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第三节 果葡糖浆 植物淀粉水解和异构化制成可与蔗糖媲美，而且具有独特风味的液体淀粉糖品,已被实践证明是一种重要的甜味剂。因为它的组成主要是果糖和葡萄糖，故称为“果葡糖浆”。 生产果葡糖浆可以采用任何品种淀粉为原料，在任何国家或地区几乎都有适合的原料，工厂能保持全年生产，不受地区和季节限制，设备比较简单，投资费用较低等优点。 果葡糖浆在工业生产上采用全酶法工艺，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成果糖而得产品。它的糖分组成为果糖42%，葡萄糖52%，低聚糖6%;浓度为71%;甜度与蔗糖相等。这种新型糖浆的大量投产，已被认为在淀粉制糖技术上最重大的突破。 工业上生产果葡糖浆，技术要求高，产量逐年增大，所以仍在不断地发展中。目前正在进行的基础理论和应用技术研究，将有助于果葡糖浆更大的发展。 一、异构化反应葡萄糖和果糖都是单糖，它们二者的分子式相同而结构式不同。这两种单糖通过异构化反应能够互相转变，可用开链结构式表示异构化反应(如图7-1) 异构化反应要在异构酶的催化下发生。自从1966年开始利用异构酶生产果葡糖浆以来，曾不断地进行酶生产的应用技术的研究，二年后，才开始生产果糖含量42%的产品。至1972年又开始使用固相异构酶，才研究成功大规模生产的连    业上都采用此法。 酶柱法又称酶滤床法，该法将固相酶装填于竖立的保温反应柱(滤床)内，精制的糖化液由柱进料，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。小型的酶柱，两种进料方式均可采用，大型的酶柱，以前法为主。工艺条件，应按所用的异构酶的型号而决定的。例如用凝聚芽孢杆菌固相酶的话，糖化液浓度40%、pH85、反应温度65℃，硫酸镁为0.0004M(克分子量)根据经验，酶活力处于最佳pH值时，能充分发挥催化作用，反应速度快，时间短，糖分分解副反应发生的程度低，所得的异构化糖液的颜色浅，容易精制，如果在异构化反应中，pH值降低只有01-0.5单位，也无须调整。 在连续反应过程中，酶活力逐渐降低，可以相应地降低进料速度而保持一定的转化率。当连续操作一段时间后，酶活力降低到原来的25%左右，就需要更换新酶，再行操行。 良好的操作要求能保持糖液均匀地分布于酶柱的整个横切面，流经酶柱。但由于操作条件变化时，特别是pH值和温度的变化可能引起固相酶颗粒的膨胀和收缩不均匀，导致酶柱产生沟路，影响糖液与酶接触不均匀。一般采用几柱串联使用，都能降低这种不利的影响。 酶柱对于糖液的流通具有阻力使压力降低，这是设计酶柱时需要考虑的一个问题。阻力的大小与酶颗粒的大小、形状、多孔性和酶柱高度及糖液流动的直线速度有关。根据经验酶柱高度和糖液流过的直线速度都有一定的限度，这种限度取决于固相酶的性质，需要通过试验决定的。固相酶这种性质常用HV值来表示[H=酶柱高度(米)，V=糖液流通 的直线速度(/时为 HV<4.5，即两者的乘积不能超过4.5。 五、异构化糖液的精制异构化反应后，所得糖液(一般为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，因此需要用活性炭脱色，离子交换树脂处理，脱除杂质，才能得到几乎无色无灰分的产品。 由于异构化反应所采用的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当将糖浆的pH值降低到4-5,温度降低到50℃以下，使在暂时贮存的过程中尽量降低糖分分解反应继续发生。 活性炭脱色时，可用盐酸先调节糖液的pH值至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，主要除去糖液中的灰分，同时兼有除去一部分残留在糖汁中的有色物质的作用。一般使用两组阳、阴离子交换树脂柱串联的流程，最后流出的糖液pH值较高，可用盐酸调节pH值到4.0-45。 精制的糖液经真空蒸发罐浓缩到需要的浓度，即得果葡糖浆产品。由于葡萄糖易于结晶，为了防止糖浆在贮存期间出现结晶析出，不能让糖液蒸发达到过高的浓度，一般要求在70-75%(干物质)之间。 小 结 淀粉糖浆是指淀粉不完全水解的产品，为无色、透明、粘稠的液体，贮存性质稳定，无结晶析出。中转化糖浆(DE值38-42)是产量最大和应用较多的一种产品。工业生产一般采用酸法糖化，主要的工序有糖化、中和、脱色和浓缩等。麦芽糖浆是淀粉加水分解得到有温和甜味，在加热情况下较难着色的一种发酵性糖品，组分中麦芽糖量高而葡萄糖量低。生产麦芽糖浆或饴糖的方法有固体法、液体法和酶法。前二种方法采用的糖化剂为麦芽汁，酶法工艺采用a-淀粉酶液化，然后用麸皮糖化。果葡糖浆是由淀粉水解生成的葡萄糖液，经异构化制成的液体糖品，它的组成主要是果糖42%和葡萄糖52%，甜味与蔗糖相等。工业上生产果葡糖浆采用全酶法工艺，并使用单位活力高、异构化反应速度快的固相异构酶。异构化反应中糖化液浓度要求在40-50%，保持一定温度和pH值操作条件，完成异构化反应达到需要的转化程度。固相酶工艺多数为连续操作法，在形式上有连续搅拌法、酶层过滤法和酶柱法三种。一般都采用酶柱法。经过异构化的糖浆，需要进一步精制(活性炭脱色和离子交换树脂处理),然后蒸发浓缩至70-75%(干物质浓度)，即得产品。 |
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