第六章 淀粉制糖技术 本章重点和学习目标 各种淀粉糖的性质及应用；淀粉糖的生产原理和工艺；酶液化和酶糖化的工艺方法及工 艺要点；果葡糖浆的生产原理及工艺；现代生物工程技术在淀粉制糖生产中的应用。 淀粉糖是以淀粉为原料，通过酸或酶的催化水解反应生产的糖品的总称，是淀粉深加工 的主要产品。在美国，淀粉糖年产量已达 1 000 万 t，占玉米深加工总量的 60％，从 20 世 纪 80 年代中期开始，美国国内淀粉糖消费量已超过蔗糖。我国淀粉糖工业目前仍处于发展 的起步阶段，从 20 世纪 90 年代以来，由于现代生物工程技术的应用，生产淀粉糖所用酶制 剂品种的增加及质量的提高，使淀粉糖行业得到快速发展，产量以年均 10％的速度增长， 而且品种也日益增加，形成了各种不同甜度及功能的麦芽糊精、葡萄糖、麦芽糖、功能性糖 及糖醇等几大系列的淀粉糖产品。 淀粉糖的原料是淀粉，任何含淀粉的农作物，如玉米、大米、木薯等均可用来生产淀粉 糖，生产不受地区和季节的限制。淀粉糖在口感、功能性上比蔗糖更能适应不同消费者的需 要，并可改善食品的品质和加工性能，如低聚异麦芽糖可以增殖双歧杆菌、防龋齿；麦芽糖 浆、淀粉糖浆在糖果、蜜饯制造中代替部分蔗糖可防止“返砂”、“发烊”等，这些都是蔗 糖无可比拟的。因此，淀粉糖具有很好的发展前景。 第一节 淀粉糖的种类及特性 一、淀粉糖的种类 淀粉糖种类按成分组成来分大致可分为液体葡萄糖、结晶葡萄糖(全糖)、麦芽糖浆(饴 糖、高麦芽糖浆、麦芽糖)、麦芽糊精、麦芽低聚糖、果葡糖浆等。 1 液体葡萄糖：是控制淀粉适度水解得到的以葡萄糖、麦芽糖以及麦芽低聚糖组成的 混合糖浆，葡萄糖和麦芽糖均属于还原性较强的糖，淀粉水解程度越大，葡萄糖等含量越高， 还原性越强。淀粉糖工业上常用葡萄糖值(dextrose equivalent)简称 DE 值(糖化液中还原 性糖全部当做葡萄糖计算，占干物质的百分率称葡萄糖值)来表示淀粉水解的程度。液体葡 萄糖按转化程度可分为高、中、低 3 大类。工业上产量最大、应用最广的中等转化糖浆，其 DE,值为 30％～50％，其中 DE 值为 42％左右的又称为标准葡萄糖浆。高转化糖浆 DE!值在 50％～70％，低转化糖浆 DE 值 30％以下。不同 DE 值的液体葡萄糖在性能方面有一定差异， 因此不同用途可选择不同水解程度的淀粉糖。 2 葡萄糖：是淀粉经酸或酶完全水解的产物，由于生产工艺的不同，所得葡萄糖产品 的纯度也不同，一般可分为结晶葡萄糖和全糖两类，其中葡萄糖占干物质的 95％～97％， 其余为少量因水解不完全而剩下的低聚糖，将所得的糖化液用活性炭脱色，再流经离子交换 树脂柱，除去无机物等杂质，便得到了无色、纯度高的精制糖化液。将此精制糖化液浓缩
第六章 淀粉制糖技术 本章重点和学习目标 各种淀粉糖的性质及应用；淀粉糖的生产原理和工艺；酶液化和酶糖化的工艺方法及工 艺要点；果葡糖浆的生产原理及工艺；现代生物工程技术在淀粉制糖生产中的应用。 淀粉糖是以淀粉为原料，通过酸或酶的催化水解反应生产的糖品的总称，是淀粉深加工 的主要产品。在美国，淀粉糖年产量已达 1 000 万 t，占玉米深加工总量的 60％，从 20 世 纪 80 年代中期开始，美国国内淀粉糖消费量已超过蔗糖。我国淀粉糖工业目前仍处于发展 的起步阶段，从 20 世纪 90 年代以来，由于现代生物工程技术的应用，生产淀粉糖所用酶制 剂品种的增加及质量的提高，使淀粉糖行业得到快速发展，产量以年均 10％的速度增长， 而且品种也日益增加，形成了各种不同甜度及功能的麦芽糊精、葡萄糖、麦芽糖、功能性糖 及糖醇等几大系列的淀粉糖产品。 淀粉糖的原料是淀粉，任何含淀粉的农作物，如玉米、大米、木薯等均可用来生产淀粉 糖，生产不受地区和季节的限制。淀粉糖在口感、功能性上比蔗糖更能适应不同消费者的需 要，并可改善食品的品质和加工性能，如低聚异麦芽糖可以增殖双歧杆菌、防龋齿；麦芽糖 浆、淀粉糖浆在糖果、蜜饯制造中代替部分蔗糖可防止“返砂”、“发烊”等，这些都是蔗 糖无可比拟的。因此，淀粉糖具有很好的发展前景。 第一节 淀粉糖的种类及特性 一、淀粉糖的种类 淀粉糖种类按成分组成来分大致可分为液体葡萄糖、结晶葡萄糖(全糖)、麦芽糖浆(饴 糖、高麦芽糖浆、麦芽糖)、麦芽糊精、麦芽低聚糖、果葡糖浆等。 1 液体葡萄糖：是控制淀粉适度水解得到的以葡萄糖、麦芽糖以及麦芽低聚糖组成的 混合糖浆，葡萄糖和麦芽糖均属于还原性较强的糖，淀粉水解程度越大，葡萄糖等含量越高， 还原性越强。淀粉糖工业上常用葡萄糖值(dextrose equivalent)简称 DE 值(糖化液中还原 性糖全部当做葡萄糖计算，占干物质的百分率称葡萄糖值)来表示淀粉水解的程度。液体葡 萄糖按转化程度可分为高、中、低 3 大类。工业上产量最大、应用最广的中等转化糖浆，其 DE,值为 30％～50％，其中 DE 值为 42％左右的又称为标准葡萄糖浆。高转化糖浆 DE!值在 50％～70％，低转化糖浆 DE 值 30％以下。不同 DE 值的液体葡萄糖在性能方面有一定差异， 因此不同用途可选择不同水解程度的淀粉糖。 2 葡萄糖：是淀粉经酸或酶完全水解的产物，由于生产工艺的不同，所得葡萄糖产品 的纯度也不同，一般可分为结晶葡萄糖和全糖两类，其中葡萄糖占干物质的 95％～97％， 其余为少量因水解不完全而剩下的低聚糖，将所得的糖化液用活性炭脱色，再流经离子交换 树脂柱，除去无机物等杂质，便得到了无色、纯度高的精制糖化液。将此精制糖化液浓缩
在结晶罐冷却结晶，得含水α一葡萄糖结晶产品；在真空罐中于较高温度下结晶，得到无水 β一葡萄糖结晶产品；在真空罐中结晶，得无水α一葡萄糖结晶产品。 3 果葡糖浆：如果把精制的葡萄糖液流经固定化葡萄糖异构酶柱，使其中葡萄糖一部 分发生异构化反应，转变成其异构体果糖，得到糖分组成主要为果糖和葡萄糖的糖浆，再经 活性炭和离子交换树脂精制，浓缩得到无色透明的果葡糖浆产品。这种产品的质量分数为 71％，糖分组成为果糖 42％(干基计)，葡萄糖 53 ％，低聚糖 5％，这是国际上在 20 世纪 60 年代末开始大量生产的果葡糖浆产品，甜度等于蔗糖，但风味更好，被称为第一代果葡 糖浆产品。20 世纪 70 年代末期世界上研究成功用无机分子筛分离果糖和葡萄糖技术，将第 一代产品用分子筛模拟移动床分离，得果糖含量达 94％的糖液，再与适量的第一代产品混 合，得果糖含量分别为 55％和 90 ％两种产品。甜度高过蔗糖分别为蔗糖甜度的 1．1 倍和 1．4 倍，也被称为第二、第三代产品。第二代产品的质量分数为 77％，果糖 55％(干基计)， 葡萄糖 40％，低聚糖 5％。第三代产品的质量分数为 80％，果糖 90％(干基计)，葡萄糖 7％， 低聚糖 3％。 4 麦芽糖浆：是以淀粉为原料，经酶或酸结合法水解制成的一种淀粉糖浆，和液体葡 萄糖相比，麦芽糖浆中葡萄糖含量较低(一般在 10％以下)，而麦芽糖含量较高(一般在 40％～90％)，按制法和麦芽糖含量不同可分别称为饴糖、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆等， 其糖分组成主要是麦芽糖、糊精和低聚糖。 二、淀粉糖的性质 不同淀粉糖产品在许多性质方面存在差别，如甜度、黏度、胶黏性、增稠性、吸潮性和 保潮性，渗透压力和食品保藏性、颜色稳定性、焦化性、发酵性、还原性、防止蔗糖结晶性、 泡沫稳定性等等。这些性质与淀粉糖的应用密切相关，不同的用途，需要选择不同种类的淀 粉糖品。下面简单的叙述淀粉糖的有关特性。 1 甜度 甜度是糖类的重要性质，但影响甜度的因素很多，特别是浓度。浓度增加，甜度增高， 但增高程度不同糖类之间存在差别，葡萄糖溶液甜度随浓度增高的程度大于蔗糖，在较低的 浓度，葡萄糖的甜度低于蔗糖，但随浓度的增高差别减小，当含量达到 40％以上两者的甜 度相等(表 6—1)。淀粉糖浆的甜度随转化程度的增高而增高，此外，不同糖品混合使用有 相互提高的效果。下面是几种糖类的甜度。 表 6-1 几种糖类的相对甜度 糖类名称 相对甜度 糖类名称 相对甜度 蔗糖 1.0 果葡糖浆（42 型） 1.0 葡萄糖 0.7 淀粉糖浆（DE 值 42） 0.5 果糖 1.5 淀粉糖浆（DE 值 70） 0.8 麦芽糖 0.5 2 溶解度 各种糖的溶解度不相同，果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖。葡萄糖的溶解度较低，在室 温下浓度约为 50％，过高的浓度则葡萄糖结晶析出。为防止有结晶析出，工业上储存葡萄 糖溶液需要控制葡萄糖含量 42％(干物质)以下，高转化糖浆的糖分组成保持葡萄糖 35％～ 40％，麦芽糖 35％～40％，果葡糖浆(转化率 42％)的质量分数一般为 71％。 3 结晶性质 蔗糖易于结晶，晶体能生长很大。葡萄糖也容易结晶，但晶体细小。果糖难结晶。淀粉
在结晶罐冷却结晶，得含水α一葡萄糖结晶产品；在真空罐中于较高温度下结晶，得到无水 β一葡萄糖结晶产品；在真空罐中结晶，得无水α一葡萄糖结晶产品。 3 果葡糖浆：如果把精制的葡萄糖液流经固定化葡萄糖异构酶柱，使其中葡萄糖一部 分发生异构化反应，转变成其异构体果糖，得到糖分组成主要为果糖和葡萄糖的糖浆，再经 活性炭和离子交换树脂精制，浓缩得到无色透明的果葡糖浆产品。这种产品的质量分数为 71％，糖分组成为果糖 42％(干基计)，葡萄糖 53 ％，低聚糖 5％，这是国际上在 20 世纪 60 年代末开始大量生产的果葡糖浆产品，甜度等于蔗糖，但风味更好，被称为第一代果葡 糖浆产品。20 世纪 70 年代末期世界上研究成功用无机分子筛分离果糖和葡萄糖技术，将第 一代产品用分子筛模拟移动床分离，得果糖含量达 94％的糖液，再与适量的第一代产品混 合，得果糖含量分别为 55％和 90 ％两种产品。甜度高过蔗糖分别为蔗糖甜度的 1．1 倍和 1．4 倍，也被称为第二、第三代产品。第二代产品的质量分数为 77％，果糖 55％(干基计)， 葡萄糖 40％，低聚糖 5％。第三代产品的质量分数为 80％，果糖 90％(干基计)，葡萄糖 7％， 低聚糖 3％。 4 麦芽糖浆：是以淀粉为原料，经酶或酸结合法水解制成的一种淀粉糖浆，和液体葡 萄糖相比，麦芽糖浆中葡萄糖含量较低(一般在 10％以下)，而麦芽糖含量较高(一般在 40％～90％)，按制法和麦芽糖含量不同可分别称为饴糖、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆等， 其糖分组成主要是麦芽糖、糊精和低聚糖。 二、淀粉糖的性质 不同淀粉糖产品在许多性质方面存在差别，如甜度、黏度、胶黏性、增稠性、吸潮性和 保潮性，渗透压力和食品保藏性、颜色稳定性、焦化性、发酵性、还原性、防止蔗糖结晶性、 泡沫稳定性等等。这些性质与淀粉糖的应用密切相关，不同的用途，需要选择不同种类的淀 粉糖品。下面简单的叙述淀粉糖的有关特性。 1 甜度 甜度是糖类的重要性质，但影响甜度的因素很多，特别是浓度。浓度增加，甜度增高， 但增高程度不同糖类之间存在差别，葡萄糖溶液甜度随浓度增高的程度大于蔗糖，在较低的 浓度，葡萄糖的甜度低于蔗糖，但随浓度的增高差别减小，当含量达到 40％以上两者的甜 度相等(表 6—1)。淀粉糖浆的甜度随转化程度的增高而增高，此外，不同糖品混合使用有 相互提高的效果。下面是几种糖类的甜度。 表 6-1 几种糖类的相对甜度 糖类名称 相对甜度 糖类名称 相对甜度 蔗糖 1.0 果葡糖浆（42 型） 1.0 葡萄糖 0.7 淀粉糖浆（DE 值 42） 0.5 果糖 1.5 淀粉糖浆（DE 值 70） 0.8 麦芽糖 0.5 2 溶解度 各种糖的溶解度不相同，果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖。葡萄糖的溶解度较低，在室 温下浓度约为 50％，过高的浓度则葡萄糖结晶析出。为防止有结晶析出，工业上储存葡萄 糖溶液需要控制葡萄糖含量 42％(干物质)以下，高转化糖浆的糖分组成保持葡萄糖 35％～ 40％，麦芽糖 35％～40％，果葡糖浆(转化率 42％)的质量分数一般为 71％。 3 结晶性质 蔗糖易于结晶，晶体能生长很大。葡萄糖也容易结晶，但晶体细小。果糖难结晶。淀粉
糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能结晶，并能防止蔗糖结晶。糖的这种结晶性质 与其应用有关。例如，硬糖果制造中，单独使用蔗糖，熬煮到水分 1．5％以下，冷却后， 蔗糖结晶，破裂，不能得到坚韧、透明的产品。若添加部分淀粉糖浆可防止蔗糖结晶，防止 产品储存过程中返砂，淀粉糖浆中的糊精，还能增加糖果的韧性、强度和黏性，使糖果不易 破碎，此外，淀粉糖浆的甜度较低，有冲淡蔗糖甜度的效果，使产品甜味温和。 4 吸湿性和保湿性 不同种类食品对于糖吸湿性和保湿性的要求不同。例如，硬糖果需要吸湿性低，避免遇 潮湿天气吸收水分导致溶化，所以宜选用蔗糖、低转化或中转化糖浆为好。转化糖和果葡糖 浆含有吸湿性强的果糖，不宜使用。但软糖果则需要保持一定的水分，面包、糕点类食品也 需要保持松软，应使用高转化糖浆和果葡糖浆为宜。果糖的吸湿性是各种糖中最高的。 5 渗透压力 较高浓度的糖液能抑制许多微生物的生长，这是由于糖液的渗透压力使微生物菌体内的 水分被吸走，生长受到抑制。不同糖类的渗透压力不同，单糖的渗透压力约为二糖的两倍， 葡萄糖和果糖都是单糖，具有较高的渗透压力和食品保藏效果，果葡糖浆的糖分组成为葡萄 糖和果糖，渗透压力也较高，淀粉糖浆是多种糖的混合物，渗透压力随转化程度的增加而升 高。此外，糖液的渗透压力还与浓度有关，随浓度的增高而增加。 6 黏度 葡萄糖和果糖的黏度较蔗糖低，淀粉糖浆的黏度较高，但随转化度的增高而降低。利用 淀粉糖浆的高黏度，可应用于多种食品中，提高产品的稠度和可口性。 7 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 解生成有色物质，也容易与蛋白质类含氮物质起羰氨反应生成有色物质。蔗糖不具有还原性， 在中性和弱碱性条件下化学稳定性高，但在 pH 值 9 以上受热易分解产生有色物质。食品一 般是偏酸性的，淀粉糖在酸性条件下稳定。 8 发酵性 酵母能发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等，但不能发酵较高的低聚糖和糊精。有的食 品需要发酵，如面包、糕点等；有的食品不需要发酵，如蜜饯、果酱等。淀粉糖浆的发酵糖 分为葡萄糖和麦芽糖，且随转化程度而增高。生产面包类发酵食品应用发酵糖分高的高转化 糖浆和葡萄糖为好。 第二节 淀粉糖的酸糖化工艺 淀粉在酸或淀粉酶的催化作用下发生水解反应，其水解最终产物随所用的催化剂种类而 异。在酸作用下，淀粉水解的最终产物是葡萄糖，在淀粉酶作用下，随酶的种类不同而产物 各异。 一、酸糖化机理 淀粉乳加入稀酸后加热，经糊化、溶解，进而葡萄糖苷链裂解，形成各种聚合度的糖类 混合溶液。在稀溶液的情况下，最终将全部变成葡萄糖。在此，酸仅起催化作用。淀粉的酸 水解反应可由化学式简示于下： (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6
糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能结晶，并能防止蔗糖结晶。糖的这种结晶性质 与其应用有关。例如，硬糖果制造中，单独使用蔗糖，熬煮到水分 1．5％以下，冷却后， 蔗糖结晶，破裂，不能得到坚韧、透明的产品。若添加部分淀粉糖浆可防止蔗糖结晶，防止 产品储存过程中返砂，淀粉糖浆中的糊精，还能增加糖果的韧性、强度和黏性，使糖果不易 破碎，此外，淀粉糖浆的甜度较低，有冲淡蔗糖甜度的效果，使产品甜味温和。 4 吸湿性和保湿性 不同种类食品对于糖吸湿性和保湿性的要求不同。例如，硬糖果需要吸湿性低，避免遇 潮湿天气吸收水分导致溶化，所以宜选用蔗糖、低转化或中转化糖浆为好。转化糖和果葡糖 浆含有吸湿性强的果糖，不宜使用。但软糖果则需要保持一定的水分，面包、糕点类食品也 需要保持松软，应使用高转化糖浆和果葡糖浆为宜。果糖的吸湿性是各种糖中最高的。 5 渗透压力 较高浓度的糖液能抑制许多微生物的生长，这是由于糖液的渗透压力使微生物菌体内的 水分被吸走，生长受到抑制。不同糖类的渗透压力不同，单糖的渗透压力约为二糖的两倍， 葡萄糖和果糖都是单糖，具有较高的渗透压力和食品保藏效果，果葡糖浆的糖分组成为葡萄 糖和果糖，渗透压力也较高，淀粉糖浆是多种糖的混合物，渗透压力随转化程度的增加而升 高。此外，糖液的渗透压力还与浓度有关，随浓度的增高而增加。 6 黏度 葡萄糖和果糖的黏度较蔗糖低，淀粉糖浆的黏度较高，但随转化度的增高而降低。利用 淀粉糖浆的高黏度，可应用于多种食品中，提高产品的稠度和可口性。 7 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 解生成有色物质，也容易与蛋白质类含氮物质起羰氨反应生成有色物质。蔗糖不具有还原性， 在中性和弱碱性条件下化学稳定性高，但在 pH 值 9 以上受热易分解产生有色物质。食品一 般是偏酸性的，淀粉糖在酸性条件下稳定。 8 发酵性 酵母能发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等，但不能发酵较高的低聚糖和糊精。有的食 品需要发酵，如面包、糕点等；有的食品不需要发酵，如蜜饯、果酱等。淀粉糖浆的发酵糖 分为葡萄糖和麦芽糖，且随转化程度而增高。生产面包类发酵食品应用发酵糖分高的高转化 糖浆和葡萄糖为好。 第二节 淀粉糖的酸糖化工艺 淀粉在酸或淀粉酶的催化作用下发生水解反应，其水解最终产物随所用的催化剂种类而 异。在酸作用下，淀粉水解的最终产物是葡萄糖，在淀粉酶作用下，随酶的种类不同而产物 各异。 一、酸糖化机理 淀粉乳加入稀酸后加热，经糊化、溶解，进而葡萄糖苷链裂解，形成各种聚合度的糖类 混合溶液。在稀溶液的情况下，最终将全部变成葡萄糖。在此，酸仅起催化作用。淀粉的酸 水解反应可由化学式简示于下： (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6
在淀粉的水解过程中，颗粒结晶结构被破坏。α一 1，4 糖甙键和α一 1，6 糖甙键被水 解生成葡萄糖，而α一 1，4 糖甙键的水解速度大于α一 1，6 糖甙键。 淀粉水解生成的葡萄糖受酸和热的催化作用，又发生复合反应和分解反应。复合反应是 葡萄糖分子通过α一 1，6 键结合生成异麦芽糖、龙胆二糖、潘糖和其他具有α-1，6 键的 低聚糖类。复合糖可再次经水解转变成葡萄糖，此反应是可逆的。分解反应是葡萄糖分解成 5L 羟甲基糠醛、有机酸和有色物质等。葡萄糖的复合反应和分解反应简示于下如图 6—1 所 示： 淀粉——葡萄糖 龙胆二糖和其他低聚糖 ↓ 5-羟甲基糠醛——有色聚合物 ↓ 甲酸和其他有机酸 图 6—1 葡萄糖的复合反应和分解反应 在糖化过程中，水解、复合和分解 3 种化学反应同时发生，而水解反应是主要的。复合 与分解反应是次要的，且对糖浆生产是不利的，降低了产品的收得率，增加了糖液精制的困 难，所以要尽可能降低这两种反应。 二 、影响酸糖化的因素 1 酸的种类和浓度 由于各种酸的电离常数不同，虽摩尔数相同，但 H +浓度不同，因而水解能力不同。若以 盐酸的水解力为 100，则硫酸为 50．35，草酸为 20．42，亚硫酸为 4.82，醋酸为 6．8。 因此淀粉糖工业常用盐酸来水解淀粉。盐酸水解，用碳酸钠中和，生成的氯化钠存在于 糖液中，若生成大量的氯化钠，就会增加灰分和咸味，且盐酸对设备的腐蚀性很大，对葡萄 糖的复合反应催化作用也强。 硫酸催化效率仅次于盐酸，用硫酸水解后，经石灰中和，生成的硫酸钙沉淀在过滤时大 部分可除去，但它仍具有一定的溶解度，会有少量溶于糖液中，在糖液蒸发时，形成结垢， 影响蒸发效率，且糖浆在储存中，硫酸钙会慢慢析出而变混浊，因此，工业上很少使用硫酸。 草酸虽然催化效率不高，但生成的草酸钙不溶于水，过滤时可全部除去，而且可减少葡 萄糖的复合分解反应，糖液的色泽较浅，不过草酸价格贵，因此，工业上也较少采用。 酸水解时，生产上常控制糖化液 pH 值为 1．5～2．5。同一种酸，浓度增大，能增进水 解作用，但两者之间并不表现为等比例关系，因此，酸的浓度就不宜过大，否则会引起不良 后果。 2 淀粉乳浓度 酸催化淀粉水解生成的葡萄糖，在酸和热的作用下，会发生复合和分解反应，影响葡萄 糖的产率和增加糖化液精制的困难。所以生产上要尽可能降低这两种副反应，有效的方法是 通过调节淀粉乳的浓度来控制，生产淀粉糖浆一般淀粉乳浓度控制在 22～24 波美度，结晶 葡萄糖则为 12～14 波美度。淀粉乳浓度越高，水解糖液中葡萄糖浓度越大，葡萄糖的复合 分解反应就强烈，生成龙胆二糖(苦味)和其他低聚糖也多，影响制品品质，降低葡萄糖产率； 但淀粉乳浓度太低，水解糖液中葡萄糖浓度也过低，设备利用率降低，蒸发浓缩耗能大。 3 温度、压力、时间 温度、压力、时间的增加均能增进水解作用，但过高温度、压力或过长时间，也会引起 不良后果。生产上对淀粉糖浆一般控制在 283～303 kPa，温度 142～145℃，时间 8～9 min； 结晶葡萄糖则采用 252～353 kPa，温度 138～147lC，时间 16～35 min
在淀粉的水解过程中，颗粒结晶结构被破坏。α一 1，4 糖甙键和α一 1，6 糖甙键被水 解生成葡萄糖，而α一 1，4 糖甙键的水解速度大于α一 1，6 糖甙键。 淀粉水解生成的葡萄糖受酸和热的催化作用，又发生复合反应和分解反应。复合反应是 葡萄糖分子通过α一 1，6 键结合生成异麦芽糖、龙胆二糖、潘糖和其他具有α-1，6 键的 低聚糖类。复合糖可再次经水解转变成葡萄糖，此反应是可逆的。分解反应是葡萄糖分解成 5L 羟甲基糠醛、有机酸和有色物质等。葡萄糖的复合反应和分解反应简示于下如图 6—1 所 示： 淀粉——葡萄糖 龙胆二糖和其他低聚糖 ↓ 5-羟甲基糠醛——有色聚合物 ↓ 甲酸和其他有机酸 图 6—1 葡萄糖的复合反应和分解反应 在糖化过程中，水解、复合和分解 3 种化学反应同时发生，而水解反应是主要的。复合 与分解反应是次要的，且对糖浆生产是不利的，降低了产品的收得率，增加了糖液精制的困 难，所以要尽可能降低这两种反应。 二 、影响酸糖化的因素 1 酸的种类和浓度 由于各种酸的电离常数不同，虽摩尔数相同，但 H +浓度不同，因而水解能力不同。若以 盐酸的水解力为 100，则硫酸为 50．35，草酸为 20．42，亚硫酸为 4.82，醋酸为 6．8。 因此淀粉糖工业常用盐酸来水解淀粉。盐酸水解，用碳酸钠中和，生成的氯化钠存在于 糖液中，若生成大量的氯化钠，就会增加灰分和咸味，且盐酸对设备的腐蚀性很大，对葡萄 糖的复合反应催化作用也强。 硫酸催化效率仅次于盐酸，用硫酸水解后，经石灰中和，生成的硫酸钙沉淀在过滤时大 部分可除去，但它仍具有一定的溶解度，会有少量溶于糖液中，在糖液蒸发时，形成结垢， 影响蒸发效率，且糖浆在储存中，硫酸钙会慢慢析出而变混浊，因此，工业上很少使用硫酸。 草酸虽然催化效率不高，但生成的草酸钙不溶于水，过滤时可全部除去，而且可减少葡 萄糖的复合分解反应，糖液的色泽较浅，不过草酸价格贵，因此，工业上也较少采用。 酸水解时，生产上常控制糖化液 pH 值为 1．5～2．5。同一种酸，浓度增大，能增进水 解作用，但两者之间并不表现为等比例关系，因此，酸的浓度就不宜过大，否则会引起不良 后果。 2 淀粉乳浓度 酸催化淀粉水解生成的葡萄糖，在酸和热的作用下，会发生复合和分解反应，影响葡萄 糖的产率和增加糖化液精制的困难。所以生产上要尽可能降低这两种副反应，有效的方法是 通过调节淀粉乳的浓度来控制，生产淀粉糖浆一般淀粉乳浓度控制在 22～24 波美度，结晶 葡萄糖则为 12～14 波美度。淀粉乳浓度越高，水解糖液中葡萄糖浓度越大，葡萄糖的复合 分解反应就强烈，生成龙胆二糖(苦味)和其他低聚糖也多，影响制品品质，降低葡萄糖产率； 但淀粉乳浓度太低，水解糖液中葡萄糖浓度也过低，设备利用率降低，蒸发浓缩耗能大。 3 温度、压力、时间 温度、压力、时间的增加均能增进水解作用，但过高温度、压力或过长时间，也会引起 不良后果。生产上对淀粉糖浆一般控制在 283～303 kPa，温度 142～145℃，时间 8～9 min； 结晶葡萄糖则采用 252～353 kPa，温度 138～147lC，时间 16～35 min
三、酸糖化工艺 1 间断糖化法 这种糖化方法是在一密闭的糖化罐内进行的，糖化进料前，首先开启糖化罐进汽阀门， 排除罐内冷空气。在罐压保持 0．03～O．05 MPa 的情况下，连续进料，为了使糖化均匀， 尽量缩短进料时间。进料完毕，迅速升压至规定压力，并立即快速放料，避免过度糖化。由 于间断糖化在放料过程中仍可继续进行糖化反应，为了避免过度糖化，其中间品的 DE 值要 比成品的 DE 值标准略低。 2 连续糖化 由于间断糖化操作麻烦，糖化不均匀，葡萄糖的复合、分解反应和糖液的转化程度控制 困难，又难以实现生产过程的自动化，许多国家采用连续糖化技术。连续糖化分为直接加热 式和间接加热式两种。 1 ） 直接加热式 直接加热式的工艺过程是淀粉与水在一个贮槽内调配好，酸液在另一个槽内储存，然后 在淀粉乳调配罐内混合，调整浓度和酸度。利用定量泵输送淀粉乳，通过蒸汽喷射加热器升 温，并送至维持罐，流入蛇管反应器进行糖化反应，控制一定的温度、压力和流速，以完成 糖化过程。而后糖化液进入分离器闪急冷却。二次蒸汽急速排出，糖化液迅速至常压，冷却 到 100℃以下，再进入贮槽进行中和。 2 ） 间接加热式 间接加热式的工艺过程为：淀粉浆在配料罐内连续自动调节 pH 值，并用高压泵打人 3 套管式的管束糖化反应器内，被内外间接加热。反应一定时间后，经闪急冷却后中和。物料 在流动中可产生搅动效果，各部分受热均匀，糖化完全，糖化液颜色浅，有利于精制，热能 利用效率高。蒸汽耗量和脱色用活性炭比间断糖化法节约 第三节 淀粉的酶液化和酶糖化工艺 一、淀粉酶 淀粉的酶水解法是用专一性很强的淀粉酶将淀粉水解成相应的糖。在葡萄糖及淀粉糖浆 生产时应用α一淀粉酶与糖化酶(葡萄糖苷酶)的协同作用，前者将高分子的淀粉割断为短链 糊精，后者便迅速地把短链糊精水解成葡萄糖。同理，生产饴糖时，则用α一淀粉酶与β一 淀粉酶配合，α一淀粉酶转变的短链糊精被β一淀粉酶水解成麦芽糖。 1 α-淀粉酶 1）作用点： α一淀粉酶属内切型淀粉酶，它作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方 式切断α一 1，4 糖苷键，但水解位于分子中间的α一 1，4 键的概率高于位于分子末端的α 一 1，4 键，a 一淀粉酶不能水解支链淀粉中的α一 1，6 键，也不能水解相邻分支点的α一 1，4 键；不能水解麦芽糖，但可水解麦芽三糖及以上的含α一 1，4 键的麦芽低聚糖。由于 在其水解产物中，还原性末端葡萄糖分子中 C，的构型为α一型，故称为α一淀粉酶。 α一淀粉酶作用于直链淀粉时，可分为两个阶段，第一个阶段速度较快，能将直链淀粉 全部水解为麦芽糖、麦芽三糖及直链麦芽低聚糖；第二阶段速度很慢，如酶量充分，最终将 麦芽三糖和麦芽低聚糖水解为麦芽糖和葡萄糖。α一淀粉酶水解支链淀粉时，可任意水解α 一 1，4 键，不能水解α一 1，6 键及相邻的α一 1，4 键，但可越过分支点继续水解α一 1， 4 键，最终水解产物中除葡萄糖、麦芽糖外还有一系列带有α一 1，6 键的极限糊精，不同
三、酸糖化工艺 1 间断糖化法 这种糖化方法是在一密闭的糖化罐内进行的，糖化进料前，首先开启糖化罐进汽阀门， 排除罐内冷空气。在罐压保持 0．03～O．05 MPa 的情况下，连续进料，为了使糖化均匀， 尽量缩短进料时间。进料完毕，迅速升压至规定压力，并立即快速放料，避免过度糖化。由 于间断糖化在放料过程中仍可继续进行糖化反应，为了避免过度糖化，其中间品的 DE 值要 比成品的 DE 值标准略低。 2 连续糖化 由于间断糖化操作麻烦，糖化不均匀，葡萄糖的复合、分解反应和糖液的转化程度控制 困难，又难以实现生产过程的自动化，许多国家采用连续糖化技术。连续糖化分为直接加热 式和间接加热式两种。 1 ） 直接加热式 直接加热式的工艺过程是淀粉与水在一个贮槽内调配好，酸液在另一个槽内储存，然后 在淀粉乳调配罐内混合，调整浓度和酸度。利用定量泵输送淀粉乳，通过蒸汽喷射加热器升 温，并送至维持罐，流入蛇管反应器进行糖化反应，控制一定的温度、压力和流速，以完成 糖化过程。而后糖化液进入分离器闪急冷却。二次蒸汽急速排出，糖化液迅速至常压，冷却 到 100℃以下，再进入贮槽进行中和。 2 ） 间接加热式 间接加热式的工艺过程为：淀粉浆在配料罐内连续自动调节 pH 值，并用高压泵打人 3 套管式的管束糖化反应器内，被内外间接加热。反应一定时间后，经闪急冷却后中和。物料 在流动中可产生搅动效果，各部分受热均匀，糖化完全，糖化液颜色浅，有利于精制，热能 利用效率高。蒸汽耗量和脱色用活性炭比间断糖化法节约 第三节 淀粉的酶液化和酶糖化工艺 一、淀粉酶 淀粉的酶水解法是用专一性很强的淀粉酶将淀粉水解成相应的糖。在葡萄糖及淀粉糖浆 生产时应用α一淀粉酶与糖化酶(葡萄糖苷酶)的协同作用，前者将高分子的淀粉割断为短链 糊精，后者便迅速地把短链糊精水解成葡萄糖。同理，生产饴糖时，则用α一淀粉酶与β一 淀粉酶配合，α一淀粉酶转变的短链糊精被β一淀粉酶水解成麦芽糖。 1 α-淀粉酶 1）作用点： α一淀粉酶属内切型淀粉酶，它作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方 式切断α一 1，4 糖苷键，但水解位于分子中间的α一 1，4 键的概率高于位于分子末端的α 一 1，4 键，a 一淀粉酶不能水解支链淀粉中的α一 1，6 键，也不能水解相邻分支点的α一 1，4 键；不能水解麦芽糖，但可水解麦芽三糖及以上的含α一 1，4 键的麦芽低聚糖。由于 在其水解产物中，还原性末端葡萄糖分子中 C，的构型为α一型，故称为α一淀粉酶。 α一淀粉酶作用于直链淀粉时，可分为两个阶段，第一个阶段速度较快，能将直链淀粉 全部水解为麦芽糖、麦芽三糖及直链麦芽低聚糖；第二阶段速度很慢，如酶量充分，最终将 麦芽三糖和麦芽低聚糖水解为麦芽糖和葡萄糖。α一淀粉酶水解支链淀粉时，可任意水解α 一 1，4 键，不能水解α一 1，6 键及相邻的α一 1，4 键，但可越过分支点继续水解α一 1， 4 键，最终水解产物中除葡萄糖、麦芽糖外还有一系列带有α一 1，6 键的极限糊精，不同