工藝學(xué)(上)-第四章課件

第四章糖化工藝第一節(jié)糖化概述一、糖化目的：1.1糖化：

將淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原糖的這一過(guò)程。稱為糖化。糖化后的醪液稱為糖化醪。糖化的目的是將淀粉酶解成可發(fā)酵性糖。1.2方法：1：麥芽、酸；2:淀粉酶、曲；1.3糖化過(guò)程中淀粉的變化：糖化劑內(nèi)部含有一系列的淀粉酶，不同的糖化劑所含有的酶也不同。糖化過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的生化過(guò)程，其中包括淀粉的液化和糖化作用，同時(shí)也經(jīng)過(guò)一系列中間產(chǎn)物的變化，最終產(chǎn)物是一些可發(fā)酵性糖和少部分非發(fā)酵性糖，如潘糖、異麥芽糖等。α-1，4糖苷鍵α-1，6鍵2.2.3氫離子濃度氫離子濃度可以從許多方面來(lái)影響酶的活性：改變酶的活性中心的電子化。改變蛋白質(zhì)三相結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度等等；每一個(gè)酶都有一個(gè)最適宜的作用pH值。2.3糖化過(guò)程中物質(zhì)的變化2.3.1碳水化合物

2.3.2含氮物質(zhì)在糖比過(guò)程中，醪液中的蛋日質(zhì)在蛋白酶的作用下水解成胨、多肽和氨基酸等。2.3.3果膠物質(zhì)和半纖維素微生物糖化劑中，除了淀粉酶系統(tǒng)外，也含有一定量的果膠酶和半纖維素酶。2.3.4含磷比合物在磷酸酯酶的作用下．磷從有機(jī)化臺(tái)物中被釋放出來(lái)，這對(duì)酵母的生長(zhǎng)和發(fā)酵都有重要的意義。三、糖化工藝：糖化過(guò)程由以下諸操作組成：蒸煮醪冷卻至糖化溫度；加糖化劑,使蒸煮醪液化；淀粉糖化；物料的巴氏滅菌；糖化醪冷卻到發(fā)酵溫度和用泵將醪液送往發(fā)酵或酒母車(chē)間。目前大多數(shù)酒精工廠都已采用連續(xù)糖化，只有一些小廠和液體白酒廠還采用間歇糖化。3.1間歇糖化工藝3.1.1定義：3.1.2間歇糖化設(shè)備：間歇糖化工藝使用的主要專用設(shè)備是糖化鍋；它是一種具有碗狀外形的設(shè)備．頂部用輕薄的鐵板作蓋。糖化鍋的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)下頁(yè).3.1.3間歇糖化工藝間歇糖化有許多不同的操作方法。糖化過(guò)程的操作期與冷卻水的溫度有很大關(guān)系。間歇糖化鍋的結(jié)構(gòu)示意圖3.2連續(xù)糖化工藝3.2.1定義：3.2.2連續(xù)糖化工藝：根據(jù)蒸煮醪冷卻(前冷卻)和糖化醪液冷卻(后冷卻)的方法不同，可將連續(xù)糖化工藝分成：混合冷卻連續(xù)糖化，真空冷卻連續(xù)糖化和二級(jí)真空冷卻連續(xù)糖化三類。1．混合冷卻連續(xù)糖化該工藝的特點(diǎn)是利用原有糖化設(shè)備，將前冷卻和糖化兩個(gè)工序仍放在原有糖化鍋中進(jìn)行，而將后冷卻的任務(wù)交給新增加的噴淋冷卻或套管冷卻設(shè)備去完成。

2．真空冷卻連續(xù)糖化本糖化工藝的特點(diǎn)是蒸煮醪在進(jìn)入糖化鍋前．在真空蒸發(fā)器內(nèi)瞬時(shí)冷卻至60℃。真空冷卻方法對(duì)淀粉糊化醪的質(zhì)量有益，因?yàn)樵谒矔r(shí)冷卻時(shí)．淀粉來(lái)不及重新形成晶點(diǎn)，仍然保持著流動(dòng)狀態(tài)，很容易接受淀粉酶的作用。此外．冷卻是在封閉的空間中進(jìn)行的，空氣中雜菌的污染率降低。真空冷卻排除大量二次蒸汽，這對(duì)甲醇的排除也是有好處的。玉米面水液化酶液堿蒸汽糖化酶

硫酸

1#2#1#2#1#2#粉漿罐A/B液化罐A/B糖化罐A/B糖液化工藝流程圖噴射器清液T--65℃PH—5.5T--95℃T--60℃PH—4.0T--30℃PH–3.6蛋白酶

3.3雙液流糖化工藝前蘇聯(lián)學(xué)者提出了一種適合于連續(xù)發(fā)酵工藝的雙液流糖化工藝。其實(shí)質(zhì)是將蒸煮醪分成相同容量的兩部分，一部分醪液用的糖化劑量是總量的2／3，另一部分則是1／3。前一部分糖化醪送往發(fā)酵槽組的第一只發(fā)酵罐(首罐)，后一部分糖化醪則送往第二只發(fā)酵罐。采用雙液流糖化法可使連續(xù)發(fā)酵的速度提高40％左右。在縮短發(fā)酵周期的同時(shí)，成熟發(fā)酵液中殘余還原糖量也減少。四、糖化過(guò)程控制：糖化過(guò)程主要是控制以下幾個(gè)參數(shù)和操作過(guò)程：4.1糖化溫度每一個(gè)酶都有自己催化作用的最佳溫度，在這個(gè)溫度下其催化的反應(yīng)速度最快。但是，在蒸煮醪糖化時(shí)，不宜采用糖化酶的最適作用溫度，因?yàn)槊阜€(wěn)定的最適溫度比其作用的最適溫度要低。4.2糖化時(shí)間糖化30min時(shí)糖化率已經(jīng)達(dá)47—56％，醪中所含的糖已經(jīng)夠酵母最初繁殖和發(fā)酵的需要。4.3糖化劑的用量糖化劑的用量增加對(duì)酒精發(fā)酵有縮短發(fā)酵周期和提高出酒率的作用比較明顯，但是過(guò)多使用糖化劑會(huì)增加生產(chǎn)成本。4.4糖化PH值考慮防止雜菌污染，一般選擇4.2-4.44.5糖化醪質(zhì)量檢測(cè)糖化醪質(zhì)量檢測(cè)的項(xiàng)目多，如外觀糖．酸度，還原糖等。有的還做碘液試驗(yàn)．酶活測(cè)定。對(duì)于工廠的管理來(lái)說(shuō)，最主要的是測(cè)定外觀糖和酸度。4.6糖化設(shè)備的清洗和滅菌糖化過(guò)程不是在無(wú)菌條件下進(jìn)行的，而且加入的糖化劑中也會(huì)帶入大量雜菌。雖然糖化溫度較高，會(huì)殺死大部分菌體的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，但殺不死它們的孢子，特別是糖化以后，糖化醪中糖和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，溫度又降低子，如果這種糖化醪停留或滯留在管道，泵體和閥門(mén)等管件處，則雜菌就會(huì)大量繁殖，成為污染發(fā)酵的主要污染源。五、糖化工藝的發(fā)展趨勢(shì)

目前各酒精廠的糖化工藝，一般都是在60一62℃溫度下糖化5-30分鐘左右。間歇糖化及連續(xù)糖化兩種工藝條件幾乎大同小異，糖化工藝今后發(fā)展趨向提出如下幾點(diǎn)看法：1、應(yīng)用液體曲酒母把預(yù)先培養(yǎng)好的酵母接到將要成熟的液體曲中，在液體曲培養(yǎng)的同時(shí)增殖酵母菌做成液體曲酵母，使培養(yǎng)液既成為淀粉的糖化劑又兼作酒精發(fā)酵的酒母。2、糖化劑的改進(jìn)在糖化劑方面，近幾年來(lái)的研究改進(jìn)已經(jīng)取得不少成效，但還有許多工作尚待研究試驗(yàn)。例如，減少用曲量，目前生產(chǎn)中不論是糖化酶還是液體曲，用量都較大，要減少用曲量，應(yīng)重視下面一些研究趨向：(1)選育強(qiáng)有力的糖化菌。(2)改變培養(yǎng)條件來(lái)提高液體曲的糖化力。(3)改變細(xì)胞膜的滲析性。如添加表面活性劑以提高糖化力，添加脂肪酸以改變細(xì)胞膜的磷脂組成。(4)添加一些物質(zhì)，如蒟蒻（Ju.Ruo）粉等，以提高糖化酶的生成量。(5)改善培養(yǎng)基的組成，這對(duì)糖化力有很大的影響，例如，玉米漿、抗菌素、廢菌絲等，都是提高糖化酶活力的適用物料。。3、糖化工藝的改革對(duì)糖化工藝本身來(lái)