淀粉糖生产技术 第一章 绪论
该课程的学习性质及内容 该课程是生物技术与应用专业与生化化工工艺专业的一门专业课程,主要讲淀粉原料及生产、淀粉糖品生产用酶制剂、双酶法液化、糖化技术、酸水解淀粉糖技术、麦芽糊精、糖浆的生产、其它淀粉糖类的生产等。
第一节 淀粉糖的发展 1、淀粉糖的定义: 是以谷物、薯类等农产品为原料,其中最主要的是玉米淀粉,它是运用生物技术经过水解、转化而生成的糖,包括麦芽糖、葡萄糖和果葡糖浆等。其主要品种,除医药用口服葡萄糖是粉剂外,大部分是用于食品的甜味添加剂。
2、淀粉糖发展的意义 1)它是淀粉深加工产业链中产量最大的产品。它的消费领域广、消费数量大,为推动食品工业的发展,以科技带动农业发展,提高农产品附加值。 2)促进以生物科技带动农业产业化发展做出了重要贡献。在我国蔗糖尚不能满足市场需求的情况下,淀粉糖的发展为市场提供了多糖源,对于稳定市场价格,带动农民增收,促进农业和食品工业协调发展有着重要意义。
3、淀粉糖工业的发展历史 1)据古书记载,公元前一千年左右,即有采用酶水解制造饴糖。 2)利用酸法水解淀粉制造糖品开始于欧洲,发展较晚,1811年德国化学家乔夫用硫酸处理马铃薯淀粉制成糖浆,开始了淀粉制糖工业的朦胧阶段。1815年由法国化学家沙苏里确定了淀粉水解反应的最终产品为葡萄糖。
3)1940年美国开始酸酶合并糖化工艺生产高甜度糖浆。1960年日本开始用α-淀粉酶液化和葡萄糖糖化酶的双酶法生产结晶葡萄糖工艺。1966年日本率先利用异构专用酶生产果葡糖浆。 4)我国1987年后淀粉糖开始大力发展,至今已位居世界第二。近6年都以38.3%的年均速度递增。见下表:
我国淀粉糖产量趋势
4、淀粉糖工业发展现状 1)目前我国食糖消费仍以蔗糖为主,但蔗糖产销因季节性的特点使价格波动较大。而淀粉糖的原料玉米等充足,且便于储藏。可以一年四季开工;并且淀粉糖的生产工艺能耗较蔗糖生产低,设备也更简单;可以实现循环经济。生产成本相对比较固定。但近年来,价格上涨较快。
2)近年来,淀粉糖企业勇于开拓,大胆创新,积极引进国外先进技术,特别是在关键技术和关键设备上进行国产化,使得生产成本大幅降低,行业也得到了飞速发展。我国淀粉糖产品质量已达到国际先进水平,其中麦芽糖、果葡糖浆质量指标已通过可口可乐公司、箭牌口香糖、美赞臣奶粉等外国公司的多次考察和认证,大量已得到应用。
3)我国淀粉糖生产企业开发的产品完全具有自主知识产权,目前我国淀粉糖生产企业的生产规模、生产技术和产品质量均已达世界先进水平,国内市场占有率达90%以上,国外市场占有率也逐步提高。2006年淀粉糖产值达110亿元,出口创汇3.14亿美元 。 4)目前我国淀粉糖占总食糖的比例为10%,人均消费淀粉糖约0.5Kg,与发达国家的50%比例,38Kg单耗还有很大差别,发展空间巨大。
5)我国淀粉糖生产的集中度进一步提高,2006年行业20强企业淀粉糖的生产规模占到全行业的85%;2006年行业中前10名企业销售额90 5)我国淀粉糖生产的集中度进一步提高,2006年行业20强企业淀粉糖的生产规模占到全行业的85%;2006年行业中前10名企业销售额90.46亿元,占总销售额的近80%,生产规模上已和国外公司媲美。我国淀粉糖企业正在向规模化发展,这不仅顺应国家农业政策,更反映了国际、国内的市场需求 .
6)在几年的发展中,我国的淀粉糖已由原来的6种发展到现在包括麦芽糊精、液体葡萄糖、麦芽糖饴、果葡糖浆等27种,品种十分丰富。 7)发展方向:自主创新、资源节约、环境友好、循环经济!
第二节 淀粉糖的种类 1、淀粉糖的种类主要有以下几大类: 1)结晶葡萄糖:含水α-葡萄糖、无水α 、β-葡萄糖三种。 第二节 淀粉糖的种类 1、淀粉糖的种类主要有以下几大类: 1)结晶葡萄糖:含水α-葡萄糖、无水α 、β-葡萄糖三种。 2)全糖:双酶法生产的糖化液含葡萄糖百分率达到95%以上,其余为少量的低聚糖,所以纯度较高,甜味纯正,能够直接进行喷雾干燥成颗粒状的产品。
3)淀粉糖浆:经过不完全糖化而得的产品,糖组分有葡萄糖、麦芽糖、低聚糖和糊精等。糖组分的比例不同,其产品的性质也各异(粘度、增稠性、吸潮性、化学稳定性等)。 淀粉糖浆分类:(低转化:葡萄糖值<20;中转化:葡萄糖值介于38~42;高转化:葡萄糖值介于60~70).
4)果葡糖浆:酶法糖化液中的一部分葡萄糖经用葡萄糖异构酶催化转变为果糖,产品主要成分为果糖和葡萄糖。工业上应用较多的是异构转化率为42%。
糖醇类:用相应的单糖还原生成的一类多元醇。如用葡萄糖加氢生成山梨醇,果糖还原生成甘露醇,麦芽糖还原生成麦芽糖醇等。 5)淀粉糖的衍生物 糖醇类:用相应的单糖还原生成的一类多元醇。如用葡萄糖加氢生成山梨醇,果糖还原生成甘露醇,麦芽糖还原生成麦芽糖醇等。 功能性糖:带有某种营养、保健或特殊功能的糖(如低聚糖,海藻糖等) 其他:如糖酸(抗坏血酸)、氨基糖等、
第三节 淀粉糖的应用和性质 1、淀粉糖的应用: 1)食品行业作甜味添加料。(如饮料、烘培食品、糖果、啤酒、雪糕、罐头等) 第三节 淀粉糖的应用和性质 1、淀粉糖的应用: 1)食品行业作甜味添加料。(如饮料、烘培食品、糖果、啤酒、雪糕、罐头等) 2)医药行业(如口服葡萄糖,糖酸等) 3)化工行业(如无水酒精的生产,糖醇类的生产等,葡萄糖也是一种重要的化工原料) 4)氨基酸发酵行业的碳源培养基(如谷氨酸、柠檬酸发酵等)
2、淀粉糖品的性质 不同的淀粉糖在性质方面存在不同的差别和应用关系:主要表现在: 1)甜度:这是糖品的重要性质,其中果葡糖浆的甜度与蔗糖相当,果糖最高为1.5(蔗糖甜度=1)。甜度受浓度和不同糖的品种有关。糖溶解过程吸热,其中葡萄糖最高,每克含水α-葡萄糖吸热25.2卡,蔗糖最低为5.52卡。木糖醇更高为34.8,故有更加凉爽的感觉。 2)溶解度:各种糖的溶解度不同,其中果糖最高,其次是蔗糖和葡萄糖。依据溶解度的不同来决定糖浆的浓度以便储存和运输。葡萄糖溶解速度较慢,设蔗糖的溶解速度为1,则无水β-葡萄糖、无水α-葡萄糖、含水α-葡萄糖的溶解速度分别为1.4、0.55、0.35。
3)结晶性质:蔗糖容易结晶长大,葡萄糖也容易结晶但晶型小,而果糖难结晶。淀粉糖浆不结晶。该性质被充分应用到糖果的生产技术中。 4)吸潮性和保潮性:果糖吸潮性最强,高转化糖浆的吸潮性相对较差,利用该性质来控制不同糖浆的不同用途。经葡萄糖氢化生成的山梨醇具有良好的保潮性质,作为保潮剂广泛的应用于食品、烟草等工业。
5)渗透压力:渗透压力随浓度高而高,糖液也更容易保藏。一般单糖的渗透压力比二糖高。利用该原理来控制糖液的保藏。 6)代谢性质:人体血液中的糖分为葡萄糖,含量为80-100mg/100ml,每克无水葡萄糖能供热1874卡;注意糖尿病人的饮食;控制蛀牙病。
7)粘度:葡萄糖和果糖的粘度比蔗糖低,常利用来增加稠度。 8)化学稳定性:受热情况下,糖的羰基和氨基酸的氨基发生褐色的“美拉德反应”生成一些挥发和非挥发以及一些褐色色素类多聚体,广泛的应用于食品行业。食品一般偏酸性,淀粉糖一般在酸性情况下稳定。
9)冰点降低:糖溶液降低冰点的程度决定于浓度和糖的分子量大小。浓度高,分子量小,冰点降低多。 10)发酵性:酵母能发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等,但不能发酵较高的低聚糖和糊精。淀粉糖浆的发酵糖为葡萄糖和麦芽糖。 11)抗氧化性:糖溶液具有抗氧化性,有利于保持水果的风味、颜色等。
本章练习题 1、请说出淀粉糖的发展? 2、请说出淀粉糖的分类和性质?