第五章 淀粉的酶水解糖化要点VIP免费

第五章淀粉的酶水解糖化众所周知，以精制淀粉or其他原料为原料，应用酸水解法制葡萄糖（Glu,由于需要高温\高压和盐酸催化剂，因此在生产葡萄糖（Glu的同时，伴有葡萄糖（Glu的复合、分解反应,生产一些不可发酵性糖及其一系列有色物质,这不仅降低淀粉转化率,而且由于生产的糖液质量差，对后道精制带来不利影响，降低葡萄糖（Glu的收率。40年代学术界已对酶水解理论取得共识。60年代末期，国外酶水解理论研究的新发展，促进淀粉酶水解取得重大突破。日本率先实现工业化生产，其他国家也相继采用这种先进的新工艺。采用酶糖化之前需要先使淀粉液化。液化是利用液化酶使糊化淀粉水解成糊精和低聚糖等，使粘度大为降低，流动性增高，所以工业上称为液化。酶液化和酶糖化工艺称为双酶法。双酶法生产Glu工艺,是以作用专一的酶制剂作为催化剂，反应条件温和，复合分解反应较少，因此采用双酶法生产Glu,提高了淀粉原料的转化率及糖液浓度，改善了糖液质量，是目前最为理想的制糖方法。第一节液化糖化使用的葡萄糖淀粉酶属于外切酶，水解作用从底物分子的非还原末端进行。为了增加糖化酶作用的机会，加快（因为液化淀粉转化成糊精、低聚糖等，底物分子数量增大，尾端增多糖化反应速度,必须用a-淀粉酶将大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖。液化的目的是为糖化创造有利条件;淀粉糊黏度大，难于操作。但是淀粉颗粒的结晶性结构对于酶作用的抵抗力强。例如细菌a-淀粉酶水解淀粉颗粒和水解糊化淀粉的速度比约为1:20000。由于这种原因，不能使液化酶直接作用淀粉，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。淀粉乳糊化是酶法工艺的第一必要步骤。淀粉乳糊化，黏度大，流动性差，搅拌困难，也影响传热，难获得均匀的糊化结果，特别是在较高浓度和大量物料的情况下操作有困难。a-淀粉酶对于糊化的淀粉具有很强的催化水解作用，能很快水解到糊精和低聚糖，黏度急剧降低，流动性增强•工业上生产将a-淀粉酶混入淀粉乳中，加热，淀粉糊化后立即液化。虽然淀粉乳浓度30-40%，液化后的流动性高，操作无困难。一、液化酶液化使用a-淀粉E,它水解淀粉和其他水解产物分子中的a-1,4糖苷键，使分子断裂，粘度下降,a-淀粉酶属内酶，水解从分子内部进行，不能水解支淀粉的a-1,6糖苷键,但能越过此键继续水解。来源于枯草杆菌的a-淀粉酶最适pH6.0-7.0，在30-40%淀粉乳中，液化T:85-90°C，Ca++提高其稳定性，0.01mol/L。Nacl调节Na+到0.02mol/L，也提高其稳定性。并有助于杂质凝聚，改善过滤性质。地衣形杆菌的a-淀粉酶（Termamyl其耐温性高于枯草杆菌的a-淀粉酶约20C。无须添加Ca++。液化酶用量：8-10u/g干淀粉（or1kg/吨干淀粉二、液化程度在液化过程中，淀粉糊化，水解成较小的分子，应当达到何种程度合适?因为葡萄糖淀粉酶属外酶，水解只能由底物分子的非还原尾端开始，底物分子越多，水解生成葡萄糖Glu的机会越多。但是，葡萄糖淀粉酶是先与底物分子生成络合结构，而后发生水解催化作用，这需要底物分子的大小具有一定的范围，有利于生成这种络合物，过大或过小都不适宜。根据生产实践,淀粉在E液化工序中水解到DE15〜20范围合适，所以水解超过这程度，不利于糖化酶生成络合物，影响催化效率,糖化液的最终Glu值较低。若DE在15以下，液化淀粉的凝沉性强。对于过滤有不利的影响。影响糖化速度，粘度大，难于操作。三、不同淀粉的液化性质不同品种的淀粉在酶液化性质方面存在差别。薯类淀粉较谷类和豆类淀粉容易液化。见图5-2和表5-2P145-6。达到最低粘度的时间少,易液化，及最高粘度高也不易液化，最低粘度低，易液化。因为不同品种淀粉的酶液化难易有差别,采用不同淀粉为原料时,有时需要改变液化工艺条件或液化方法。不同液化方法应同于不同淀粉的情况见表5-3P146四、液化的方法与选择液化有多种方法,效果不一,这里将逐一介绍并加以讨论。同时针对不同原料,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、酶法及机械液化法;以生产工艺不同可分为间歇式、半连续...