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水解法制糖的操作方法

水解法是先用a-將淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用糖化酶將其進(jìn)步水解成葡萄糖的方法。該工藝分為液化和糖化兩個(gè)步驟，故又稱雙酶法。

（）雙酶法制糖的特點(diǎn)

1.優(yōu)點(diǎn)

不需要耐高溫高壓設(shè)備，不僅節(jié)省了設(shè)備投資，也改善了生產(chǎn)條件；淀粉水解副反應(yīng)少，水解糖液純度高；淀粉乳濃度由酸解法的18%~20%提高到30%~40%；水解糖液色澤好，質(zhì)量高。

2.缺點(diǎn)

酶法時(shí)間比酸法長(zhǎng)，般需要48 h；酶對(duì)溫度和pH較敏感，因此操作條件比酸法要嚴(yán)：酶法需要設(shè)備比酸法多。

（二）雙酶法制糖的操作方法

1淀粉液化

（1）液化淀粉在a-的作用下，生成能溶于水的糊精和低聚糖的過程。

（2）液化的機(jī)理淀粉在a-的作用下，分子內(nèi)部a-1，4糖苷鍵發(fā)生斷裂，使直鏈淀粉迅速水解生成6-7個(gè)葡萄糖單元的短鏈糊精、低聚糖、麥芽糖和葡萄糖。由于a-不能水解支鏈流粉的a-1，6糖苷鍵，所以，液化液中還有a-1，6糖苷鍵的寡糖。隨著酶解的進(jìn)行，淀粉的相對(duì)分子質(zhì)量變得越來越小，酶解液黏度不斷下降，流動(dòng)性增加，終生成能溶于水的糊精和低聚糖。

（3）液化的條件淀粉乳濃度30%~40%，pH6.0~6.5，溫度85~100℃，a用量8-12U/g干淀粉或0.5 ~ 0.6L干淀粉（2x104UmL），Ca2+濃度為0.01molL，若水中Ca2+超過50mg/L，可不加CaCh

（4）液化的方法淀粉液化方法有間歇液化法、連續(xù)進(jìn)出料液化法、噴射液化法等。

@間歌液化法操作要點(diǎn)：在調(diào)漿桶（池）內(nèi)加入定量的水，開攪拌后投入淀粉，使淀粉乳濃度達(dá)到15 ~20"Bé，再用純堿液將淀粉乳調(diào)pH至62-6.5；加入所需的氯化鈣和a，攪勻后泵入密閉的液化鍋內(nèi)；在鍋內(nèi)加熱到88~ 90℃，保溫20 ~ 30min，以碘液檢查；合格后，升溫至100℃，保溫5min使酶失活，結(jié)束并送下道工序。

②連續(xù)進(jìn)出料液化法操作要點(diǎn)：調(diào)好淀粉乳后，用純堿液調(diào)pH，并按規(guī)定量加氯化鈣和a-；將調(diào)好pH的淀粉乳經(jīng)噴頭輸入液化鍋內(nèi)，并始終控制液溫88-90℃，使淀粉受熱液化；經(jīng)盤管加熱保溫約40 min左右；液化液由鍋底部連續(xù)流出，使淀粉乳達(dá)到要求。

③噴射液化法操作要點(diǎn)：調(diào)好淀粉乳后，用純堿液調(diào)pH并按規(guī)定量加氯化鈣和a；噴射液化，噴射液化器的規(guī)格可根據(jù)需要選定，般工作蒸汽的壓力為0.4MPa，淀粉乳供料泵壓力為02~0.4MPa，噴射溫度為100 ~ 105℃，層流罐維持95 ~ 100℃，液化時(shí)間1-2h，以碘反應(yīng)呈棕紅色為止，液化液經(jīng)120 ~ 140℃滅酶5~10min，經(jīng)板式換熱器冷卻至70℃以下，送入糖化。

（5）液化程度的控制為有利于糖化酶與液化產(chǎn)物結(jié)合，液化程度控制在20~30個(gè)葡萄糖單位的底物分子為宜。淀粉液化程度不能太高，但要液化，而且比較致。若液化程度太高，液化分子較小，不利于絡(luò)合結(jié)構(gòu)形成，影響糖化酶的催化效率，使糖化液的DE值低：如果液化程度太低，液化產(chǎn)物分子數(shù)量少，糖化酶與液化產(chǎn)物分子接觸機(jī)會(huì)少，糖化速度慢，且液化液易老化，影響糖化程度，導(dǎo)致糖化液黏度大，過濾難。所以在生產(chǎn)上般以DE值衡量液化程度.控制DE值在10-15較合適，以與碘液反應(yīng)顯棕色為液化終點(diǎn)。

DE值為葡萄糖值。用來表示淀粉水解程度及糖化程度，指葡萄糖（包括所有測(cè)定的還原糖）占干物質(zhì)的百分比。

（6）影響液化的因素

①淀粉的種類：不同淀粉的結(jié)構(gòu)不同，應(yīng)選擇不同的液化方式。

②溫度：酶在某溫度下能表現(xiàn)出大活性，這個(gè)溫度稱為酶的適溫度。每種酶都有其適溫度，超出適溫度范圍，溫度繼續(xù)升高，酶活力顯著下降，甚至失去催化能力；溫度繼續(xù)降低，酶活力下降，作用緩慢。所以在淀粉液化時(shí)，必須控制在適溫度范圍內(nèi)。

③pH：pH對(duì)酶的催化作用有很大影響，過低或過高都會(huì)降低酶的活力，a在pH6.0~7.0時(shí)較為穩(wěn)定，在pH5以下嚴(yán)重失活.適pH為6.2-6.4，因此，在淀粉液化時(shí)，必須控制在適pH范圍內(nèi)。

④不溶性淀粉顆粒：不溶性淀粉顆粒是指液化液中含有的微量不溶性物質(zhì)，它的存在不僅增加液化難度，而且使過濾困難，還降低糖化率。

③淀粉乳：淀粉乳對(duì)酶活力穩(wěn)定性有提高作用。在淀粉乳濃度10%條件下，加熱80℃，1h后殘余活力約94%；若沒有淀粉乳，殘余活力約24%。濃度提高，穩(wěn)定性提高。

⑥鈣離子：鈣離子濃度與酶活性關(guān)系很大，實(shí)驗(yàn)上，加入不同量的氯化鈣，在70C下加熱1h，低濃度鈣離子對(duì)酶活力穩(wěn)定性有很大提高作用，如果沒有鈣離子則酶的活力喪失。因此，在生產(chǎn)上利用加氯化鈣或硫酸鈣的方法來調(diào)節(jié)鈣離子濃度。般控制鈣離子濃度為0.01 molL.

2糖化

（1）糖化是指由糖化酶將淀粉的液化產(chǎn)物糊精和低聚糖進(jìn)步水解成葡萄糖的過程。

（2）糖化的機(jī)理糖化酶是外切，對(duì)淀粉鏈的a-1，4糖苷鍵和a-1，6糖苷鍵都能起作用，能從淀粉分子非還原端依次水解a-1.4糖苷鍵和a-1，6糖苷鍵，終產(chǎn)物是葡萄糖，不過a-1，6糖苷鍵的水解速度僅為a-1，4糖苷鍵水解速度的1/10，所以水解過程所需時(shí)間很長(zhǎng)。采用a-將淀粉先液化，再進(jìn)行糖化的雙酶法水解工藝.就能大大縮短時(shí)間。

（3）糖化的工藝流程

（4）糖化的操作要點(diǎn)

①進(jìn)料：將30%淀粉乳的液化液泵入開口桶內(nèi)；@加糖化酶：糖化酶按每1g干淀粉加入80 ~ 120U或每噸干淀粉加1~1.5L（109U/mL）：

③糖化：在定pH和溫度下進(jìn)行糖化，糖化劑的菌種來源不同，糖化的pH和溫度也不同；

@終點(diǎn)檢查：糖化時(shí)間30 ~48h，然后用*檢查終點(diǎn)：滅酶：糖化結(jié)束，升溫至80~85℃，加熱20~30min，殺滅糖化酶；

⑥過濾：糖液先用純堿液調(diào)pH至4.6~4.8，不加或少加助濾劑，進(jìn)行過濾。

（5）影響糖化的因素除溫度、pH、糖化劑、菌種來源外，還包括：

@糖化時(shí)間：般將葡萄糖值達(dá)到高峰的時(shí)間定為糖化時(shí)間。

②酶的用量：酶的用量決定于酶活力高低，酶活力高則用量少，液化液濃度高，加酶量要增多，但酶量過高，也會(huì)促進(jìn)復(fù)合反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致葡萄糖值降低。

③酶的純度：工業(yè)用酶制劑不可能含單酶，其他酶的存在有時(shí)會(huì)促進(jìn)色素的產(chǎn)生，促使復(fù)合反應(yīng)增加，使水解后的葡萄糖液純度下降。