1、第八章、其他淀粉糖的生产第八章、其他淀粉糖的生产 基本内容：基本内容： 学习海藻糖的酶法生产和淀粉制备山梨醇的方法学习海藻糖的酶法生产和淀粉制备山梨醇的方法基本要求：基本要求： 掌握淀粉制备山梨醇的生产方法，了解海藻糖的酶掌握淀粉制备山梨醇的生产方法，了解海藻糖的酶法生产法生产第一节第一节 海藻糖海藻糖一、海藻糖的定义和特性一、海藻糖的定义和特性1.海藻糖的定义 海藻糖是广泛存在于动植物和微生物中，是一种非还原性双糖，不同于一般的双糖，海藻糖不带有游离醛基，具有化学稳定性。 分子式为：1）具有异常的水合能力（亲水性强）2）具有异常的玻璃化转变及晶型转型转变行为3）高温时的化学惰性4）防止淀粉老
2、化和蛋白质变形2、海藻糖的特征3、海藻糖的某些性质熔点含结晶水97度无结晶水215度溶解热（j/mol)无结晶水54甜度为蔗糖的45溶解度（g/100ml)55/10度，87/30度140/50度，603/90消化性小肠内有可以消化吸收氨基酸溶液中热稳定性无褐变蛋白质水溶液中热稳定性无褐变水溶液中保存性无褐变PH稳定性99 分子量为378 性状白色结晶粉末（含2分子水）干燥失重1.5%强热残留分 0.05%水溶液的PH4.5-6.5水溶液的着色度0.1水溶液的浊度0.05纯度98重金属 5mg/kg砷2mg/kg细菌数 300个/g4、海藻糖产品的标准性状高海藻糖浆固性物69强热残留物0.05
3、%pH4-6着色度0.1浊度0.05海藻糖含量 28重金属 5mg/kg砷2mg/kg大肠菌群 300个/g5 5、海藻糖的功效、海藻糖的功效 海藻糖具有重要的抗逆保鲜作用。这些现象被认为是海藻糖在冷冻、干燥、高渗透压等严酷环境下，对生物体膜、膜蛋白、DNA等发挥着保护功效之故。 被称为：生命之糖 6 6、海藻糖的应用、海藻糖的应用1）新型的甜味剂 协同甜味、香味，甜度低，口感柔和，食后不留味，还有防蛀牙。2)是一种天然的食品保护剂： 可以取代化学防腐剂，提高食品安全性。如果在大米加工过程中加入2海藻糖，可以保持数年不变质；一些粉末调味剂、干燥食品容易吸潮而变质，加入海藻糖可以降低吸潮性，延长
4、保存期。3)海藻糖是一种多功能风味改良剂 添加一定量的海藻糖可以使甜味、咸味、酸味等良好的味道得以保持，加强，改善作用，并可以掩盖一些不良味道。还可以保持食品原有的风味。如奶粉。4)与其他的糖类相比，海藻糖在人体内的吸收缓慢，血糖反应平缓，可以作为糖尿病人的保健食品。可以作为双歧杆菌的增值因子；具有较强的抗辐射作用，清除射线产生的自由基等。5)海藻糖可以稳定组织细胞，非常有利于脱水蔬菜、肉类、水果等复水后还原为新鲜制品。6)海藻糖容易被小肠吸收成为营养性物质，而且具有更平稳的血糖水平，适合用于配方生产的饮料，以提供能量、减轻疲劳与压力。 7)其他方面应用：保护作用，广泛用于化妆品。第二节 海藻
5、糖的生产方法一、海藻糖的生产方法1、目前常见的几种方法：微生物提取法酶合成法发酵法基因重组法2、酶法制备海藻糖2.1定义 采用葡萄糖、蔗糖或麦芽糖为基质，通过酶的作用变换成海藻糖的方法。2.2工艺流程 本文仅介绍目前大工业生产海藻糖的方法，即酶法生产。见下图：淀粉酶法制备海淀粉酶法制备海藻糖工艺流程藻糖工艺流程2.3 工艺说明1）液化的关键酶低聚麦芽糖基生成酶：（MTSase),低聚麦芽糖基海藻糖水解酶和（MTHase)两种酶的协同作用，其作用机理为：2）糖化的最适pH是5.66.4，温度为3540。3）淀粉的水解率越低，海藻糖的生成率越高。4）在使用的马铃薯、甘薯、玉米、小麦、木薯这几种淀粉
6、中，以木薯淀粉的海藻糖生成率最高。5）用该两种酶协同作用可以使海藻糖的含量达到80以上，而用其他的酶如麦芽糖磷酸化酶与海藻糖磷酸化酶的方法，制备得到的海藻糖的含量则偏低，一般为60。第三节第三节 糖醇的生产糖醇的生产一、概况一、概况1 1、定义：、定义： 糖醇是一种多元醇，因为可以由相应的单糖还原生成，故称为糖醇。如葡萄糖可以还原生成山梨醇，果糖可以还原成甘露醇，麦芽糖可以还原生成麦芽糖醇等。2 2、概述：、概述：1）糖醇在自然界的水果蔬菜中均有少量的存在，但由于含量低，不经济，一般都是采用相应的糖，以催化剂催化加氢使糖氢化成相应的糖醇。2）以不同水解程度的水解氢化的产物，含有麦芽糖醇、山梨糖
7、醇、低聚糖醇等多种糖醇的混合物，也广泛的应用与食品工业。3）糖醇一般作为健康食品广泛运用在防蛀牙、糖尿病、高血压和肥胖病人食品等方面。4）目前国内外糖醇市场前景看好，其中山梨醇的消费尤为突出。3、糖醇的特性：1）甜度：除了木糖醇与蔗糖的甜度接近外，其他糖醇，甜度均低于蔗糖。2）溶解热：糖醇类比蔗糖具有更大的溶解热，所以其结晶品作为固体食品如糖果，会有明显的清凉感。3）粘度和吸湿性：糖醇类的相对粘度比蔗糖低，适合于食品加工。4）耐热性：糖醇比蔗糖具有耐热性，在高温下，不会产生美拉德反应。5）生理特性：糖醇类一般不会引起血中葡萄糖值的上升，所以是糖尿病人的理想甜味剂；糖醇在口腔中不被蛀牙的链球菌所
8、利用，并能使口腔中的pH值略微上升，是一种防蛀牙的甜味料；糖醇还有帮助吸收钙的功效；糖醇不被胃酶分解，可以作为通便或缓泻剂。二、山梨醇的制备二、山梨醇的制备一）山梨醇的现状和发展一）山梨醇的现状和发展1、山梨醇是有较为纯的葡萄糖氢化制得的，与其他糖醇相比具有原料广泛，工艺简单，成本低等特点。2、山梨醇的发展得于维生素的需要，目前基本所有的维生素的生产都是以山梨醇为起始原料。现在山梨醇还广泛的运用与医药、表面活性剂、醇酸树脂、日化等行业。二）山梨醇的性质二）山梨醇的性质1、为无色无味的针状晶体，熔点为9697.无臭味，可溶于水，微溶于甲醇、乙醇和醋酸等。2、具有很大的吸湿性，在水溶液中不容易结晶
9、析出，能螯合各种金属离子，不与酸碱起作用，不受空气氧化，也不易可溶性氨基化合物发生美拉德褐变。3、山梨醇对热稳定性较好，比相应的糖高很多，对微生物的抵抗力较相应糖强，浓度在60以上就基本不容易受微生物的侵蚀。4、商品的山梨醇有粉状结晶及液体两种，液体的一般含山梨醇5070。5、山梨醇进入体内代谢，属于营养性甜味剂，但其代谢首先是缓慢扩散而被吸收，氧化成果糖，再被利用，参与果糖代谢途径，对血糖值和尿糖没有影响，可以作为糖尿病人的甜味剂使用。三、山梨醇的主要用途三、山梨醇的主要用途1、用于微生物C的生产2、用作表面活性剂3、用作保湿剂4、在化学工业的应用5、在食品工业中的应用6、山梨醇用于医药四、
10、生产山梨醇的原料四、生产山梨醇的原料目前世界各国生产山梨醇的原料主要有三种：1、结晶葡萄糖：来源方便，纯度高，建立厂时不需设立原料车间，投资省，上马快。但成本偏高。2、蔗糖或糖蜜：糖蜜净化后可以上柱分离制得果糖和葡萄糖。分离的果糖可以继续精制成含果糖90以上的商品。残余的葡萄糖经过氢化后制得山梨醇。该法原料便宜，成本低，但纯度不够。3、淀粉糖化液：淀粉来源广，葡萄糖浓度高，纯度高，便于氢化。该法成本低，技术成熟，便于大规模投产。五、淀粉制取山梨醇的工艺五、淀粉制取山梨醇的工艺1 1、工艺流程：、工艺流程：2 2、工艺说明、工艺说明1）葡萄糖制备基本和双酶法制糖工艺相似；2）淀粉含蛋白质含量不得
11、超过0.5，否则会影响到产品的色泽和毒害催化剂；3）糖液必须经过脱色、阴阳离子交换柱进行脱杂，以提高纯度，纯度要在95以上。最后用浓缩器蒸发浓缩到55；4）葡萄糖液的氢化：有间隙和连续工艺，目前是间隙氢化居多。工艺流程图为：氢化压力：一般控制在58MPa.外加搅拌。氢化温度：反应过程的温度增加，能大大加快氢化反应的速度，因为在高温下，分子运动加剧，增加了葡萄糖、催化剂、氢三者的接触机会。试验表明，温度从100到140时，其转化率从79提高到98.8。但再增加时，反应速度不再增加。葡萄糖液的浓度：不同糖浓度的反应速度是不同的，如下表所示：葡萄糖液的pH值：由于氢化采用镍铝合金活化的催化剂进行催化
12、氢化。活性镍对酸性很敏感，所以不宜在酸性条件下氢化。一般要降pH调整到7.58.过高也会使糖异构化。目前应用最广的催化剂是镍铝合金。起始浓度起始浓度反应时间反应时间/min/min反应终了糖反应终了糖浓度浓度反应速度常反应速度常数数K K161660603.593.590.2070.2078 830301.831.830.2050.2054 415150.920.920.2050.2052 27.57.50.470.470.2040.2043 3、山梨醇原料的主要原材料规格、山梨醇原料的主要原材料规格1)淀粉：蛋白质含量：0.5； 水分15、灰分1 酸度：100g耗0.1mol/l氢氧化钠不超
13、过25ml；2）葡萄糖：含量90、氯根180mg/kg、重金属10mg/kg 、淀粉无；3）碳酸钠：含量97.5；4）盐酸：含量30、铁0.01；5）硫酸：含量9398、砷2mg/kg;6）氢氧化钠：试剂级；7）镍：99.5；铝：99。4 4、山梨醇成品（质量分数为、山梨醇成品（质量分数为5050）主要原料消耗）主要原料消耗项目项目淀粉原料淀粉原料葡萄糖原料葡萄糖原料硫酸糖化硫酸糖化盐酸糖化盐酸糖化淀粉用量淀粉用量/kg650650葡萄糖用量葡萄糖用量/kg530硫酸用量硫酸用量/kg3.3盐酸用量盐酸用量/kg2532氢氧化钠用量氢氧化钠用量/kg20330活性炭用量活性炭用量/kg2010碳酸钠用量碳酸钠用量/kg20氢气用量氢气用量/m31001301001301001305 5、相关设备、相关设备氢化釜氢化釜制氢机制氢机镍铝合金粉镍铝合金粉氢气压缩机氢气压缩机本章练习题本章练习题1、海藻糖的特性有哪些？2、海藻糖的酶法工艺流程？3、糖醇与相应糖的主要区别有哪些？4、山梨醇的工艺流程？ 敬祝各位同学：敬祝各位同学：学业有成！学业有成！ 谢谢 谢！谢！
