淀粉糖生產技術6課件

第8節(jié)功能性低聚糖——本節(jié)概要：一、低聚異麥芽糖二、低聚龍膽糖三、海藻糖生產工藝性質和應用一、低聚異麥芽糖介紹葡萄糖的鏈接鍵至少有一個α-1.6鍵，聚合度（G數(shù)）在2~5的一類低聚糖。分子式?。ㄒ唬┑途郛慃溠刻堑纳a工藝1.生產工藝精制糖漿（葡、麥等糖）轉苷（α-葡萄糖轉苷酶）滅酶精制干燥成品（含異麥芽糖、異麥芽三/四/五糖等）2.主要技術要點轉苷：α-葡萄糖轉苷酶，能將G與G之間以α-1.6糖苷鍵連接。55℃。精制：包括過濾、脫色、離子交換等步驟的處理——其要點同前。（二）低聚異麥芽糖的性質和應用1.性質成分組成潘糖，3糖，由1個α-1.6鍵連接，1個α-1.4鍵連接；異麥芽三糖，3糖，由2個α-1.6鍵連接；主要成分異麥芽糖20%異麥芽三糖8%潘糖15%其他分支低聚糖17%...葡萄糖40%麥芽糖10%（二）低聚異麥芽糖的性質和應用1.性質甜度52（蔗糖100），甜度低，味質口感好；粘度與蔗糖相近；耐熱、耐酸性極佳；具有保濕性，使水分不易蒸發(fā)；具有一定的著色性；抗齲齒性甚佳，不易被蛀牙病原菌-變異鏈球菌發(fā)酵，產酸少，牙齒不易腐蝕；......二、低聚龍膽糖龍膽二糖、龍膽三糖、龍膽四糖等；葡萄糖以β-1.6鍵連接的低聚糖；是高效的雙歧桿菌增殖因子。（一）低聚龍膽糖的生產工藝（二）低聚龍膽糖的性質和應用（一）低聚龍膽糖的生產工藝酶法生產技術——β-葡萄糖苷酶（苦杏酶）葡萄糖漿液（濃度40%左右）β-葡萄糖苷酶催化縮合（固定化、40℃左右、pH7.0左右）精制合成低聚龍膽糖混合糖漿（二）低聚龍膽糖的性質和應用2.應用有柔和提神苦味、在口腔中滯留——用于糖果、飲料、冷飲中可使其甜味更純；吸濕性強——可以保持各類食品中的水分，防止淀粉類食品的老化，延長貨架期；利用低熱、低甜物質——難被人體消化酶所分解，因而可以促進雙歧桿菌的生長，從而起到改善結腸狀況的作用。巧克力、糖果等。三、海藻糖（一）果葡糖漿的發(fā)展與現(xiàn)狀1.果葡糖漿的發(fā)展歷史果葡糖漿：成分主要為果糖和葡萄糖。以淀粉為原料，經(jīng)α-淀粉酶液化、糖化酶糖化、脫色、過濾、離子交換精制后，再用固定化異構酶將一部分G轉化成F而得的一種混合糖漿。又稱高果玉米糖漿（HighFructoseCornSyrups簡稱HFCS）發(fā)展歷史1957,美國人發(fā)現(xiàn)假單孢桿菌酶能催化葡萄糖發(fā)生異構化反應轉變成果糖；成本高，轉化率低，未用工業(yè)生產。1965,日本人高崎義辛分離出白色鏈霉菌，并利用低廉的農副產品（麩皮/稻桿/麥桿等做C源）發(fā)酵產酶，酶的得率高，故異構酶的生產成本大大降低；奠定基礎。1966,日本首先實現(xiàn)了酶法工業(yè)化生產果葡糖漿，此工藝被美國的Clinton玉米加工公司購買；1967年，美國進行工業(yè)化生產，但F含量僅為14%，較低。1968,異構酶固定化技術，F(xiàn)含量提至42％，甜度=蔗。1972,采用固定化異構酶連續(xù)生產工藝，成本大大下降。1978,采用色譜分離技術，把F-42糖漿中的G和F分離，得F含量90％以上的糖液。促進淀粉制糖工業(yè)發(fā)展。發(fā)展歷史技術較先進的國家：日、美、法和德；中國——目前雖然已經(jīng)工業(yè)化生產，但生產能力和產量均不大，產品多為F－42果葡糖漿，較單一。（一）果葡糖漿的發(fā)展與現(xiàn)狀2.果葡糖漿的現(xiàn)狀及前景美國果葡糖漿最大的生產國，品種F-55、F-90、F-42，年消費量>900萬噸，食品業(yè)廣泛應用。1981年，美國的兩樂公司將其產品中的蔗糖全部改用F-55糖漿，使果葡糖漿的需求量猛增。1984年起，美國在食品和飲料生產中，用果葡糖漿替代蔗糖，使果葡糖漿的生產和消費量超過了蔗糖。（一）果葡糖漿的發(fā)展與現(xiàn)狀2.果葡糖漿的現(xiàn)狀及前景中國差距大甘蔗種植面積縮減，時有受災，蔗糖產量不穩(wěn)；國家對淀粉糖行業(yè)有政策扶持，但技術、設備均落后依仗進口；食品、飲料生產中對果葡糖漿的需求也是逐年增大；突破技術、設備障礙，提高果葡糖漿產品質量（一）果葡糖漿的發(fā)展與現(xiàn)狀2.果葡糖漿的現(xiàn)狀及前景前景特性好——甜味接近天然水果汁，風味好；可替代蔗糖；應用范圍涉及日用化工、食品、飲料、醫(yī)藥等各行業(yè)；需求量大，很有發(fā)展?jié)摿?。成本低——以玉米淀粉為原料當前國內，蔗糖每?600元，果葡糖漿F-42每噸3300元。產量穩(wěn)——甘蔗時有受災，玉米年產量較穩(wěn)。（二）果葡糖漿的種類與成分組成1.果葡糖漿的種類果糖含量有F-42、F-55和F-90三種糖漿工業(yè)產品?！癋”表示果糖，數(shù)字表示果糖占干物質的百分率（質量分數(shù)）。F42二、果葡糖漿的生產（一）生產工藝流程以淀粉為原料，經(jīng)α-淀粉酶液化、糖化酶糖化、脫色、過濾、離子交換精制后，再用固定化異構酶將一部分G轉化成F。果葡糖漿生產的工藝流程圖淀粉乳液化淀粉濃度30%～40%液化液糖化糖化酶60℃pH4.0～4.5糖化液G，含有色/不溶/無機物等雜質脫色過濾異構化精制糖漿G>97%60℃，pH7.5葡萄糖異構酶鎂離子離子交換離子交換F-42HFCS色譜分離F-90HFCS混合F-55HFCS二、果葡糖漿的生產（二）生產中的主要技術手段5.色譜分離鈣型強酸性離子交換樹脂對F具有較強吸附能力，將F-42型果葡糖漿引入吸附柱，F(xiàn)和G都被吸附，再用無離子水洗脫，洗出液開始流出部分為G，中間部分為F和G混合液，后面流出部分為F。收集不同部分的流出液。連續(xù)離子交換與色譜分離飽和樹脂柱新鮮樹脂柱進料排出物用無離子水洗脫飽和色譜柱，并分段收集洗脫液，可獲得F。

飽和色譜柱無離子水FF+GG三、果葡糖漿的特點與應用（一）果葡糖漿的特點1.甜味性：甜度高F-42型糖漿甜度與蔗糖相當，2.具有甜味增效作用，具有水果清香；3.溶解度高：果糖的溶解度為糖類中最高4.抗結晶性好：果糖難結晶5.保濕性好：易吸潮，持水性好6.發(fā)酵性好：F和G都屬于單糖，酵母菌能利用7.冰點溫度低：適合做冰點8.代謝吸收性好：F代謝不受胰島素控制。三、果葡糖漿的特點與應用（二）果葡糖漿的應用1.食品美國：果葡糖漿應用比例為74.5%用于飲料，9.3%用于面包，4.2%用于罐頭，8.2%用于乳制品，0.5%用于糖果，3.3%用于其它食品飲料——碳酸飲料、果汁飲料、茶飲料、運動飲料、乳飲料、果酒、啤酒、香檳等；冷凍食品與飲品——冰淇淋、冰棒面包、糕點等——利用了它發(fā)酵性好、焦化性好、保濕性好等優(yōu)點；著色、保水；食品中其他方面——見表。食品三、果葡糖漿的特點與應用（二）果葡糖漿的應用2.其他行業(yè)煙草——制煙絲色澤好醫(yī)藥、保健品——藥用糖漿，可直接被吸收；藥酒；保健品（如針對糖尿病患者的飲品和食品）應大力發(fā)展我國的果葡糖漿工業(yè)1.從我國食品行業(yè)對果葡糖漿的需求來看我國軟飲料年產量近3000多萬噸，年用糖量300多萬噸（2007年數(shù)據(jù)）；但果葡糖漿的使用量還不多，例如占我國軟飲料市場40％以上的美國兩大可樂公司－可口可樂和百事可樂，在中國還未使用果葡糖漿；而在美國1981年就全部使用果葡糖漿替代蔗糖。我國每年還有70萬噸的露酒、150萬噸的冷飲，年用糖量分別在20萬噸和30萬噸以上。應大力發(fā)展我國的果葡糖漿工業(yè)我國年產90多萬噸的糖果、420萬噸的焙烤食品、100多萬噸的糕點，這些都是果葡糖漿的潛在市場。應大力發(fā)展我國的果葡糖漿工業(yè)2.從食糖消費情況看世界人均消費食糖量21公斤/年，發(fā)達國家人均達到60～65公斤/年，其中淀粉糖占50%以上。國際糖業(yè)組織公布的數(shù)據(jù)：我國人均食糖消費量不足10公斤/年，遠低于世界人均水平。應大力發(fā)展我國的果葡糖漿工業(yè)3.結論在我國發(fā)展果葡糖漿工業(yè)具有廣闊的前景。目前，國內的果葡糖漿產量，遠遠不能滿足當前國內市場日益增加的需求。由于果葡糖漿在國內約有80%以上都用于飲料生產，隨著飲料制造迅速發(fā)展，預計國內將會形成巨大的消費市場。作為食品飲料基料的新型甜味料——果葡糖漿將越來越被人們認可和重視。第二章糖醇第1節(jié)糖醇概述本節(jié)概要：糖醇是什么？糖醇具有的物理特性和生理特性糖醇工業(yè)的狀況一、糖醇含有2個以上羥基（-OH）的多元醇。與石油化工合成的如乙二醇、丙二醇等多元醇不同，性質和應用上差別較大；糖醇可以由相應的糖來制?。浩咸烟?，還原→山梨醇，6碳，產量最大；果糖，還原→甘露醇，6碳，與山梨醇為同分異構體；木糖，還原→木糖醇，5碳；麥芽糖，還原→麥芽糖醇，12碳；乳糖，還原→乳糖醇，12碳；赤蘚醇，4碳……CHOH－C－OHHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COHH2COHH－C－OHHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COHC=OHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COHH2COHHO－C－HHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COHH2COH加H，還原加H，還原葡萄糖果糖山梨醇甘露醇同分異構體二、糖醇的性質（一）物理特性1.不是糖，但是有某些糖的屬性；2.甜度:與原來糖比較有變化↑↓，見書P194表；3.熱量:多數(shù)能被吸收、代謝，產生一定熱量；但不是全部糖醇都能代謝(如赤蘚醇)見書P194表。4.溶解熱:溶解吸熱，入口清涼；5.粘度和濕度:粘度＜蔗糖→適于食品加工；有一定吸濕性→注意干燥條件存放。6.耐熱性:＞蔗糖高T美拉德反應（褐變反應）物理特性生理特性二、糖醇的性質（二）生理特性1.吸收和代謝多數(shù)糖醇能被吸收、代謝，并產生一定熱量，稱為營養(yǎng)性甜味劑。但吸收了，不一定能全利用。如赤蘚醇屬4碳醇相對分子量小，吸收效果最好；但因人體內缺乏代謝赤蘚醇的酶系，吸收后不能被代謝，一定時間后赤蘚醇全部排出體外，故其不能稱為營養(yǎng)性甜味劑。二、糖醇的性質（二）生理特性2.防齲齒效果不被口腔中產生齲齒的微生物所利用，固有防齲齒效果。（糖類在口腔中會被酶解而產生酸）如：木糖醇口香糖，每天吃3～5片，可有效防齲齒及去牙斑。二、糖醇的性質（二）生理特性3.不影響血糖值攝入糖醇，不影響血糖值。特別對輕度糖尿病患者效果明顯；對重度患者，則因在代謝后期也需要胰島素參與，故謹慎使用。4.其他生理特性麥芽糖醇可提高鈣的吸收和保留；木糖醇可改善肝功能，可促進腸道內有益菌增殖。二、糖醇的性質（二）生理特性5.耐受性過多食用會導致腹瀉糖醇不被胃酶分解，直接進入腸部；在小腸中大部分被吸收進入血液，有一部分進入大腸，被細菌利用，產生氣體而腹脹腸鳴，甚至產生腹瀉——正?，F(xiàn)象。如：木糖醇20g～60g/d.成人山梨醇10g～20g/d.成人麥芽糖醇28g～32g/d.成人赤蘚醇0.66g/kg體重.成男，0.80g/kg體重.成女三、糖醇工業(yè)的狀況歐洲：法國有全球最大的山梨醇生產企業(yè)，年產50萬t以上；德國等也十分重視糖醇工業(yè)。美國：血脂超標人近1億，體重超標60%以上，糖尿病近人2000萬；故低糖、無糖食品很流行。糖醇工業(yè)發(fā)展較好，無糖糖果、巧克力、口香糖、飲料等產品非常暢銷。日本：利用糖醇生產無糖糖果，興旺。三、糖醇工業(yè)的狀況在食品工業(yè)中，2005年我國，糖醇被列入食品添加劑；使用范圍見書P200表11-8有木糖醇、麥芽糖醇、山梨醇、甘露醇、乳糖醇、赤蘚醇等應用舉例。第2節(jié)山梨醇本節(jié)概要：一、山梨醇性質二、山梨醇生產三、山梨醇應用葡萄糖C6H12O6加氫(2H)氧化山梨醇C6H14O6一、山梨醇性質1.物理特性無色無味，針狀晶體；甜度:蔗糖的50%；熱量:12.45kJ/g；可溶于水(25℃，235g/100g水)，微溶于甲醇、乙醇和醋酸等；溶解熱:-117J/g；吸濕性大，在水溶液中不結晶；能螯合各種金屬離子；熱穩(wěn)定性好，不發(fā)生美拉德反應。H2COHH－C－OHHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COH一、山梨醇性質2.生理特性能被人體吸收、代謝，屬營養(yǎng)性甜味劑；體內被氧化成果糖在被利用，參與果糖代謝途徑；不影響血糖值，對尿糖無影響；有防齲齒效果。H2COHH－C－OHHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COH二、山梨醇生產（一）原料：葡糖糖——高純度糖漿或結晶G，較理想；蔗糖或糖蜜——水解、精制，等葡萄糖和果糖；淀粉糖化液——進一步制取葡萄糖；二、山梨醇生產（二）工藝流程：關鍵氫化工藝(間歇、連續(xù))淀粉液化糖化精制高G漿催化氫化沉降脫色離子交換濃縮山梨醇成品二、山梨醇生產（三）操作要點1.淀粉的水解及精制酶法水解:α-淀粉酶、糖化酶精制:過濾、脫色、離子交換、濃縮高G漿:

固形物含量50%～55%，DE值＞95%，雜質盡量除盡。目前國內間歇工藝二、山梨醇生產（三）操作要點2.葡萄糖溶液的氫化——有間歇、連續(xù)兩種工藝高G漿+鎳鋁合金(催化劑)高壓反應罐目前國內間歇工藝二、山梨醇生產目前國內間歇工藝溫度120℃壓力4～8MPa升溫帶動升壓補充H2高G漿鎳鋁合金用量糖液10%+高壓反應罐氫氣高T高P攪拌1～2h回收催化劑降溫沉淀＜100℃山梨醇溶液二、山梨醇生產（三）操作要點3.山梨醇液的精制和濃縮脫色:活性炭離子交換:澄清山梨醇液中殘存的微量鎳離子等金屬離子。濃縮:蒸發(fā)，濃度50%或70%二、山梨醇生產（四）催化劑生產山梨醇、木糖醇、麥芽糖醇等均是用相應的糖加氫催化制得，需要催化劑。鎳系催化劑——鎳+載體1.鎳鋁合金制備：鎳、鋁熔融，混合，冷卻成型；鎳是催化劑，鋁是載體。二、山梨醇生產（四）催化劑2.鎳鋁合金的活化：用NaOH活化，溶解掉合金中的部分鋁，使部分鎳露出來。2Al+6NaOHNa3AlO3+3H2如200g合金含鋁100g，加減溶解掉40%，堿液應足量，反應后排出堿液(含Na3AlO3)，堿液活化產氫，注意通風。二、山梨醇生產（四）催化劑3.使用10%~15%，活化好的三、山梨醇的應用1.生產維生素C(抗壞血酸)維生素C——營養(yǎng)藥物、多功能食品添加劑山梨醇發(fā)酵維生素C2.表面活性劑山梨醇表面活性劑的基料，乳化、擴散、消泡、增濕、浸潤、滲透等；如山梨醇酐硬脂肪酸酯（司盤60）山梨醇酐單棕櫚酸酯（司盤65）山梨醇酐單油酸酯（司盤80）三、山梨醇的應用3.保濕劑吸濕性大代替甘油，應用于牙膏、卷煙、化妝品等4.食品工業(yè)營養(yǎng)性甜味劑吸濕性——防食品干裂替代蔗糖——糖果加工，防齲齒穩(wěn)定性——加熱不起美拉德反應代謝不引起血糖升高——添加食品三、山梨醇的應用5.化學工業(yè)山梨醇+環(huán)氧丙烷聚氨酯硬質泡沫塑料山梨醇+合成脂肪酸油醇酸樹脂油漆建筑涂料增塑劑、潤滑劑6.醫(yī)藥營養(yǎng)飲食、降血壓制劑、治療冠心病等第4節(jié)甘露醇山梨醇？糖山梨醇；生產的關鍵技術？山梨醇的應用包括哪些？麥芽糖醇麥芽糖醇的主要特性有哪些？微生物發(fā)酵性——不被霉菌、酵母及乳酸菌利用不易被酶解；實驗證明：不易被消化、代謝；生產：？糖麥芽糖醇；生產的關鍵技術？？催化劑在食品工業(yè)中的應用：CHOH－C－OHHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COHH2COHH－C－OHHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COHC=OHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COHH2COHHO－C－HHO－C－HH－C－OHH－C－OHH2COHH2COH加H，還原加H，還原葡萄糖果糖山梨醇甘露醇同分異構體本節(jié)概要：一