淀粉糖的生产制作工艺和种类模板.doc

淀粉糖生产工艺和种类生产工艺 有酸法、酶法、酸酶法三种，不一样工艺，其甜度、胶粘性、增稠性、保潮性、吸湿性、渗透压力、颜色稳定性、焦化性、还原性、发酵性是不一样，不管哪种工艺全部是一个复杂水解过程。淀粉水解过程存在三种关键反应：一是水解为葡萄糖；二是水解成葡萄糖后重新复合成异麦芽糖等复合糖；三是葡萄糖分解生成5-烃甲基糖醛及酸丙酸色素物质。 1.酸法水解。有盐酸、草酸，其中盐酸水解淀粉能力高，但酸法水解缺乏专一性，同时产生复合反应，温度愈高，复合反应愈多，生成有色物质多，颜色深，用酸量多，需中和碱量大，因之产生灰分也多。 2.酶法水解。含有高度专一性，副产物少，纯度高，糖色浅，因之降低了净化工序和净化剂用量，和酸法相比，能够转化较高浓度固形物，提升效率，降低损耗，降低成本，所得母液还能够利用，而且在常温常压下进行，设备工艺全部比较简单。 3.酸酶法。投料资度1820Bx，为酸法两倍，节省费用，缩短时间，DE值（糖化率）可达96%，纯度高，糖液色浅，轻易结晶析出，用酸量少，仅为酸法20%，产品质量高。 淀粉糖产品因为是淀粉水解而得，所以，淀粉水解速度、水解程度、液化、糖化、净化、结晶、淀粉原料、催化效率和工艺设备性能等，均能影响淀粉糖液质量。淀粉品种不一样，化学结构不一样，对液化亦有不一样影响。淀粉中蛋白质、脂肪、灰分等杂质均能影响催化效率，降低酸有效浓度，尤其是淀粉中含氮物质对热稳定性有显著影响。硫酸铵受热分解产生氮和羧甲基糠醛作用，能产生大量有色物质，快速焦化。玉米中植酸盐要消耗部分酸。总而言之不管什么液化方法，全部存在不溶性淀粉颗粒，这种淀粉颗粒能和脂肪形成络合物，呈螺旋结构，不轻易水解，降低了糖化率。 淀粉糖浆种类和品种 现在，工业生产上按葡萄糖转化值（DE），把淀粉糖分成若干种，见89页表。 按液体葡萄糖值，还能够分为高转化糖浆（DE6070）、中转化糖浆（DE3842）、低转化糖浆（DE20以下）。产品品种有： 1.麦芽糖。是由两个单分子葡萄糖组成双糖，其甜度低，热稳定性高于葡萄糖，经过氧化反应能够得到葡萄糖和其它低聚糖，还能够转化为麦芽糖醇、葡萄糖醇等。麦芽糖熬糖温度为155。比一般熬糖温度高。 2.低聚糖。系指麦芽三糖、四糖，其DE值低，粘度高，吸湿性差，适适用于制作硬糖果、雪糕、糕点等等。 名 称 D E 甜味 粘度 结晶性 结晶抑制作用 吸湿性 溶液冰点 平均分子量 结晶葡萄糖 99.3100 大 小 大 小 小 低 小 精制葡萄糖 9798 大 小 大 小 小 低 小 粉末葡萄糖 9296 大 小 大 小 小 低 小 固形葡萄糖 8085 大 小 大 小 小 低 小 液状葡萄糖 5565 大 小 大 小 小 低 小 水 饴 3550 大 小 大 小 小 低 小 粉 饴 2040 小 大 小 大 大 高 大 3.低转化糖。值在20以下，关键组分为糊精，能溶于水，不甜，轻易消化，不吸潮，适应于作增稠剂。低转化糖用酸法和酸酶法均可。酸法过滤困难，产品溶度低，易混浊或凝结。最好采取分段液化法。 4 果葡糖浆。这是一个新发展起来淀粉糖浆，其甜度和蔗糖相等或超出蔗糖，因为果葡糖糖分为果糖和葡萄糖，所以，称为果葡萄浆。它是D-葡萄糖在异构酶和催化剂作用下，部分地转化为果糖。异构化原理是很简单，高DE值葡萄糖浆，经活性炭脱色，离子交换去盐和去除气体，再加入对应催化剂和稳定剂，如镁盐、钴盐等，在pH值为6.58.5、温度为6070完成异构化反应。对于pH值来说，每种酶全部是特定，不能任意选择。果葡糖浆优点是任何种淀粉均可充作原料，不受地域和季节条件限制，工厂能够整年生产，原料资源丰富，价格廉价，用酶法生产，条件通常，设备简单，投资少，所以，果葡糖浆生产发展很快。 现在，正在深入研究把糖化和异构化合并为一个工序，以缩短生产周期，简化工艺。还有研究用硼酸盐提升果糖百分比工艺，亦有用离子交换树脂分别制取果糖和葡萄糖试验等。淀 粉 糖 浆 淀粉糖浆是淀粉经不完全水解产品，为无色、透明、粘稠液体，贮存性质稳定，无结晶析出。糖浆糖分组成关键是葡萄糖、低聚糖、糊精等。多种糖分组成百分比因水解程度和采取糖化工艺而不一样，产品种类多，含有不一样物理和化学性质，符合不一样应用需要。 现在，在中国工业上生产淀粉糖浆以中转化糖浆产量最大，其次为麦芽糖浆或饴糖浆。果葡糖浆虽有生产，但产量相当低。因为这三种糖品，含有一定代表性，现分述以下。 一、 中转化糖浆 它（DE值3842）是生产历史最久，应用较多一个糖浆，又常称为“标准”糖浆。 全部淀粉原料全部能生产糖浆，但应该选择质量高，含杂质少精制淀粉。淀粉原料质量愈高愈好，假如使用质量差淀粉，依靠糖化后精制提升糖浆质量是不合算。 工艺步骤 生产中转化糖浆，中国外通常全部采取酸法工艺，关键工序有糖化、中和、脱色和浓缩等。糖浆品级有特、甲和乙级三种。 制作方法 1. 调粉。在调粉桶内先加部分水（可使用离交或滤机洗水），在搅拌情况下加入淀粉原料，投料完成，继续加水使淀粉乳达成要求浓度（40%），然后加入盐酸调整至要求pH值。 2.糖化。调好淀粉乳，用耐酸泵送入糖化罐，进料完成打开蒸气阀升压力至2.8千克/厘米2左右，保持该压力35分钟。取样，用20%碘液检验糖化终点。糖化液遇碘呈酱红色即可放料中和。 3中和。糖化液转入中和桶进行中和，开始搅拌时加入定量废炭作助滤剂，逐步加入10%碳酸钠溶液中和，要掌握混和均匀，达成所需pH值后，打开出料阀，用泵将糖液送入过滤机。滤出清糖液随即送至冷却塔，冷却后糖液进行脱色。 4 脱色。清糖液放入脱色桶内，加入定量活性炭随加随拌，脱色搅拌时间不得少于5分钟（指糖液放满桶后），然后再送至过滤机，滤出清液盛放在贮桶内备用。 5 离子交换。将第一次脱色滤清液送至离子交换滤床进行脱盐、提纯及脱色。糖液经过阳-阴-阳-阴4个树脂滤床后，在贮糖桶内调整pH值至3.84.2。 6 第一次蒸发。离子交换后，正确调好pH值糖液，利用泵送至蒸发罐，保持真空度在500毫米汞柱以上，加热蒸气压力不得超出1千克/厘米2 ，控制蒸发浓缩中转化糖浆浓度在4250%左右。可出料进行第二次脱色。 7 二次脱色过滤。经第一次蒸发后中转化糖浆送至脱色桶，再加入定量新鲜活性炭，操作和第一次脱色相同。二次脱色糖浆必需反复回流过滤至无活性炭微粒为止，方可确保质量。然后将清透、无色中转化糖浆，送至贮糖桶。 8 第二次蒸发。该道操作基础上和第一次蒸发操作相同，只是第二次蒸发开始后，加入适量亚硫酸氢钠溶液（35波美度），能起到漂白而保护色泽作用。蒸发至要求浓度，即可放料至成品桶内。 上述工艺操作规程，关键指特、甲级成品而言，如生产乙级成品操作工序，只要求一次脱色和一次蒸发，而且有些操作指标也略有差异 二、麦芽糖浆和饴糖浆 麦芽糖浆是淀粉加水分解得到有温和甜味，在加热下较难着色一个发酵性糖。麦芽糖浆含麦芽糖量高，葡萄糖量低，也称为饴糖浆。麦芽糖浆广泛用于食品中。用酸或酶加水转化淀粉所得糖化液中虽全部含有麦芽糖，但其含量是有区分。多年来，麦芽糖浆制造技术不停改良。从早期用麦芽所含酶来糖化淀粉方法，现在已经开发了新麦芽糖生产用酶。而且改善了糖化技术。不过，在中国用麦芽或大豆中酶来糖化方法，已经有悠久历史，而且在中、小城市和农村仍然十分普遍采取，甚至还有制成固体产品，即称麦芽糖。麦芽糖浆或饴糖生产设备和技术简单，规模可大、可小。投资极少，收效很大。所以，发展饴糖工业不仅满足多种工业所需糖料，同时糖渣可作牲畜良好饲料，含有很大经济意义。 生产麦芽糖浆淀粉原料很多，通常以谷类为关键原料，如大米、碎米、糯米和玉米等，其次为薯类原料，如在北方地域也能够就地取材生产。 制作法方 麦芽糖浆或饴糖制作方法很多，通常可按糖化时淀粉原料形态不一样分为固体糖化法和液体糖化法。现在，因为生产技术改革，固体法生产旧工艺，逐步地被改良酶法生产新工艺替换，能够提升产量，降低成本和节省粮食。 1固体糖化法 以碎米或大米为原料。 制作方法 操作时是将碎米用水浸约30分钟后，蒸煮充足糊化。蒸熟米温度在100以上，经翻拌散热降温至7580，加入糖化剂（麦芽汁），混和均匀，并使温度保持在60进行糖化约68小时。随即加70第二次糖汁浸出2小时，放出第一次糖汁后，再在第一次糖渣中加70温水浸约1小时，压榨出第二次糖汁，最终将第二次糖渣加温水浸洗一次，洗水可作原料水浸用水。所得到第一次糖汁进行蒸发浓缩到8088%浓度，即为麦芽糖浆或饴糖浆，糖浆呈浅金黄色，甜味温和，还有一定风味。残糖渣经压榨回收糖水后供作饲料。 糖化剂棗即麦芽汁或糖化曲。因为制糖化曲要比制麦芽汁生产技术复杂，体力劳动过重，现在基础上极少采取。制麦芽汁原料通常为大麦，经水浸后，在2832温度使大麦发芽，待麦芽长至33.5厘米，将麦芽磨碎和等量水混合即得麦芽汁。因为麦粒中含有-淀粉酶和少许-淀粉酶，在发芽过程中-淀粉酶增加23倍。这么得到麦芽汁即有-淀粉酶使淀粉糊化，又有-淀粉酶水解淀粉产生麦芽糖功效。 2液体糖化法 制作方法 该法操作比较简单，只是要求原料进行粉碎处理，再采取加水煮料淀粉糊化方法进行制糖。 粉碎原料经加水煮料糊化后，煮熟料拌入糖化剂进行糖化，糖化完成进行过滤，通常采取压滤方法。过滤后糖渣再加温水洗涤和过滤，回收糖分。然后将糖汁和洗糖水混合蒸浓成饴糖浆。 3酶法工艺 现在生产饴糖工艺，采取-淀粉酶液化，然后用麸皮糖化。 制作方法 通常见大米或碎米为原料，先经筛洗后，用水浸渍12小时，磨碎到6070目细度，调成约35%浓度乳浆，调整pH值到6.26.4。加入氯化钙溶液，用量为原料0.2%。加入-淀粉酶，用量为每克78活力单位(相当于约2.7%)，混匀后引入高温液化桶中(进料温度为8590)。进料完成后，升温至92进行液化，保温约20分钟，葡萄糖转化值达1520。降温到约62，加入麸皮2%，混匀，在60糖化3小时左右，葡萄糖转化值上升到3540糖化终止。再加热到90以上，过滤得清澄糖液，浓缩即为饴糖浆产品，浓度82%成品率约为大米原料重量95%。 酶法生产所用糖化剂麸皮，有直接加入糖化罐，操作比较简便，有改用麸皮浸出液，产品质量很好。麸皮中所含酶为-淀粉酶，基础上不含-淀粉酶。所以，在酶法糖化时，必需使用-淀粉酶液化。这是和麦芽汁糖化剂不一样。 质量标准 下列标准适适用于以大米或碎米为原料，用麸皮或1%麦芽为糖化剂所制成饴糖浆。 1. 感观指标 色泽：淡黄微明。 味道：无异味。 2. 理化指标 还原糖：以100%干物质计算，DE值34以上。 酸度：0.1N氢氧化钠溶液毫升/100克饴糖，50毫升以下。 熬煎温度：电炉1 000瓦，垫上石棉网，熬到出现焦糊为度，在180以上。 浓度：以室温折成100%干物质计算，按各生产单位自定(通常采取42波美度)。 三、果葡糖浆 植物淀粉水解和异构化制成可和蔗糖媲美，而且含有独特风味液体淀粉糖品，已被实践证实是一个关键甜味剂。因为它组成关键是果糖和葡萄糖，故称为“果葡糖浆”。 生产果葡糖浆能够采取任何品种淀粉为原料，在任何国家或地域几乎全部有适合原料，工厂能保持整年生产，不受地域和季节限制，设备比较简单，投资费用较低。 果葡糖浆在工业生产上采取全酶法工艺，淀粉经过液化和糖化转变成葡萄糖后，再经异构化酶将一部分葡萄糖转变结果糖而得产品。它糖分组成为果糖42%，葡萄糖52%，低聚糖6%;浓度为71%；甜度和蔗糖相等。这种新型糖浆大量投产，已被认为在淀粉制糖技术上最重大突破。 工业上生产果葡萄浆，技术要求高，产量逐年增大，所以仍在不停地发展中。现在正在进行基础理论和应用技术研究，将有利于果葡萄浆更大发展。 异构化反应 葡萄糖和果糖全部是单糖，它们二者分子式相同而结构式不一样。这两种单糖经过异构化反应能够相互转变。 异构化反应要在异构酶催化下发生。自从1966年开始利用异构酶生产果葡糖浆以来，曾不停地进行酶生产应用技术研究，2年后，才开始生产果糖含量42%产品，至1972年又开始使用固相异构酶，才研究成功大规模生产连续工艺步骤。 固相异构酶 所谓固相酶是将游离酶经过物理或化学方法固定在固体载体上酶。经过固相化，酶若干性质，如活力、稳定性，最适pH值和温度、所需激活剂浓度等全部有所改变。 固相酶优点：因为含酶量高，每单位重量活力很高，能用小反应器装盛大量酶，处理大量糖液；因为大大提升了酶稳定性，能够数次反复或连续使用较长时间；因为固相酶含有一定机械强度，可装填有酶柱滤床连续使用；另外，因为酶浓度高，异构化反应速度快，降低了有色物质生成和其它不利副反应，而取得异构糖液纯度高。 生产技术 工业上大量生产果葡糖浆是用淀粉糖化液为原料，而且应选择葡萄糖含量高、纯度高糖化液。淀粉糖化方法以双酶法最好，酸酶法次之，酸法最差。因为酸法糖化液葡萄糖含量低、灰分高、颜色深、甜味不正、精制也困难，所以酸法糖化液不宜作为原料。 果葡糖浆整个生产工艺步骤，关键包含液化、糖化和异构化等工序，其中液化、糖化操作，基础上和生产葡萄糖操作法相同。不过，因为糖化液中含有蛋白质、灰分和其它杂质，对异构酶活力、稳定性全部有影响，故需先行精制除去，然后进行异构化反应。在异构化反应中糖化液葡萄糖含量越高越好，这么能够提升转化率，节省耗酶量。 制作方法 淀粉糖化液浓度约为30%，但异构化反应最适浓度要求在4050%，所以要在蒸发工序调整浓度，同时在蒸发过程中还能除去溶于糖液中空气，也有利于异构化反应。 异构化反应是在保温设备中进行，要求保持一定温度和pH值操作条件下，使异构化反应。异构化反应是在保温设备中进行，要求保持一定温度和pH值操作条件下，使异构化反应达成需要转化程度。 选择异构化反应工艺条件需要考虑到多个原因：（1）能使酶发挥较高活力，保持较高稳定性；（2）一定量酶能转化较多量葡萄糖，短时间内达成较高转化率；（3）糖分分解副反应少、颜色浅、精制轻易。这些原因又是相互影响，需要做到统筹兼顾。 异构化反应液中通常要加入少许水溶性亚硫酸盐或酸性亚硫酸盐，因为这些亚硫酸盐类能降低有色物质生成量，提升酶稳定性，活力降低少。 异构化反应过程中，酶活力逐步消失，影响转化率变低。在异构化后阶段稍将反应温度升高部分，能够提升转化率。 固相异构酶工艺 现在使用固相酶工艺以连续操作法效果很好，连续法采取设备不一样，又分为连续搅拌法、酶层过滤法和酶柱法等，但以最终一个效果很好，工业上全部采取此法。 酶柱法又称酶滤床法，该法将固相酶装填于竖立保温反应柱（滤床）内，精制糖化液由柱进料，流过酶柱，进行异构化反应，再从柱底出料，连续操作。也可由柱底进料，经过酶柱，从柱顶出料。小型酶柱，两种进料方法均可采取，大型酶柱，以前法为主。工艺条件，应按所用异构酶型号而决定。比如用凝聚芽孢杆菌固相酶话，糖化液浓度40、pH为8.5、反应温度65，硫酸镁为0.0004M （克分子量）。依据经验，酶活力处于最好pH值时，能充足发挥催化作用，反应速度快，时间短，糖分分解副反应发生程度低，所得异构化糖液颜色浅，轻易精制，假如在异构化反应中，pH值降低只有0.10.5单位，也无须调整。 在连续反应过程中，酶活力逐步降低，能够对应地降低进料速度而保持一定转化率。当连续操作一段时间后，酶活力降低到原来25左右，就需要更换新酶，再行操作。 良好操作要求能保持糖液均匀地分布于酶柱整个横切面，流经酶柱。但因为操作条件改变时，尤其是pH值和温度改变可能引发固相酶颗粒膨胀和收缩不均匀，造成酶柱产生沟路，影响糖液和酶接触不均匀。通常采取几柱串联使用，全部能降低这种不利影响。 酶柱对于糖液流通含有阻力使压力降低，这是设计酶柱时需要考虑一个问题。阻力大小和酶颗粒大小、形状、多孔性和酶柱高度及糖液流动直线速度相关。依据经验酶柱高度和糖液流过直线速度全部有一定程度，这种程度取决于固相酶性质，需要经过试验决定。固相酶这种性质常见HV值来表示H酶柱高度（米），V糖液流通直线速度（米/小时）。如凝聚芽孢杆菌固相酶极限为HV4.5，即二者乘积不能超出4.5。 异构化糖液精制 异构化反应后，所得糖液（通常为42转化率）含有色物质，并在贮存期间能产生颜色及灰分等杂质，所以需要活性炭脱色，离子交换树脂处理，脱除杂质，才能得到几乎无色无灰分产品。 因为异构化反应所采取pH值和温度能够促进糖分分解而产生有色物质和在贮存期间能缓慢地形成着色物质，所以异构化反应完成后应该将糖浆pH值降低到45，温度降低到50以下，使在临时贮存过程中尽可能降低糖分分解反应继续发生。 活性炭脱色时，可用盐酸先调整糖液pH值到4.0 4.5，再用粉末活性炭，在80进行脱色处理30分钟，过滤。 离子交换树脂处理，关键除去糖液中灰分，同时兼有除去一部分残留在糖汁中有色物质作用。通常使用两组阳、阴离子交换树脂柱串联步骤，最终流出糖液pH值较高，可用盐酸调整pH值到4.04.5。 精制糖液经真空蒸发罐浓缩到需要浓度，即得果葡糖浆产品。因为葡萄糖易于结晶，为了预防糖浆在贮存期间出现结晶析出，不能让糖液蒸发达成过高浓度，通常要求在7075%（干物质）之间。 果葡糖浆用处 1.用于饮料工业：用于清凉饮料，如可乐型饮料、汽水、果汁饮料、果露等，产品刺激性小，无异味，用于含酒精饮料和葡萄酒、苹果酒、猕猴桃酒，果露酒、黄酒等，产品可避免沉淀，味道平和。 2用于烘烤食品：果葡糖中果糖和葡萄糖全部是在烘烤制品中能被酵母快速利用发酵性单糖。而蔗糖是双糖，需要酵母中酶先将其转变成单糖才能被利用。在果葡糖中，果糖和葡萄糖含量约占95%，发酵糖分高，发酵速度快，尤其适于面包、糕点等发酵、烘烤食品中应用。果葡糖在含氮物如氨基酸、蛋白质等存在情况下，其中果糖和葡萄糖受热分解有色物质反应大大增加，速度快，颜色深，称之为焦化反应，生成焦糖含有特殊风味和颜色。另外，果葡糖吸潮性和保潮性对于面包、糕点等面类食品贮存很有利。 用于烤制面包，当面团在发酵过程中，加入果葡糖，酵母利用葡萄糖和果糖在氧气参与下进行旺盛呼吸，发酵时间短，产气多，做出面包松软，咀嚼柔软，略有湿润感。并在保留期内保持新鲜和松软。 用于软糕点和夹心糕点中蓬松性好，表皮不易松碎，风味纯正。 3用于罐头食品及蜜饯食品：因为果葡糖低分子量单糖含量高，含有较高渗透压力（和蔗糖或中度转化糖相比），所以有利于增加产品抵御微生物特征，含有较高防腐能力，很好食品保藏效果，这能够保持产品天然风味。比如：用于水果罐头，能快而均衡地渗透水果细胞模壁，可预防水果汁逆出果外，从而有利于保持水果风味。在制造果酱、番茄酱一类佐餐调味品罐头时，它能够替换一部分或全部蔗糖等甜味料。在固形物为11%番茄酱中，用等量糖浆替换蔗糖及中度转化糖时，不会发生色泽、粘稠度、甜度、风味改变，而且防腐性好，有利于贮存。因为果葡糖高渗透性、高溶解性，所以在蜜饯果脯等一类食品加工中可抑制微生物生长，成品色泽鲜明，甜度适中。 4用于冷饮食品：因为果糖在低温时甜度增加，所以果葡糖用于冷饮食品较为适宜。用果葡糖生产雪糕、冰淇淋、冰冻桔子水等，味道清凉、香甜爽口，可用1千克42%果葡糖浆替换1千克蔗糖，而不影响产品甜度，口感细腻，无冰粒生成。 5用于糖果工业：果葡糖用于糖果工业生产，可增加吸湿性，预防蔗糖结晶、返砂、其功效和转化糖相类似，关键应用于软糖生产，如高梁饴粉淀软糖、琼脂软糖等一类糖果，预防结晶效果很好。过去生产硬糖果是用有机酸使蔗糖在熬糖过程中一部分水解成转化糖（约1015%），这么冷却后糖果才不会结晶、破碎，达成坚硬、透明效果。现在可用果葡糖浆替换转化糖，不仅降低酸转化工序，而且质量，风味俱佳。 6用于疗效食品：果糖和葡萄糖能够被人体直接吸收利用，其中果糖甜度高，应用于食品中达成和蔗糖相同甜度时，用量小，发烧量较低。所以，果葡糖浆适于低热量食品中应用。这类食品可供肥胖病患者或预防肥胖人食用。这种疗效食品即可满足病人吃甜愿望，又可起到辅助医疗效果。另外，果葡糖中果糖吸收速度慢，代谢也不受胰岛素影响，适于糖尿病患者食用，不致产生过高血糖高峰。 7在其它方面应用：果葡糖浆可替换蔗糖直接用于烟花薄片加工，可增强韧性，利于机切；用于卷烟，一则保潮，二则掩盖烟异杂味。果葡糖浆还可用于腌制品、化妆品、医药工业和用于烹调和直接调味中。