糧油加工學(xué)第四章

第四章

淀粉提取與加工淀粉制取與加工第一節(jié)淀粉生產(chǎn)第三節(jié)淀粉制糖第二節(jié)變性淀粉生產(chǎn)第一節(jié)淀粉生產(chǎn)一、淀粉生產(chǎn)的原料

谷類60-76%、薯類9-25%、豆類35-52%谷類中淀粉在胚乳中，豆類淀粉在子葉中，馬鈴薯淀粉在塊莖中，甘薯、木薯淀粉在塊根中。直鏈淀粉具有優(yōu)良的成膜性和膜強(qiáng)度，支鏈淀粉具有較好的粘結(jié)性。原料谷類薯類豆類直鏈淀粉（%）

20~28%20%30~35%淀粉含量、分布與組成玉米淀粉生產(chǎn)

淀粉生產(chǎn)行業(yè)90%以玉米為原料。工業(yè)化玉米淀粉生產(chǎn)不受季節(jié)限制，我國(guó)淀粉生產(chǎn)年耗約500萬(wàn)噸玉米。

淀粉、發(fā)酵工業(yè)用玉米要求（GB/T8613-1999）規(guī)定：以馬齒型等淀粉含量高的玉米為宜，淀粉(干基)≥75為一等，≥72為二等，≥69為三等，等外玉米不宜使用。烘干或發(fā)熱后的玉米不宜使用。

玉米淀粉含直鏈淀粉27%。我國(guó)高淀粉及高直鏈淀粉玉米品種的培育尚屬空白。馬鈴薯：含淀粉9~25%、水分63~67%，國(guó)外工業(yè)用型淀粉含量22~24%，新品種高達(dá)28%，國(guó)內(nèi)要求12~20%。淀粉生產(chǎn)薯類食用馬鈴薯淀粉（GB885－88）標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)級(jí)含水〈18.0%，一級(jí)、二級(jí)〈20.0%,(淀粉分子中的羥基與水分子形成氫鍵，不顯潮濕而呈干燥的粉末狀。)含支鏈淀粉較多。直鏈淀粉占20％。甘薯:含淀粉10~30%（含支鏈淀粉較多，直鏈淀粉占20％）、糖分5%、水分60~80%，貯藏一個(gè)冬季，淀粉含量下降20%，農(nóng)村手工生產(chǎn)采用鮮薯，工業(yè)化生產(chǎn)多用薯干。淀粉業(yè)用甘薯片質(zhì)量要求（以13%水分計(jì)）:淀粉≥64.0%為一等,≥61.0%為二等,≥59.0%為三等。

甘薯中的水溶性糖分發(fā)酵后，pH值降低至等電點(diǎn)（4.0）,水溶性蛋白質(zhì)變?yōu)榘稻G色不溶性漿狀物，附著于淀粉粒表面，降低淀粉的品質(zhì)。薯類淀粉含有果膠質(zhì)，粉絲透明，具有膠、滑、爽的特殊口感。淀粉生產(chǎn)

木薯：主要產(chǎn)地為廣東、廣西等地，是我國(guó)生產(chǎn)淀粉的第二位原料。含淀粉10~30%。含支鏈淀粉較多，直鏈淀粉占17％。

苦味種淀粉含量高，宜用于淀粉生產(chǎn)，甜種木薯多供食用或飼用。木薯含有一種毒素－氰配糖體，主要存在于薯皮中，易溶于水。

淀粉生產(chǎn)廣州日?qǐng)?bào)報(bào)道，信宜市白石鎮(zhèn)金林村村民李世榮，在自家老屋附近挖出一棵大木薯，整棵木薯共重65公斤，其中最大的一條木薯竟有32公斤重，長(zhǎng)135厘米，最大處直徑28厘米。淀粉生產(chǎn)綠豆：淀粉含量52%，直鏈淀粉含量30~35%蠶豆：淀粉含量35%，直鏈淀粉含量30~35%豆類豌豆：淀粉含量21~49%，光滑豌豆直鏈淀粉含量為30%，皺皮豌豆為75%。豆類淀粉為優(yōu)質(zhì)淀粉。直鏈淀粉含量高，凝沉性好，粉條耐煮不斷條，并可生產(chǎn)糕點(diǎn)等傳統(tǒng)食品,制作豆沙。小麥：淀粉含量58~76%，面筋生產(chǎn)的副產(chǎn)品，或生產(chǎn)一些特殊面食品（面皮）,直鏈淀粉占24%。大米：淀粉含量75~80%，直鏈淀粉占17%，淀粉顆粒小，滲透力強(qiáng)，易滲透到纖維內(nèi)部，對(duì)紡織工業(yè)上漿較適用。淀粉生產(chǎn)其他二、玉米淀粉的生產(chǎn)淀粉生產(chǎn)濕磨工藝1842年在美國(guó)開(kāi)始應(yīng)用1956年我國(guó)從前蘇聯(lián)引進(jìn)1980年后才有了較大發(fā)展我國(guó)玉米淀粉工業(yè)在20世紀(jì)80年代末有了較大發(fā)展，基本上淘汰了年產(chǎn)1萬(wàn)t淀粉以下的小規(guī)模企業(yè)。淀粉提取率達(dá)95％，玉米產(chǎn)品得率達(dá)90％以上（包括副產(chǎn)品）。淀粉生產(chǎn)玉米淀粉生產(chǎn)包括3個(gè)主要階段：玉米濕磨玉米清理淀粉脫水干燥

副產(chǎn)品的回收利用:每萬(wàn)t玉米可生產(chǎn)6700t淀粉，700t玉米胚（300t玉米油、400t玉米餅），850t皮渣（纖維），500－550t麩質(zhì)粉（蛋白粉），菲汀（植酸鈣）70t。（一）工藝流程SO2

水玉米籽?！謇砣ルs→雜質(zhì)亞硫酸水溶液→浸泡→浸泡液→濃縮→玉米漿胚芽分離→胚芽→脫水→榨油→玉米油→胚芽餅粕粗破碎細(xì)磨碎渣滓篩分→渣滓→脫水→飼料淀粉與蛋白質(zhì)分離→麩質(zhì)水→濃縮→壓濾→干燥→蛋白粉淀粉洗滌→工藝水離心脫水→氣流干燥→淀粉淀粉生產(chǎn)玉米淀粉提取采用濕法封閉式工藝,水循環(huán)使用,除淀粉洗滌（精制）用新鮮水外，其余工序都用工藝水，即采用后一工序送往前一工序的逆流使用原則，干物質(zhì)損失小，廢水少，污染大為減少。淀粉生產(chǎn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)每t淀粉原材料及能耗的先進(jìn)指標(biāo)：商品玉米量1.56t凈化玉米量1.51t耗水量5t耗電量210kWh硫磺量3-4kg（二）操作要點(diǎn)玉米原料要充分成熟，含水量符合標(biāo)準(zhǔn)，貯存條件適宜，貯存期較短，未經(jīng)熱風(fēng)干燥處理，具有較高的發(fā)芽率。經(jīng)高溫干燥過(guò)的玉米籽粒中淀粉老化程度高，蛋白質(zhì)變性不易與淀粉分離，影響淀粉得率和質(zhì)量。玉米的清理主要用風(fēng)選、篩選、密度去石、磁選等方法。清理后的玉米用水力輸送去浸泡系統(tǒng)，玉米∶水=1∶2.5~3，水力輸送速度為0.9~1.2m/s。有清洗玉米表面灰塵的作用。淀粉生產(chǎn)1.玉米的貯存與清理年產(chǎn)3萬(wàn)t玉米淀粉廠：14個(gè)浸泡罐,單獨(dú)配置輸液泵和加熱器,10個(gè)逆浸,4個(gè)單罐，每罐100m3,高徑比2:1，裝500t玉米。淀粉生產(chǎn)2.玉米的浸泡浸泡設(shè)備浸泡機(jī)理和作用在0.2%--0.3%的亞硫酸水中浸泡,利用SO2的氧化還原性,與蛋白質(zhì)的二硫鍵反應(yīng),使淀粉粒周圍的蛋白質(zhì)分子解聚,淀粉易釋放出來(lái)。亞硫酸防止胚芽萌發(fā)。防腐作用,抑制Ｍ活動(dòng),但能引起乳酸發(fā)酵,一定量的乳酸有利于浸泡。亞硫酸增加皮層透性,加速浸泡。軟化玉米粒,利于胚芽分離。7-10%的干物質(zhì)轉(zhuǎn)移到浸泡水中。浸泡條件和要求控制如下：0.2~0.3%亞硫酸水中浸泡，pH3.9~4.1，溫度48~55℃，60~72h。浸泡終了玉米含水40~46%，手?jǐn)D胚落，酸度100kg干物質(zhì)用0.1mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)液中和，用量不超過(guò)70ml。淀粉生產(chǎn)浸泡方法和要求靜止浸泡法連續(xù)浸泡法逆流浸泡法國(guó)際通用逆流浸泡法

將多個(gè)浸泡罐通過(guò)管路串聯(lián)起來(lái)，組成浸泡罐組，各個(gè)罐的裝料、卸料時(shí)間依次排開(kāi)，使每個(gè)罐的玉米浸泡時(shí)間都不相同。在這種情況下，通過(guò)泵的作用，使浸泡液沿著裝玉米相反的方向流動(dòng)，使最新裝罐的玉米，用已經(jīng)浸泡過(guò)玉米的浸泡液浸泡，而浸泡過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的玉米再注入新的亞硫酸水溶液，從而增加浸泡液與玉米籽粒中可溶性成分的濃度差，提高浸泡效率。干物質(zhì)損失小，廢水少，污染大為減少。

粗破碎就是利用齒磨將浸泡的玉米破成要求大小的碎粒。一般經(jīng)過(guò)兩次粗破碎，第一次破碎可將玉米破成4~6瓣，經(jīng)第一次胚芽分離后，再進(jìn)一步破碎成8~12瓣，將其中的胚芽再次分離。

進(jìn)入破碎機(jī)的物料，固液相之比為1∶3，以保證破碎要求，如果含液相過(guò)多，通過(guò)破碎機(jī)速度快，達(dá)不到破碎效果。如果固相過(guò)多，會(huì)因稠度過(guò)大，而導(dǎo)致過(guò)度破碎，使胚芽受到破壞。淀粉生產(chǎn)3.粗碎與胚芽分離

胚芽分離的設(shè)備是旋液分離器，在分離階段，進(jìn)入旋液分離器的漿料中淀粉乳濃度很重要，第一次分離應(yīng)保持11%~13%，第二次分離應(yīng)保持13%~15%。胚芽泵壓力0.45~0.55MPa，第一次分出75~85%的胚芽。頂流（胚芽）去洗滌系統(tǒng)，底流進(jìn)入二道凸齒磨。淀粉生產(chǎn)旋液分離器

經(jīng)過(guò)破碎和分離胚芽之后，由淀粉粒、麩質(zhì)、皮層和含有大量淀粉的胚乳碎粒等組成破碎漿料。在漿料中大部分淀粉與蛋白質(zhì)、纖維等仍是結(jié)合狀態(tài)，要經(jīng)過(guò)離心式?jīng)_擊磨進(jìn)行精細(xì)磨碎。這步操作的主要工藝任務(wù)是最大限度地釋放出與蛋白質(zhì)和纖維素相結(jié)合的淀粉，為以后這些組分的分離創(chuàng)造良好的條件。淀粉生產(chǎn)4.細(xì)磨碎

物料進(jìn)入沖擊磨，玉米碎粒經(jīng)過(guò)強(qiáng)有力的沖擊，使玉米淀粉釋放出來(lái)，而這種沖擊作用，可以使玉米皮層及纖維部分保持相對(duì)完整，減少細(xì)渣的形成。為了達(dá)到磨碎效果，進(jìn)入磨碎的漿料應(yīng)具有30~35℃溫度，稠度120~220g/L.淀粉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)沖擊磨一次磨碎多次研磨其他磨碎機(jī)細(xì)磨漿料中以皮層為主的纖維成分是通過(guò)曲篩逆流篩洗工藝從淀粉和蛋白質(zhì)乳液中被分離出去。曲篩多用120°壓力曲篩，由6或8個(gè)曲篩組成篩洗流程，工作壓力0.25~0.3MPa，篩網(wǎng)篩縫寬度0.05mm，0.075mm，0.10mm和0.125mm。淀粉生產(chǎn)5.纖維分離（篩分）細(xì)磨漿料清水第一道粗淀粉乳（3%干物質(zhì)）

篩上物第二道……第八道（第八級(jí)）工藝水工藝水纖維管束式干燥機(jī)粗碎、壓餅

飼料淀粉生產(chǎn)

轉(zhuǎn)鼓蝶式離心機(jī)（淀粉分離機(jī)），頂流為麩質(zhì)水（濃度1～2％），底流為淀粉乳（19～20°Be′）。

從主離心機(jī)分離出的麩質(zhì)水，含固形物2％，進(jìn)入浮選槽→板框過(guò)濾機(jī)→管束式干燥機(jī)→麩質(zhì)粉。

浮選后得工藝水進(jìn)入貯槽，供洗滌胚芽和纖維用。淀粉生產(chǎn)6.蛋白質(zhì)分離（麩質(zhì)分離）淀粉生產(chǎn)7.淀粉的清洗（精制）可利用十二級(jí)旋流分離器進(jìn)行逆流洗滌，多管旋流器由一定數(shù)旋流管（?10mm）組成。分離出蛋白質(zhì)的淀粉懸浮液含干物質(zhì)含量為33～35％，其中還含有0.2～0.3％的可溶性物質(zhì)，這部分物質(zhì)的存在對(duì)淀粉質(zhì)量有影響，特別是對(duì)于加工糖漿或葡萄糖來(lái)說(shuō)，可溶性物質(zhì)含量高，對(duì)工藝過(guò)程不利，嚴(yán)重影響糖漿和葡萄糖的產(chǎn)品質(zhì)量。濕淀粉不耐貯存,特別是在高溫條件下會(huì)迅速變質(zhì)。從上述濕法工藝流程中分離得到的含量為36~38%的淀粉乳要立即輸送至干燥車間。淀粉脫水要相繼用兩種方法：機(jī)械脫水和加熱干燥。廢氣140℃板式換熱器淀粉生產(chǎn)8.淀粉的脫水干燥洗滌后的淀粉乳（含水60%）→臥式刮刀離心機(jī)（含水降到34%）→氣流干燥機(jī)（負(fù)壓）→旋風(fēng)分離→精淀粉→料斗→打包三、馬鈴薯淀粉的生產(chǎn)（薯類）（一）馬鈴薯淀粉提取的總體工藝流程馬鈴薯→磨碎→細(xì)胞液分離→從漿料中洗滌淀粉濃細(xì)胞液水清水粗渣→

細(xì)胞液水的分離→

淀粉精制→

淀粉洗滌→機(jī)械脫水→

氣流干燥→

成品淀粉清水細(xì)渣淀粉生產(chǎn)（二）馬鈴薯淀粉生產(chǎn)工藝要點(diǎn)

在洗滌機(jī)中進(jìn)行徹底的清洗，以洗凈附著在馬鈴薯表面的污染物。一般用斜式螺旋洗薯機(jī)。在沙質(zhì)土壤中收獲的馬鈴薯洗滌時(shí)間可短些，為8~10min，在黑黏土中收獲的馬鈴薯洗滌時(shí)間要長(zhǎng)些，為12~15min。1.馬鈴薯的洗滌馬鈴薯磨碎的目的在于盡可能地使塊莖的細(xì)胞破裂,并從中釋放出淀粉顆粒。磨碎時(shí)多采用擦碎機(jī)（刨碎機(jī)），錘片式粉碎機(jī)。2.馬鈴薯的磨碎細(xì)胞液的存在，在空氣中氧氣的作用下，發(fā)生氧化作用導(dǎo)致淀粉的顏色發(fā)暗，應(yīng)將這部分細(xì)胞液進(jìn)行分離。分離細(xì)胞液是通過(guò)離心機(jī)進(jìn)行的，分離出的濃細(xì)胞液可作為副產(chǎn)品加以利用。3.細(xì)胞液的分離這個(gè)工序的任務(wù)是從漿料中篩出粗渣滓。方法是用水把漿料在不同結(jié)構(gòu)的篩分設(shè)備上，用不同的工藝流程進(jìn)行洗滌?？蛇x用振動(dòng)篩、離心噴射篩、弧形篩等。4.從漿料中洗滌淀粉在上面工序中被沖洗出來(lái)的篩下物懸浮液中的干物質(zhì)含量只有3~4%，其中較稀釋后的細(xì)胞水由于仍含有易被空氣中氧氣氧化的成分，應(yīng)立即將其分離出去。所用設(shè)備為臥式沉降式離心機(jī)。5.細(xì)胞液水的分離

淀粉乳精制就是把大部分細(xì)渣從淀粉乳中分離。精制環(huán)節(jié)對(duì)馬鈴薯淀粉最終質(zhì)量有很大影響。淀粉乳的精制一般也在振動(dòng)篩、離心篩或弧形篩上進(jìn)行。6.淀粉乳的精制7.洗滌、干燥除沙和洗滌淀粉可采用不同類型的旋液分離器進(jìn)行馬鈴薯淀粉的脫水和干燥和玉米淀粉相似，采用機(jī)械脫水和氣流干燥工藝。四、綠豆淀粉的生產(chǎn)（酸漿法）綠豆淀粉含直鏈淀粉較高，在食品工業(yè)上是制備粉絲、粉皮、綠豆飴的良好原料。渣酸漿黃漿水綠豆→清洗→浸泡→磨漿→篩分→沉淀→

分離→脫水→干燥→成品淀粉工藝流程淀粉生產(chǎn)浸泡：第一次浸泡以每50kg綠豆加水60kg，水溫夏季60℃，冬季100℃，浸泡4h，待浸漬水被綠豆吸干。用清水洗凈綠豆中的泥沙雜質(zhì)；第二次浸泡用冷水，夏天約6h，冬天約l8h，使綠豆的皮能見(jiàn)橫裂狀即可。磨漿：浸泡好的綠豆用石磨磨碎，磨漿時(shí)應(yīng)一邊加綠豆一邊摻水，每50kg原料摻水約25kg，摻水要均勻，使綠豆磨得均勻細(xì)膩。工藝要點(diǎn)篩分：將磨好的綠豆?jié){液采用80目平篩過(guò)濾，除去豆渣，過(guò)濾時(shí)要在篩面噴水2或3次，總量為原料的150％，使豆渣內(nèi)的淀粉充分過(guò)濾出來(lái)。沉淀：綠豆淀粉沉淀一般采用酸漿，豆粉漿中除淀粉外，還含有蛋白質(zhì)、細(xì)纖維等，酸漿中的乳酸鏈球菌，具有凝集淀粉顆粒的能力，從而使淀粉顆粒脫離渣子中蛋白質(zhì)、細(xì)纖維的吸附作用。迅速沉淀下來(lái)。用這種方法提取的綠豆淀粉制作的粉絲色澤好、亮度大、韌性強(qiáng)、味道美，著名的龍口粉絲就是用酸漿法提取的綠豆淀粉制作而成的。淀粉生產(chǎn)1．玉米淀粉生產(chǎn)中采用亞硫酸水浸泡的機(jī)理和作用是什么？2．玉米淀粉生產(chǎn)包括哪些主要工序？3．玉米逆流浸泡的優(yōu)點(diǎn)有哪些？4．玉米淀粉生產(chǎn)有哪些副產(chǎn)品？5．馬鈴薯淀粉與玉米淀粉的提取工藝及用途有何不同？6．豆類淀粉生產(chǎn)為什么要采用酸漿沉淀法？7.簡(jiǎn)述玉米淀粉的生產(chǎn)流程及操作要點(diǎn)。思考題第二節(jié)變性淀粉生產(chǎn)（P143-152)一、變性淀粉的概念變性淀粉

在淀粉所具有的固有特性的基礎(chǔ)上，為改善淀粉的性能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，利用物理、化學(xué)或酶法處理，使淀粉粒的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或使淀粉碳鏈長(zhǎng)短改變，從而改變淀粉的天然性質(zhì)，增加其某些功能性或引進(jìn)新的特性，使其更適合于一定應(yīng)用的要求。這種經(jīng)過(guò)二次加工，改變了性質(zhì)的產(chǎn)品統(tǒng)稱為變性淀粉。為了開(kāi)辟淀粉的新用途，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。如羥乙基淀粉、羥丙基淀粉代替血漿；高交聯(lián)淀粉代替外科手套用滑石粉等。變性淀粉生產(chǎn)變性的目的為了適應(yīng)各種工業(yè)應(yīng)用的要求。如高溫技術(shù)（罐頭殺菌）要求淀粉高溫黏度穩(wěn)定性好，冷凍食品要求淀粉凍融穩(wěn)定性好等。

用各種化學(xué)試劑處理得到的變性淀粉。一類是使淀粉分子質(zhì)量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一類是使淀粉分子質(zhì)量增加，如交聯(lián)淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉等。二、變性淀粉的分類變性淀粉生產(chǎn)（一）物理變性預(yù)糊化（α-化）淀粉,γ射線、超高頻輻射處理淀粉，機(jī)械研磨處理淀粉，濕熱處理淀粉等。（二）化學(xué)變性（三）酶法變性（生物改性）各種酶處理淀粉，如α-環(huán)狀糊精、β-環(huán)狀糊精、γ-環(huán)狀糊精、麥芽糊精、直鏈淀粉等。（四）復(fù)合變性采用兩種以上處理方法得到的變性淀粉，如氧化交聯(lián)淀粉、交聯(lián)酯化淀粉等。采用復(fù)合變性得到的變性淀粉具有兩種變性淀粉的各自優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)工藝路線擠壓法濕法干法滾筒干燥法有機(jī)溶劑法（一）濃度

干法生產(chǎn)一般水分控制在5~25%范圍內(nèi)；濕法生產(chǎn)淀粉乳含量一般為35~40%。（二）溫度

按淀粉的品種以及變性要求不同而不同，一般為20~60℃。（三）pH值

除酸水解外，pH控制在7~12范圍（四）試劑用量

取決于取代度（DS）要求和殘留量等衛(wèi)生指標(biāo)。變性淀粉生產(chǎn)三、變性條件（五）反應(yīng)介質(zhì)

一般生產(chǎn)低取代度的產(chǎn)品采用水作為反應(yīng)介質(zhì)；高取代度的產(chǎn)品采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)。（六）產(chǎn)品提純

干法改性，一般不提純；濕法改性，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求，反應(yīng)完畢用水或溶劑洗滌2或3次。（七）干燥

脫水后的淀粉水分含量一般在40%左右，不便于儲(chǔ)藏和運(yùn)輸，因此必須進(jìn)行干燥，使水分含量降到安全水分以下。變性淀粉生產(chǎn)四、變性程度的衡量

一般預(yù)糊化（α-化）淀粉糊化度

酶法糊精DE值即還原糖含量占總固形物的比例，DE值越高，酶解程度越高酸解淀粉一般用黏度或分子質(zhì)量來(lái)評(píng)價(jià)水解程度，一般水解程度越高，其黏度越低，分子質(zhì)量越小變性淀粉生產(chǎn)用取代度DS或摩爾取代度MS來(lái)表示其它變性淀粉氧化淀粉用-COOH含量或雙醛含量來(lái)評(píng)價(jià)其氧化程度

交聯(lián)淀粉用溶脹度或沉降體積來(lái)表示交聯(lián)程度DS是指每個(gè)D-吡喃葡萄糖殘基中羥基被取代的平均數(shù)量；淀粉中大多數(shù)D-吡喃葡萄糖殘基上有3個(gè)可被取代的羥基。所以DS的最大值為3。五、變性淀粉的生產(chǎn)方法即淀粉在含少量水（通常在20%左右）或少量有機(jī)溶劑的情況下與化學(xué)試劑發(fā)生反應(yīng)生成變性淀粉的一種生產(chǎn)方法。變性淀粉生產(chǎn)（一）濕法也稱漿法，即將淀粉分散在水或其它液體介質(zhì)(為區(qū)別于水，又稱為溶劑法)中，配成一定濃度的懸浮液，在一定的溫度條件下與化學(xué)試劑進(jìn)行氧化、酸解、酯化、醚化、交聯(lián)等反應(yīng)，生成變性淀粉。大多數(shù)變性淀粉都可用此法。（二）干法將含水20%以下的淀粉加入螺旋擠壓機(jī)中，借助于擠壓過(guò)程中物料與螺旋摩擦產(chǎn)生的熱量和對(duì)淀粉分子的巨大剪切力使淀粉分子斷裂，降低原淀粉的黏度。（四）擠壓法（三）滾筒干燥法工業(yè)上生產(chǎn)預(yù)糊化淀粉的一種主要方法，由于采用的關(guān)鍵設(shè)備是滾筒干燥機(jī)而得名。也可與化學(xué)變性結(jié)合使用。五、主要變性淀粉的制備（一）預(yù)糊化淀粉

將天然淀粉加熱糊化，淀粉失去晶區(qū)結(jié)構(gòu)，稱糊化淀粉或α-化淀粉。糊化后的淀粉再經(jīng)滾筒干燥或噴霧干燥，重新得到固體。

具有增黏、保型、速溶等優(yōu)點(diǎn)，可用于固體飲料、快餐布丁、糕點(diǎn)等食品中。1、滾筒法

淀粉→淀粉乳（19－21波美度）→在130－150℃的滾筒表面糊化干燥成膜，用刀刮下來(lái)粉碎過(guò)篩。干燥熟化的過(guò)程。速溶麥片就是用此法生產(chǎn)。變性淀粉生產(chǎn)2、擠壓法

15-20%的淀粉乳在120-160℃下糊化，經(jīng)過(guò)1㎜小孔擠出瞬間閃蒸干燥。3、噴霧干燥法

通蒸汽糊化淀粉。高壓蒸汽與淀粉乳混合而糊化，然后噴霧干燥。（二）酸變性淀粉

用稀酸處理淀粉乳，在低于糊化溫度的條件下攪拌至所要求的程度，然后用水洗至中性或先用碳酸鈉中和后再用水洗，最后干燥，即得到酸變性淀粉。其未發(fā)生糊化，保持原淀粉粒外形。變性淀粉生產(chǎn)

用溫和的酸解條件將淀粉分子中長(zhǎng)鏈葡萄糖變成短鏈，將某些支鏈淀粉轉(zhuǎn)化成直鏈淀粉，改善凝膠化性質(zhì)。

40%淀粉乳→邊攪拌邊加入1－3％的稀鹽酸在50-55℃下反應(yīng)10h→中和、水洗、干燥

粘度低，流動(dòng)性好，冷卻后強(qiáng)度很高的凝膠，適合生產(chǎn)軟糖、果凍等。（三）陽(yáng)離子淀粉

淀粉與叔胺或季胺生成的衍生物。

陽(yáng)離子淀粉帶有正電荷，對(duì)帶有負(fù)電荷的纖維素具有親和力（用于造紙工業(yè)）。破壞油包水或水包油乳化液的反乳化劑。變性淀粉生產(chǎn)（四）糊精

是變性淀粉的始祖，分為白糊精、黃糊精和印染膠（大不列顛膠）三種產(chǎn)品。白糊精：將干淀粉（含水5%）中噴入大量的稀鹽酸，95~120℃反應(yīng)罐中反應(yīng)半小時(shí)，中和冷卻。又稱為可溶性淀粉。黃糊精：噴霧器噴入少量鹽酸，160~180℃焙燒1h，冷卻后產(chǎn)品為黃色。印染膠：不加酸化劑，170~195℃焙燒7~10小時(shí)，冷卻后為棕色。具有焦糖味其溶液形成薄膜，粘結(jié)性好。變性淀粉生產(chǎn)思考題1.變性淀粉的概念？2.變性淀粉生產(chǎn)有哪些工藝方法？3.掌握四種主要變性淀粉的生產(chǎn)工藝。

是以淀粉為原料，通過(guò)酸或酶的催化水解反應(yīng)生產(chǎn)的糖品的總稱，是淀粉深加工的主要產(chǎn)品。第三節(jié)淀粉制糖淀粉糖淀粉糖的原料是淀粉，任何含淀粉的農(nóng)作物，如玉米、大米、木薯等均可用來(lái)生產(chǎn)淀粉糖，生產(chǎn)不受地區(qū)和季節(jié)的限制。淀粉糖在口感、功能性上比蔗糖更能適應(yīng)不同消費(fèi)者的需要，并可改善食品的品質(zhì)和加工性能。一、淀粉糖的種類和性質(zhì)

淀粉糖（一）種類按成分組成液體葡萄糖全糖果葡糖漿麥芽低聚糖麥芽糖漿葡麥糖漿飴糖麥芽糖高麥芽糖漿結(jié)晶葡萄糖含水α-葡萄糖（25-40℃結(jié)晶）無(wú)水α-葡萄糖（60-70℃真空結(jié)晶）無(wú)水-β葡萄糖（85-110℃真空結(jié)晶）42型(第一代)55型(第二代)90型(第三代)淀粉糖工業(yè)上常用葡萄糖值（dextroseequivalent）簡(jiǎn)稱DE值來(lái)表示淀粉水解的程度。將糖化液中還原糖全部當(dāng)作葡萄糖計(jì)算，占干物質(zhì)的百分率稱葡萄糖值。淀粉糖葡麥糖漿轉(zhuǎn)化程度低轉(zhuǎn)化糖漿（DE值30％以下）中轉(zhuǎn)化糖漿（DE值30％～50％）高轉(zhuǎn)化糖漿（DE值50％～70％）（二）性質(zhì)

各種糖的溶解度不相同，果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖。葡萄糖的溶解度較低，在室溫下濃度約為50%，過(guò)高的濃度則葡萄糖析出。淀粉糖1.甜度甜度是糖類的重要性質(zhì)，但影響甜度的因素很多，特別是濃度。濃度增加，甜度增高，但增高程度不同糖類之間存在差別。淀粉糖漿的甜度還隨轉(zhuǎn)化程度的增高而增高，此外，不同糖品混合使用有互相提高的效果。2.溶解度淀粉糖較高濃度的糖液能抑制許多微生物的生長(zhǎng)，這是由于糖液的滲透壓力使微生物體內(nèi)的水分被吸走，生長(zhǎng)受到抑制。不同糖類的滲透壓力不同，單糖的滲透壓力約為雙糖的兩倍。5.滲透壓力3.結(jié)晶性質(zhì)蔗糖易于結(jié)晶，晶體能生長(zhǎng)很大。葡萄糖更易結(jié)晶，但晶體細(xì)小。果糖難結(jié)晶。淀粉糖漿是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能結(jié)晶，并能防止蔗糖結(jié)晶。4.吸濕性和保濕性不同種類食品對(duì)于糖吸濕性和保濕性的要求不同。果糖的吸濕性是各種糖中最高的。6.黏度葡萄糖、果糖和淀粉糖漿都具有還原性，在中性和堿性條件下化學(xué)穩(wěn)定性低，受熱易分解生成有色物質(zhì)，也易與蛋白質(zhì)類含氮物質(zhì)起羰氨反應(yīng)生成有色物質(zhì)。蔗糖不具有還原性，在中性和弱堿性條件下化學(xué)穩(wěn)定性高，但在pH值9以上受熱易分解產(chǎn)生有色物質(zhì)。食品一般是偏酸性的，淀粉糖在酸性條件下穩(wěn)定。7.化學(xué)穩(wěn)定性

葡萄糖和果糖的黏度較蔗糖低，淀粉糖漿的黏度較高，但隨轉(zhuǎn)化度的增高而降低。利用淀粉糖漿的高粘度，可應(yīng)用于多種食品中，提高產(chǎn)品的稠度和可口性。

酵母能發(fā)酵葡萄糖、果糖、麥芽糖和蔗糖等，但不能發(fā)酵較高的低聚糖和糊精。淀粉糖漿的發(fā)酵糖分為葡萄糖和麥芽糖，且隨轉(zhuǎn)化程度而增高。生產(chǎn)面包類發(fā)酵食品應(yīng)用發(fā)酵糖分高的高轉(zhuǎn)化糖漿和葡萄糖為好。

8.發(fā)酵性二、液化和糖化、異構(gòu)化（一）淀粉酶

淀粉的酶水解法是用專一性很強(qiáng)的淀粉酶將淀粉水解成相應(yīng)的糖。

α-淀粉酶

α-淀粉酶屬內(nèi)切型淀粉酶,它作用于淀粉時(shí)從淀粉分子內(nèi)部以隨機(jī)的方式切斷α-1,4糖苷鍵。不能水解α-1,6鍵,不能水解麥芽糖。α-淀粉酶較耐熱,最適pH為5.5-6.5,不耐酸,pH<4.5失活。

α-淀粉酶最初水解速度很快，淀粉分子急速變小,淀粉漿粘度迅速下降，工業(yè)上稱為液化。耐高溫淀粉酶低溫淀粉酶中溫淀粉酶地衣芽孢桿菌所產(chǎn)，最適反應(yīng)溫度達(dá)95℃左右枯草桿菌所產(chǎn)，最適反應(yīng)溫度為70℃。真菌所產(chǎn)，最適反應(yīng)溫度55℃。鈣鹽會(huì)提高細(xì)菌α-淀粉酶的熱穩(wěn)定性，最適液化溫度達(dá)85~90℃。

β-淀粉酶

β-淀粉酶是一種外切型淀粉酶，它作用于淀粉時(shí)從非還原性末端依次切開(kāi)相隔的α-1,4鍵，最終產(chǎn)物全是β-麥芽糖,也稱麥芽糖酶。不能水解α-1,6鍵，最適pH為5.0-6.5，穩(wěn)定性低于α-淀粉酶，70℃以上就失活。大麥β-淀粉酶最適溫度為50－55℃，細(xì)菌β-淀粉酶最適作用溫度一般低于50℃。

β-淀粉酶與α-淀粉酶配合，將α-淀粉酶轉(zhuǎn)變的短鏈糊精水解成麥芽糖。用于飴糖、麥芽糖漿生產(chǎn)。

糖化酶（葡萄糖淀粉酶）

糖化酶對(duì)淀粉的水解作用是從淀粉的非還原性末端開(kāi)始，依次水解α-1,4葡萄糖苷鍵，順次切下每個(gè)葡萄糖單位,生成葡萄糖。除此還能水解α-1,6鍵和

α-1,3鍵。工業(yè)葡萄糖酶制劑主要來(lái)自黑曲霉、根霉和擬內(nèi)孢霉。糖化酶與α-淀粉酶協(xié)同作用，將α-淀粉酶轉(zhuǎn)變的短鏈糊精水解成葡萄糖。用于葡萄糖及淀粉糖漿生產(chǎn)。

脫支酶

脫支酶是水解支鏈淀粉、糖元等大分子化合物中α-1,6糖苷鍵的酶。根據(jù)水解底物專一性的不同，脫支酶又可分為異淀粉酶（來(lái)自假單胞桿菌和酵母）和普魯藍(lán)酶（來(lái)自普魯藍(lán)桿菌）兩種。異淀粉酶只能水解支鏈結(jié)構(gòu)中的α-1,6鍵，普魯藍(lán)酶不僅能水解支鏈結(jié)構(gòu)中的α-1,6鍵，也能水解直鏈結(jié)構(gòu)中的α-1,6鍵。脫支酶用于和β-淀粉酶或糖化酶協(xié)同作用，提高麥芽糖或葡萄糖得率。（二）液化

液化是使糊化后的淀粉發(fā)生部分水解，暴露出更多可被糖化酶作用的非還原性末端。酶液化和酶糖化的工藝稱為雙酶法或全酶法。液化程度：DE15－20，碘色反應(yīng)呈紫紅色。水解過(guò)度，不利于糖化酶與底物生成絡(luò)合結(jié)構(gòu)，影響催化效率。液化方法：升溫液化法、高溫液化法和噴射液化法升溫液化法

30－40％淀粉乳，調(diào)pH為6.0-6.5，加入0.01mol/LCaCl2、6－8u/g淀粉液化酶，噴入蒸汽加熱到85－90℃，約40min，升溫至100℃、5min終止酶反應(yīng)。淀粉糖2、高溫液化法用泵將淀粉乳經(jīng)噴淋頭引入液化桶約90℃的熱水中，淀粉受熱糊化，進(jìn)入保溫桶中于90℃液化約40min。3、噴射液化法蒸汽噴射與淀粉乳直接混合，蒸汽噴射產(chǎn)生的湍流使淀粉受熱快而均勻，黏度降低也快。液化的淀粉乳油噴射器引入保溫桶中于85－90℃液化約40min。液化效果好，糖化液的過(guò)濾性質(zhì)好。淀粉糖（三）糖化糖化機(jī)理利用葡萄糖酶或β-淀粉酶將液化后的短鏈糊精水解成葡萄糖或麥芽糖。糖化是利用酶從淀粉的非還原性尾端開(kāi)始水解α-1,4葡萄糖苷鍵，使葡萄糖或麥芽糖單位逐個(gè)分離出來(lái)，它也能將淀粉的水解初產(chǎn)物如糊精、和低聚糖等。

100份淀粉水解能生成105－108份葡萄糖。糖化操作曲霉一般用60℃、pH4.0-4.5。根酶55℃、pH5.0。2－3d，DE達(dá)95－98。糖化初期，速度快，第一天DE達(dá)90后，糖化速度變慢。達(dá)最高DE值后，于80℃、20min使酶失活，停止反應(yīng)，否則發(fā)生葡萄糖復(fù)合反應(yīng)。（四）異構(gòu)化異構(gòu)化機(jī)理：葡萄糖和果糖都是單糖，分子式為C6H12O6,兩者為同分異構(gòu)體，葡萄糖為己醛糖，果糖為己酮糖。通過(guò)異構(gòu)化反應(yīng)能互相轉(zhuǎn)化。異構(gòu)酶具有專一性，僅催化葡萄糖和果糖間的異構(gòu)化反應(yīng)。

異構(gòu)酶屬于胞內(nèi)酶，存在于菌體細(xì)胞內(nèi)部，丹麥NOVO公司選用凝結(jié)芽胞桿菌、日本用白色鏈霉菌、我國(guó)用玫瑰暗色鏈霉菌，經(jīng)通氣培養(yǎng)獲得高酶量用于生產(chǎn)。固定化異構(gòu)酶制備：起初用分離菌體加入葡萄糖液，異構(gòu)化反應(yīng)后過(guò)濾或離心回收菌體再使用，酶活力降低，只能使用幾次。

固定化異構(gòu)酶是將游離酶固定在固體載體上，制成異構(gòu)酶柱，葡萄糖液流經(jīng)酶柱，發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，酶穩(wěn)定性大為提高，能使用較長(zhǎng)時(shí)間。異構(gòu)化反應(yīng)操作：葡萄糖異構(gòu)化是在反應(yīng)器中進(jìn)行，分分批法與連續(xù)法反應(yīng)。分批法：葡萄糖液與固相酶于60℃、pH7.0-8.5反應(yīng)桶中，攪拌反應(yīng)20h，異構(gòu)率可達(dá)45％。連續(xù)法：酶柱反應(yīng)塔串聯(lián)，葡萄糖液由塔底進(jìn)料、流經(jīng)酶柱，由塔頂出料，發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)。每千克固相酶（150u/g酶）約能異構(gòu)1000kg葡萄糖液。三、精制和濃縮（一）中和

采用酸糖化工藝，需要中和，酶法糖化不用中和。使用鹽酸作為催化劑時(shí)，用碳酸鈉中和；用硫酸作為催化劑時(shí)，用碳酸鈣中和。中和大部分催化用的酸，同時(shí)調(diào)節(jié)pH值達(dá)到膠體物質(zhì)的等電點(diǎn)（pH4.8-5.2）。（二）過(guò)濾

過(guò)濾就是除去糖化液中的不溶性雜質(zhì)，普遍使用板框過(guò)濾機(jī)，同時(shí)最好用硅藻土為助濾劑來(lái)提高過(guò)濾速度和澄清度。還要控制好過(guò)濾溫度和壓力。（三）脫色

糖液中含有有色物質(zhì)和一些雜質(zhì)必須除去，才能得到澄清透明的糖漿產(chǎn)品。工業(yè)上一般采用骨炭和活性炭脫色?；钚蕴坑址诸w粒和粉末炭2種。脫色工藝條件：糖液溫度80℃；pH值低時(shí)脫色效果好；脫色時(shí)間25~30min；活性炭，一般采取分次脫色(先用廢炭，后用好炭)的辦法。（四）脫鹽（離子交換樹(shù)脂處理）

糖液經(jīng)活性炭處理后，仍有部分無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)雜質(zhì)存在，工業(yè)上采用離子交換樹(shù)脂處理糖液，起到離子交換和吸附的作用?；曳挚山档偷皆瓉?lái)的1/10,產(chǎn)品澄清度好，久置不變色。

離子交換樹(shù)脂分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂兩種，目前普遍應(yīng)用的工藝為陽(yáng)-陰-陽(yáng)-陰4只濾床，即2對(duì)陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂濾床串聯(lián)使用。（五）濃縮

采用蒸發(fā)使糖液濃縮，達(dá)到要求的濃度。淀粉糖漿為熱敏性物料，所以在真空狀態(tài)下進(jìn)行蒸發(fā)，以降低液體的沸點(diǎn)。一般蒸發(fā)溫度不宜超過(guò)68℃。蒸發(fā)操作有間歇式、連續(xù)式和循環(huán)式3種。四、生產(chǎn)實(shí)例（一）飴糖(p171)

飴糖是以淀粉質(zhì)為原料―大米、玉米、高粱、薯類經(jīng)糖化劑作用生產(chǎn)的，糖分組成主要為麥芽糖、糊精及低聚糖。

飴糖液體酶法先用α-淀粉酶液化，再用麥芽或麩皮進(jìn)行糖化。生產(chǎn)工藝流程如下：原料→清洗→浸漬→磨漿→調(diào)漿→液化→糖化→過(guò)濾→濃縮→成品淀粉糖

液化醪迅速冷卻至65℃，送入糖化罐，加入大麥芽漿(β-淀粉酶2300-2900u,α-淀粉酶酶40-500u/g干麥芽)或麩皮1~2%，攪拌均勻，在控溫60~62℃溫度下糖化3h左右，DE值到35~40結(jié)束。3.糖化1.調(diào)漿

加水調(diào)整粉漿濃度為30~35%，再加碳酸鈉液調(diào)pH值6.2~6.4，然后加入粉漿量0.2%氯化鈣，最后加入α-淀粉酶制劑(80-100u/g淀粉)，配料后充分?jǐn)噭颉?.液化液化溫度保持在85~90℃，40min后升溫至100℃，5min終止反應(yīng)。分兩個(gè)步驟，先開(kāi)口濃縮(90-95℃)至25波美度，除去懸浮雜質(zhì),并利用高溫滅菌；后真空濃縮（0.08MPa、70℃）至42波美度，溫度較低，糖液色澤淡，蒸發(fā)速度也快。5.濃縮4.壓濾

將糖化醪乘熱送入高位桶，利用高位壓產(chǎn)生壓力，使糖化醪流入板框壓濾機(jī)內(nèi)壓濾。（二）高麥芽糖漿高麥芽糖漿與飴糖的制法大同小異，只是麥芽糖含量應(yīng)高于普通飴糖，一般要求在50％以上，而且產(chǎn)品應(yīng)是經(jīng)過(guò)脫色、離子交換精制過(guò)的糖漿，其外觀澄凈如水，蛋白質(zhì)與灰分含量極微，糖漿熬煮溫度遠(yuǎn)高于飴糖，一般達(dá)到140℃。（三）麥芽糊精(p178)

麥芽糊精是指以淀粉為原料，經(jīng)酸法或酶法低程度水解，得到的DE值在20%以下的產(chǎn)品。其主要組成為聚合度在10以上的糊精和少量10以下的低聚糖。麥芽糊精生產(chǎn)多采用酶法生產(chǎn)。酶法生產(chǎn)工藝如下（以大米為原料）：原料（碎米）→浸泡→清洗→磨漿→調(diào)漿（粉漿濃度30－35％、α-淀粉酶10－20u/g）→噴射液化（DE值10－20）→過(guò)濾除渣→脫色→真空濃縮→噴霧干燥→成品（四）液體葡萄糖(p167)

常用的生產(chǎn)工藝：有酸法、酸酶法和雙酶法。

酸法工藝：淀粉→調(diào)漿→糖化→中和→第一次脫色過(guò)濾→離子交換→第一次濃縮→第二次脫色過(guò)濾→第二次濃縮→成品

酸酶法工藝：由于酸法工藝在水解程度上不易控制，現(xiàn)許多工廠采用酸酶法，即酸法液化、酶法糖化。在酸法液化時(shí)，控制水解反應(yīng)，使DE值在20~25%時(shí)即停止水解，迅速進(jìn)行中和，調(diào)節(jié)pH值4.5左右，溫度為55~60℃后加葡萄糖淀粉酶進(jìn)行糖化，直至所需DE值，然后升溫、滅酶、脫色、離子交換、濃縮。

雙酶法工藝：最大的優(yōu)點(diǎn)是液化、糖化都采用酶法水解，反應(yīng)條件溫和，對(duì)設(shè)備幾乎無(wú)腐蝕；可直接采用原糧如大米（碎米）作為原料，有利于降低生產(chǎn)成本，糖液純度高，得