淀粉的液化技术

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1、第一章液化技术　　　　　　　　第一节液化理论　　糖化使用的葡萄糖淀粉属于外酶，水解作用从低物分子的非还原端进行。为了增加糖化酶作用的机会，加快糖化反应速度，必须用α-淀粉酶将大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖。但是淀粉颗粒的结晶性结构对酶作用的抵抗力强。例如细菌α-淀粉酶水解淀粉颗粒和水解糊化淀粉的速度比约为1：20，000。由于这种原因，不能使淀粉酶直接作用于淀粉，需要先加热淀粉乳使淀粉颗粒吸水膨胀、糊化，破坏其结晶结构。　　一、淀粉的糊化与老化　　1、糊化　　若将淀粉乳加热到一定温度，淀粉颗粒开始膨胀，偏光十字消失。温度继续上升，

2、淀粉颗粒继续膨胀，可达原体积的几倍到几十倍。由于颗粒的膨胀，结晶结构消失，体积膨胀大，互相接触，变成糊状液体，虽停止搅拌，淀粉也再不会沉淀，这种现象称为“糊化”。生成的粘状液体成为淀粉糊，发生此现象的温度称为糊化温度。（1）淀粉的糊化温度　　不同淀粉有不同的糊化温度，且糊化温度是一温度范围。　　　　　　　　　　表（一）各种淀粉的糊化温度范围　　a、失去双折射性的温度,b、在沸水中亦未能糊化。（2）糊化过程　　糊化分成三个阶段　　第一阶段：预糊化　　淀粉颗粒吸收少量水分（水分子仅进入非结晶区），体积膨胀很少，淀粉乳的粘度增加也少，若

3、冷却、干燥，所得淀粉颗粒的性质与原来无区别。　　第二阶段：糊化　　淀粉颗粒突然膨胀很多，体积膨胀几倍到几十倍，吸收大量水分（水分子进入结晶区）很快失去偏十字，淀粉乳的粘度大为增高，透明度也增高，并且有一小部分的淀粉溶于水中，淀粉乳变成淀粉糊。　　第三阶段：溶解　　若继续加热，糊化的淀粉溶解于水中。　　2、淀粉糊的重要性质——老化　　淀粉的老化实际上是分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新氢键的过程，也就是一个复结晶过程。　　在制糖过程中，淀粉酶很难进入老化淀粉的结晶区，淀粉很难液化，更谈不上进一步糖化。为此需采取以下几种方法来

4、控制糊化淀粉的老化。　　（1）淀粉的成分对老化的影响　　直链淀粉易老化，支链淀粉难老化。　　对于天然淀粉分子太大不易老化，分子太小可以用淀粉糊的糊丝长度来表示。　　老化程度可以通过冷却时结成的凝胶体强度来表示。　　　　　　　　　　表（二）淀粉糊老化程度比较　　由上表可以看出，小麦、玉米淀粉液化困难等现象，都是由于淀粉糊易老化的影响。　　（2）液化程度对老化的影响　　一般情况下，DE值越小，越易老化。　　因此在分段液化时，一段液化DE值不宜太小，以免造成淀粉糊老化，影响后道的过滤等等。　　（3）酸碱度对老化的影响　　一般来说，碱性条

5、件下，有抑制老化的作用。　　（4）温度及加热方式对老化的影响　　在高温（大于60℃）条件下，淀粉糊不易老化；而在2-4℃条件下，极易老化。　　快速升温及快速降温，淀粉糊不易老化。　　（5）淀粉糊浓度对老化的影响　　浓度过高，淀粉糊极易老化。　　二、液化的方法与选择　　液化有许多方法，效果不一，这里将逐一介绍并加以讨论。并且针对不同原料，不同的生产条件（如蒸汽压力高低），液化液不同的用途，推荐好的液化方法，以获得最佳液化效果和糖化结果。　　1、液化方法　　（1）液化方法的分类　　液化分类方法很多，以水解动力不同可分为酸法、酸酶法、酶

6、法及机械液化法；以生产工艺不同可分为间歇式、半连续式和连续式；以设备不同可分为管式、罐式、喷射式；以加酶方式不同可分为一次加酶、二次加酶、三次加酶液化法；以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法；以原料精粗分淀粉质原料直接液化法与精制淀粉液化法等等。每一种方法又可分为几小类方法，并且各分类方法又存在交叉现象。　　（2）各种液化方法介绍　　①酸液化法　　这种液化方法的基本条件：淀粉乳浓度30%，PH1.8-2.0在135℃时，加热10分钟，液化DE值15～18%。　　此法优点：此法适合任何精制淀粉，所得到的糖

7、化液过滤性好。　　此法缺点：因为酸液化发生葡萄糖的复合分解反应，生成的有色物及复合糖类，降低了淀粉的转化率及糖液质量。另外此法的液化液用来酶法糖化时，糖化最终会有微量醇不溶性糊精存在。（此法不适合粗原料液化）　　②酶法液化　　1959年，日本葡萄糖生产厂家开始改用细菌淀粉酶进行液化，后来在推广过程中又找到了解决液化中出现不溶性淀粉颗粒的办法，1968年小牧(Komaki)和田治(TaJi)提出了“两次加酶法(two-dose)”工艺，完善了酶法工艺。生产实际中，酶法液化的方法繁多，现将主要方法介绍如下：　　1）间歇液化法（又称直接

8、升温液化法）　　此法为酶法液化中最简单的一种，具体工艺过程为：将30%浓度的淀粉乳PH值调为6.5，加入所需要的钙离子（0.01mol/L)和液化酶，在剧烈的搅拌下加热到85℃-90℃，并维持30-60min，以达到所需的液化程度（DE值为15-1