄糖(全糖)、麥芽糖漿(飴糖、高麥芽糖漿、麥芽糖)、麥芽糊精、麥芽低聚醣、果葡糖漿等。

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1 液體葡萄糖:是控制澱粉適度水解得到的以葡萄糖、麥芽糖以及麥芽低聚醣組成的混合糖漿,葡萄糖和麥芽糖均屬於還原性較強的糖,澱粉水解程度越大,葡萄糖等含量越高,還原性越強。

澱粉醣工業上常用葡萄糖值(dextrose equivalent)簡稱de值(糖化液中還原性糖全部當做葡萄糖計算,佔幹物質的百分率稱葡萄糖值)來表示澱粉水解的程度。

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液體葡萄糖按轉化程度可分為高、中、低3大類。工業上產量最大、應用最廣的中等轉化糖漿,其de,值為30%~50%,其中de值為42%左右的又稱為標準葡萄糖漿。高轉化糖漿de!

值在50%~70%,低轉化糖漿de值30%以下。

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2.葡萄糖:是澱粉經酸或酶完全水解的產物,由於生產工藝的不同,所得葡萄糖產品的純度也不同,一般可分為結晶葡萄糖和全糖兩類

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3.果葡糖漿:把精製的葡萄糖液流經固定化葡萄糖異構酶柱,使其中葡萄糖一部分發生異構化反應,轉變成其異構體果糖,得到糖分組成主要為果糖和葡萄糖的糖漿,再經活性炭和離子交換樹脂精製,濃縮得到無色透明的果葡糖漿。

第一代、第二代、第三代。

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4.麥芽糖漿:是以澱粉為原料,經酶或酸結合法水解製成的一種澱粉糖漿。葡萄糖含量較低(一般在10%以下),而麥芽糖含量較高(一般在40%~90%) 。

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二、澱粉醣的性質

1 甜度

幾種醣類的相對甜度

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2 溶解度

各種糖的溶解度不相同,果糖最高,其次是蔗糖、葡萄糖 。

工業上儲存葡萄糖溶液需要控制葡萄糖含量42%(幹物質)以下,高轉化糖漿的糖分組成保持葡萄糖35%~40%,麥芽糖35%~40%,果葡糖漿(轉化率42%)的質量分數一般為71%。

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3.結晶性質

蔗糖易於結晶,晶體能生長很大。葡萄糖也容易結晶,但晶體細小。果糖難結晶。

澱粉糖漿不能結晶,並能防止蔗糖結晶。

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4.吸濕性和保濕性

蔗糖、低轉化或中轉化糖漿吸濕性低,高轉化糖漿、果葡糖漿、果糖,吸濕性和保濕性強。

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5.滲透壓力

不同醣類的滲透壓力不同,單醣的滲透壓力約為二糖的兩倍 。

果葡糖漿、葡萄糖和果糖具有較高的滲透壓力。

澱粉糖漿滲透壓力隨轉化程度的增加而公升高。

糖液的滲透壓力隨濃度的增高而增加。

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6.黏度

葡萄糖和果糖的黏度較蔗糖低,澱粉糖漿的黏度較高,但隨轉化度的增高而降低。

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7 化學穩定性

葡萄糖、果糖和澱粉糖漿在中性和鹼性條件下化學穩定性低,受熱易分解生成有色物質,也容易與蛋白質類含氮物質起羰氨反應生成有色物質。

蔗糖在中性和弱鹼性條件下化學穩定性高,但在ph值9以上受熱易分解產生有色物質。

食品一般是偏酸性的,澱粉醣在酸性條件下穩定。

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8 發酵性

酵母能發酵葡萄糖、果糖、麥芽糖和蔗糖等,但不能發酵較高的低聚醣和糊精。

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第二節澱粉醣的酸糖化工藝

在酸作用下,澱粉水解的最終產物是葡萄糖 。

一、酸糖化機理

澱粉乳加入稀酸後加熱,經糊化、溶解,進而葡萄糖苷鏈裂解,形成各種聚合度的醣類混合溶液。在稀溶液的情況下,最終將全部變成葡萄糖。在此,酸僅起催化作用。

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(c6h10o5)n + nh2onc6h12o6

在澱粉的水解過程中,顆粒結晶結構被破壞。α-1,4糖甙鍵和α-1,6糖甙鍵被水解生成葡萄糖,而α-1,4糖甙鍵的水解速度大於α-1,6糖甙鍵。

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澱粉水解生成的葡萄糖受酸和熱的催化作用,又發生復合反應和分解反應。在糖化過程中要盡可能降低這兩種反應。

澱粉——葡萄糖龍膽二糖和其他低聚醣

↓5-羥甲基糠醛——有色聚合物

↓甲酸和其他有機酸

葡萄糖的復合反應和分解反應

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二 、影響酸糖化的因素

1 酸的種類和濃度

鹽酸硫酸

草酸酸水解時,生產上常控制糖化液ph值為1.5~2.5。

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2 澱粉乳濃度

生產澱粉糖漿一般澱粉乳濃度控制在22~24波美度,結晶葡萄糖則為12~14波美度。澱粉乳濃度越高,水解糖液中葡萄糖濃度越大,葡萄糖的復合分解反應就強烈,但澱粉乳濃度太低,水解糖液中葡萄糖濃度也過低,裝置利用率降低,蒸發濃縮耗能大。

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3 溫度、壓力、時間

溫度、壓力、時間的增加均能增進水解作用,但過高溫度、壓力或過長時間,也會引起不良後果。

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三、酸糖化工藝

1 間斷糖化法

2 連續糖化

1 ) 直接加熱式

2 ) 間接加熱式

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第三節澱粉的酶液化和酶糖化工藝

一、澱粉酶

澱粉的酶水解法是用專一性很強的澱粉酶將澱粉水解成相應的糖。

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1 α-澱粉酶

1)作用點: α-澱粉酶屬內切型澱粉酶,它作用於澱粉時從澱粉分子內部以隨機的方式切斷α-1,4糖苷鍵,但水解位於分子中間的α-1,4鍵的概率高於位於分子末端的α-1,4鍵,a-澱粉酶不能水解支鏈澱粉中的α-1,6鍵,也不能水解相鄰分支點的α-1,4鍵;不能水解麥芽糖,但可水解麥芽三糖及以上的含α-1,4鍵的麥芽低聚醣。

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2)酶源**於芽孢桿菌的α-澱粉酶水解澱粉分子中的α-1,4鍵時,最初速度很快,澱粉分子急速減小,澱粉漿黏度迅速下降,工業上稱之為「液化」。隨後,水解速度變慢,分子繼續斷裂、變小,產物的還原性也逐漸增高,用碘液檢驗時,澱粉遇碘變藍色,糊精隨分子由大至小,分別呈紫、紅和棕色,到糊精分子小到一定程度(聚合度小於6個葡萄糖單位時)就不起碘色反應,可用碘液來檢驗α-澱粉酶對澱粉的水解程度。

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3)酶的性質

α-澱粉酶較耐熱,但不同**的α-澱粉酶具有不同的熱穩定性和最適反應溫度。

耐高溫澱粉酶

中溫澱粉酶

非耐熱性α-澱粉酶

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鈣能保持酶分子最適空間構象,使酶具有最高活力和最大穩定性。在澱粉乳中加少量ca2+,對α-澱粉酶有保護作用,可增強其耐熱力至90 ℃以上,因此最適液化溫度為85~90℃。

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2 β-澱粉酶

1)作用點: β-澱粉酶是一種外切型澱粉酶。它作用於澱粉時從非還原性末端依次切開相隔的β-1,4鍵,順次將它分解為兩個葡萄糖基,同時發生爾登轉化作用,最終產物全是β-麥芽糖。

所以也稱麥芽糖酶。

β-澱粉酶能將直鏈澱粉全部分解,但β-澱粉酶不能水解支鏈澱粉的α-1,6鍵,也不能跨過分支點繼續水解,故水解支鏈澱粉是不完全的,殘留下β-極限糊精。

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β-澱粉酶水解澱粉時,由於從分子末端開始,總有大分子存在,因此黏度下降慢,不能作為糖化酶使用;而β-澱粉酶水解澱粉水解產物如麥芽糖、麥芽低聚醣時,水解速度很快,可作為糖化酶使用。

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β澱粉酶活性中心含有巰基(一sh),因此,一些氧化劑、重金屬離子以及巰基試劑均可使其失活,而還原性的穀胱甘肽、半胱氨酸對其有保護作用。

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2)酶源:β一澱粉酶以大麥芽及麩皮中含量最豐富。

3)性質:最適ph 5.0-5.4 最適溫度60℃

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3 糖化酶(葡萄糖澱粉酶)

1)作用點: 糖化酶(葡萄糖澱粉酶)對澱粉的水解作用是從澱粉的非還原性末端開始,依次水解α-1,4葡萄糖苷鍵,順次切下每個葡萄糖單位,生成葡萄糖。

除水解α-1,4葡萄糖苷鍵外,還能水解α-1,6鍵和α-1,3鍵,但後兩種鍵的水解速度較慢,由於該酶作用於澱粉糊時,糖液黏度下降較慢,還原能力上公升很快,所以又稱糖化酶。

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2)酶源和性質:

不同**的葡萄糖澱粉酶在糖化的最適溫度和ph值上存在一定的差異。糖化時間根據相應澱粉醣質量指標中de值的要求而定,一般為12~48 h;糖化溫度一般採用55℃以上;糖化ph值一般為弱酸性。

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4 脫支酶

脫支酶是水解支鏈澱粉、糖原等大分子化合物中α-1,6糖苷鍵的酶,脫支酶可分為直接脫支酶和間接脫支酶兩大類,前者可水解未經改性的支鏈澱粉或糖原中的α-1,6糖苷鍵,後者僅可作用於經酶改性的支鏈澱粉或糖原。

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根據水解底物專一性的不同,直接脫支酶可分為異澱粉酶和普魯藍酶兩種。

異澱粉酶只能水解支鏈結構中的α-1,6糖苷鍵,不能水解直鏈結構中的α-l,6糖苷鍵。

普魯藍酶不僅能水解支鏈結構中的a-1,6糖苷鍵,也能水解直鏈結構中的α-1,6糖苷鍵。

脫支酶在澱粉製糖工業上的主要應用是和β-澱粉酶或葡萄糖澱粉酶協同糖化,提高澱粉轉化率,提高麥芽糖或葡萄糖得率。

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二、液化

液化是使糊化後的澱粉發生部分水解,暴露出更多可被糖化酶作用的非還原性末端。它是利用液化酶使糊化澱粉水解到糊精和低聚醣程度,使黏度大為降低,流動性增高,所以工業上稱為液化。

酶液化和酶糖化的工藝稱為雙酶法或全酶法。液化也可用酸,酸液化和酶糖化的工藝稱為酸酶法。

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1 液化機理

液化使用α-澱粉酶,它能水解澱粉和其水解產物分子中的α-1,4糖苷鍵,使分子斷裂,黏度降低。

α-澱粉酶屬內酶,水解從分子內部進行,不能水解支鏈澱粉的α-1,6葡萄糖苷鍵,當α-澱粉酶水解澱粉切斷α-1,4鍵時,澱粉分子支叉地位的α-1,6鍵仍然留在水解產物中,得到異麥芽糖和含有α-1,6鍵、聚合度為3~4的低聚醣和糊精。

α-澱粉酶能越過α-1,6鍵繼續水解α-1,4鍵,但α-1,6鍵的存在,對於水解速度有降低的影響,所以α-澱粉酶水解支鏈澱粉的速度較直鏈澱粉慢。

第九章注意

考試要求 通過對本章的學習,理解注意的概念 注意的功能和外部表現 掌握注意的分類,容易引起無意注意的條件和有利於保持有意注意的條件 重點把握注意的品質,懂得如何運用注意的規律來組織教學 識記無意注意 有意注意 注意的範圍 注意的穩定性 注意的分配 注意的轉移 興趣 直接興趣 間接興趣 興趣效能 興趣...

第九章控制

典型例題分析 一 單項選擇題 1.能夠有效避免消極後果,降低經濟成本的控制型別是 a.前饋控制 b.現場控制 c.反饋控制 d.全面控制 解析 前饋控制 現場控制 反饋控制三大基本型別是依據控制時間點的不同而劃分的。反饋控制是在消極後果已經造成後實施的,是最為困難的控制。現場控制突出了時效性,發現問...

第九章期權

第九章期權與期權交易 一 單選題 1.期權從買方的權利來劃分,有 b a.現貨期權和 期權 c.商品期權和金融期權 b.看漲期權和看跌期權 d.美式期權和歐式期權 2.看漲期權又稱為 a a.買方期權 c.賣方期權 b.認沽期權 d.賣權 3.期權買方在期權合約到期日之前不能行使權利的這種期權是 c...