课题六 麦芽糊精 基本内容: 麦芽糊精制造原理,生产技术 基本要求: 掌握麦芽糊精制造原理,生产技术

第一节 麦芽糊精概述 定义: 是一种介于淀粉和淀粉糖之间的，经过控制而为低程度水解的产品。简称（Maltodextrin） MD。 第一节 麦芽糊精概述 定义: 是一种介于淀粉和淀粉糖之间的，经过控制而为低程度水解的产品。简称（Maltodextrin） MD。 它是一种具有广泛用途的淀粉衍生物，是利微生物酶的作用，将淀粉分子进行低度水解，成为一种水溶性的淀粉分子短链。

一 麦芽糊精性质 麦芽糊精，也称水溶性糊精或酶法糊精。它是以各类淀粉为原料，经酶法工艺低程度控制水解转化、提纯、干燥而成.产品不含游离淀粉. 以淀粉为原料，经控制水解DE值在20％以下的产品称为麦芽糊精，美国则把玉米淀粉为原料水解转化后，经喷雾干燥而获得的碳水化合物产品取名为“麦特灵”（MALRIN），其系列产品的DE值从5％到20％，其商品规格简称为MD50、MD100、MD150、MD200等.

麦芽糊精的DE值在4％～6％，其糖组成全部是四糖以上的较大分子.

二 麦芽糊精主要性状特点 1、DE值： DE值不仅表示水解程度，而且是掌握产品特性的重要指标。了解麦芽糊精系列产品DE值和物性之间的关系，有利于正确选择应用各种麦芽糊精系列产品。 不同DE值的麦芽糊精的各种特性见下表:

产品特性 低 DE 高 组织性 褐变反应 抗结晶性 冰点下降 渗透性 吸湿性 粘度 甜度 溶解性

2、粘度：溶液粘度随DE值的升高而降低，随浓度提高二降低。 3、褐变反应：麦芽糊精的还原糖和蛋白质含量低，再液化时大量蛋白质凝聚而被滤去，减少了褐变的几率。 4、粘结性能:DE升高，麦芽糊精的粘结能力下降，在较低的麦芽糊精的相对分子量较大，具有较强的成膜或涂抹性能。

5、冰点下降：随着DE的下降，溶液中分子数目下降，冰点下降。冰点也称凝固点，即物体固液转变的温度点，会受到外界条件的影响（如大气压freezing point。

8、抗结晶性：不容易结晶，随DE升高，抗结晶性能有所下降。常用到糖果等食品中。 10、甜度：甜度低，是一种良好的食品填充剂。

三 麦芽糊精的消化吸收 它的分子中含有经初步水解的α-1,4和α-1,6糖苷键的大分子糖类，因此它不像淀粉质那样，可不经唾液淀粉酶的水解直接进入到人的胃中，通过小肠黏膜上皮细胞中微绒毛膜上的α-1,4糖苷酶初步水解成大部分葡萄糖及少量麦芽低聚糖，然后再由小肠黏膜上皮细胞中微绒毛膜上的异麦芽糖酶水解麦芽低聚糖中的α-1,6糖苷键成为葡萄糖，才能为人体完全消化吸收。 因此，它特别适用于消化力相对较弱的病人、老人或儿童作为食品补充剂，代替淀粉类食物，缓解消化压力。

四 麦芽糊精的生产原理 1、 麦芽糊精系列产品均以淀粉为原料，经酶法工艺控制水解转化而成。淀粉是由许多葡萄糖分子聚合而成的碳水化合物，它的分子结构中大部分是以α—（l，4）键连接，少量是以α—（1，6）键连接。

2、麦芽糊精是以玉米、大米等为原料，经酶法控制水解液化、脱色、过滤、离子交换、真空浓缩及喷雾干燥而成。其视密度在0．5g／cm3以下，遇水易分散溶解 . 3、酶法工艺生产的麦芽糊精与酸法工艺生产的麦芽糊精的最大区别在于不会析出长链直链淀粉成分，故不会产生白色沉淀物，从而大大提高了麦芽糊精的商品价值。

4、酶法麦芽糊精放在水中，下沉很快，落在水底中，并能逐渐往上返，同时渐渐溶解，其溶解度略低于砂糖，但水化力较强。一旦吸收水分后，保持水分的能力较强。这是麦芽糊精的一个重要特性，在使用中常常会利用这一特性 .

五 麦芽糊精的应用 1、糖果类 在糖果制造中加入适量的麦芽糊精，可防止糖果“返砂”“烊化”增强糖果的弹性和韧性、改善风味、改善口感、预防潮解、降低消除粘牙现象,减少牙病,延长糖果的货架存放期。 2、婴儿食品类 用于奶粉等婴儿食品中，可减少营养的损失、改善口感，能满足儿童的实际需要，促进儿童的健康成长。

3、冰冻食品类 可增强冰淇淋的粘性，使产品膨松、细腻，提高乳化效果；在冰棒、冰果制作中加入麦芽糊精，可抗结晶、提高冻结温度、加强风味、改善口感。 4、固体饮料、调味料、香精类 作为速溶麦片、奶粉、鸡精等食品的粘合剂和填充剂，可提高产品的溶解性能，改善口感和风味，防止产品潮解

5、饼干、西点类 以麦芽糊精代替砂糖，在糕饼、脆饼等低水份（10%以下）的产品中应用，可控制面团的粘度、形成较佳的口感，避免干化、脆化。在松软饼干、蛋糕等水分含量10%以上的产品中应用，可增加面团粘度，帮助成形、控制甜度、避免反糖。同时，使产品达到良好的色泽，保水性良好. 6、液体饮料类 液体饮料以麦芽糊精作为制作原料，可增加产品的稠度，稳定产品的结构，改善口感和风味 .

7、麦芽糊精在造纸工业中的应用 麦芽糊精具有较好的流动性及较强的粘合能力，在国外已将其应用于造纸行业中，作为表面的施胶剂和涂布（纸）涂料的粘合剂，国内有的造纸厂将其应用于铜版纸的生产，用于表面旋胶时，不但吸附在纸面纤维上，同时也向纸内渗透，提高纤维间的粘合力，改善外观及物理性能。用它代替先前的干酪素或聚乙烯醇，可显著降低生产成本和能耗。

8、日用化工及精细化工行业中的应用 在粉状化妆品中作为遮盖剂和吸附剂，对增强皮肤的光泽和弹性，保护皮肤有较好的功效。 在牙膏生产上可代替部分CMC，作为增稠剂和稳定剂可改善牙膏的结构。 在各种化工溶剂生产上作为填充剂，可提高产品的稳定性，延长使用保存期。 9、医药行业中的应用 可作为药用糖的增稠剂和稳定剂。 可作为片剂或冲剂的赋形剂和填充剂

麦芽糊精应用

六 麦芽糊精的理化指标 一、感官指标 外观：白色或微带浅黄色阴影的无定形粉末，无肉眼可见杂质。 气味：具有麦芽糊精的特殊气味，无异味。 滋味：不甜或微甜，无嗅，无异味。

二、理化指标 DE％ 水份％ 溶解度 pH SO2残留量（mg/kg) 碘试验 8－15 <6 ＞98 4.6-6.0 <200 无 15－21 21－30

三、卫生指标 砷(mg/kg) ≤0. 5 铅(mg/kg) ≤0 三、卫生指标 砷(mg/kg) ≤0.5 铅(mg/kg) ≤0.5 菌落总数(个/g) ≤1500 大肠菌群(个/g) ≤30 沙门氏菌 不得检出

第二节 麦芽糊精生产工艺 工艺分为： 酸法、酸酶法、酶法

一 酸法和酶法生产的糖分比较 DE值% 5 10 15 20 1)酶法 DP1 0.1 0.3 0.7 1.4 DP2 1.3 3.4 一 酸法和酶法生产的糖分比较 DE值% 5 10 15 20 1)酶法 DP1 0.1 0.3 0.7 1.4 DP2 1.3 3.4 5.5 7.6 DP3 1.8 4.3 6.9 9.4 DP4 3.5 5.2 DP5 3.6 7.4 DP6 3.3 7.0 10.6 14.3 DP7及以上 89.9 77.9 65.6 53.0

DE值% 5 10 15 20 2)酸法 DP1 _ 2.3 3.7 5.5 DP2 2.8 4.4 5.9 DP3 2.9 5.8 DP4 3.0 4.5 DP5 4.3 DP6 2.2 3.3 DP7及以上 83.8 75.4 67.2

二 麦芽糊精工艺流程 1、工艺流程

2.原料预处理 工艺说明： 1、淘洗目的是除去米表面的杂质； 一）大米： 工艺：投料→浸泡→淘洗→粉碎磨浆 工艺说明： 1、淘洗目的是除去米表面的杂质； 2、热水浸泡的目的是为了加快吸收水份，促进大米粒的组织软化。注意控制浸泡时间和温度。

3、大米粉碎磨碎目的是保证淀粉粒的细度和粉浆的流动性能、使淀粉更容易糊化和与酶的充分接触。 要注意控制细度和浓度。 细度一般控制到50～80目、60目以上占80％。 浓度关系到糊化液的流动和蒸发量，浓度低，粘度小，有利于糊化和过滤等。但要考虑综合成本。

二）玉米淀粉 目前运用较多的是玉米淀粉。工艺如下图：

1.玉米淀粉生产麦芽糊精工艺流程 玉米淀粉→调浆→喷射液化→高温维持→保持液化（视情况决定是否需要二次喷射)→闪蒸降温→过滤→喷雾干燥

2.工艺说明 2.1液化工序 目的：通过酶的作用，将淀粉水解为糊精。碘液达到要求，DE值达到规定。 液化方法：间隙、连续、喷射法

一次加酶喷射的液化工艺流程

2.2 工艺控制说明： 1、工艺流程：同双酶法液化工艺 2、调浆： 浓度可以较做发酵糖的稍高，一般控制在20～25ˊBe.

3、喷射液化： 与双酶法发酵糖控制基本相同 4、保温维持： 根据不同产品DE值的要求而确定维持时间。

5、二次喷射： 目的：灭酶；进一步促使淀粉分子的膨胀断裂，成为更短的糊精分子，以提高成品的可溶性。 6、高温维持： 目的:参考双酶法液化工艺

2.3 糖液的过滤 过滤的目的:大米淀粉经过液化后还有部分不可溶性成分如纤维、蛋白质、脂肪、灰分。过滤出的滤渣称为米糟，可以制成蛋白饲料。 过滤要求：滤液透明、滤饼尽量回收料液、滤液要尽可能新鲜。

过滤设备 常见的过滤设备有板框式压滤机,叶片式硅藻土过滤机,烛式硅藻土过滤机, 结构见下图:

板框式 料液进 料液出口 料液出口 叶片式硅藻土过滤机 料液进 烛式硅藻土过滤机

过滤操作要点: 1、 自然重力过滤和加压过滤。 2、过滤操作： 要注意:控制泄漏; 回收米渣和糖液.

2.4 脱色 1.脱色一般采用颗粒活性炭,粉状活性炭,脱色树脂,膜等. 2.影响活性炭脱色效果的因素有:温度,料液浓度,进料流速,料液pH等. 3.要注意活性炭实现二次利用:连续,逆流;充分考虑循环利用,降低使用成本.

2.5 浓缩 1.浓缩定义： 将稀溶液加热至沸腾，使一部分溶剂汽化离开溶液而使溶液浓缩，此单元操作称为蒸发。蒸发的目的是使稀溶液浓缩，故溶液中的溶质须是不挥发的，蒸发操作常用于盐类物质，如NH4NO3，烧碱，硼砂，抗生素，制糖以及淡水制备等生产中.

2.蒸发操作的特点： 传质—传热 *能耗大 *从进口到出口传热温差逐渐减小 （∵浓度↑，沸点↑） *易结垢、粘度逐渐变大而使传热条件恶化

3.浓缩的目的 1、蒸发水份、提高浓度。 2、更好抑制微生物生长。 3、延长货架期。 4、提高运输和贮藏效率。 淀粉糖中常用到的浓缩方法多为多效减压（真空）浓缩.

工作原理：在减压状态下，料液的沸点温度随着真空度的升高而降低，料液可以在较低的温度下蒸发。 4.真空浓缩原理和特点 工作原理：在减压状态下，料液的沸点温度随着真空度的升高而降低，料液可以在较低的温度下蒸发。 优点：减少了糊精的焦化现象；减少损失和色泽；节约蒸气；提高了传热和生产效率。

5.单效蒸发器和多效蒸发器比较 多效蒸发单位生蒸汽消耗量比单效蒸发小，操作费用比单效蒸发小； 多效蒸发生产能力比单效蒸发小， 生产强度比单效蒸发小，故设备费比单效蒸发大。 生产强度：单位时间、单位面积的传热量或蒸发的水分量，用q或 W/A表示。 生产能力：单位时间的传热量或蒸发的水分量，用Q或 W表示。

6.升膜和降膜蒸发器的区别 常见的减压蒸发器有升膜和降膜蒸发器,它们的特点分别是: 升膜式蒸发器：适用于粘度小于0.05Pa·s、蒸发量较大者. 升膜式蒸发器

升膜式蒸发器实图

降膜蒸发器 降膜式蒸发器：适用于粘度在0.05～0.4Pa·s、蒸发量较小者 降膜式蒸发器

降膜式蒸发器实图

7.蒸发器真空系统图

8.减压蒸发器操作步骤

减压浓缩操作说明 1、开机准备：试漏；检查泵、冷却设备；泵密封水等是否正常。 2、确认无漏后，先进一部分料液打底。 3、开启真空泵密封水，开启真空泵（抽真空初期时，可以加大抽气速度），一般到达100kp时可以进入工作。注意要严格按照真空浓缩设备的安全真空度值。

4、真空抽到要求时，开启各级料液循环泵，然后进蒸气开始蒸发料液（刚进蒸气时速度要慢）。 5、开始观察各级蒸发器的液位情况，在保持安全平稳状态下，可以开始低速进料（视视镜液位情况），当真空度突然快速降低时，说明料液开始蒸发并大量产生工艺冷凝水。此时要立即开启工艺冷凝水泵。

6、加大蒸气进气量，快速提升料液的蒸发速度，当出料浓度达到要求时，开启出料泵。 7、保持蒸发速度和进料速度平衡，保证蒸发正常进行。

减压浓缩操作注意事项 各级蒸发器的液位 出料浓度的严格控制 各级蒸发器的真空度和温度 良好的真空泵 良好的降温冷却水效果 良好的真空泵冷却密封水 良好的冷热交换效果 保持好的强化传热效果

强化传热的措施： 1、定期清理垢层； 2、加快流体的循环速度：自然循环→强制循环 3、加热微量阻垢剂以延缓形成垢层； 4、将管内沸腾改为膜状沸腾。 5、定期作清洗。

9.真空浓缩过程中的节能思考 进料温度、pH ? 进料温度要尽可能利用生产过程的预热来进行热交换,从而提高料液的进料温度,使得接近蒸发温度,减少蒸汽的用量. 蒸发器的真空越好,料液沸点越低,蒸汽消耗也越少.所以,控制低的pH,减少不可冷凝的气体,有利于保持较好的真空度,从而减少蒸汽的消耗. 二次蒸气利用? 单效或者多效蒸发器会产生较多的二次蒸汽,这部分二次蒸汽有较多的热源可以利用,它们可以用来加热生产过程需要加热的物料,从而节约蒸汽.

工艺冷凝水 ? 工艺冷凝水有少量的COD,但是可以用来作为部分工艺用水,比如淀粉调浆用,部分添加可以作为冷却水用. 进料泵控制 ? 由于减压浓缩,整个蒸发器是带负压的,所以当料液进料流速较低时,完全可以不开启进料泵而直接进料,从而节电. 各循环泵及真空泵密封水利用 ? 由于绝大部分的泵都需要密封水,这部分水一来可以利用工艺冷凝水;二来可以实现水的循环利用,从而达到节约水的目的.

四效降膜蒸发器 五效降膜蒸发器 蒸发器实图 三效降膜蒸发器

10.喷雾干燥工序 喷雾干燥原理： 向干燥塔内引入温度较高而相对湿度很低的干空气，物料经过高压泵或高速离心机作用分散成雾滴，与热风接触而产生热交换。 喷雾干燥是将溶液分散成极细的液滴，使其在空气中迅速形成球状粉末的干粉，在短时间（几秒钟）内完成的一种作业。由于形成液滴细，而产生的表面积巨大（例如1m2溶液喷成100μm时，可产生1012个液滴）, 所以需提供的传热传质效能很高.

10.1 工艺流程：

10.2 喷雾干燥示意图 喷雾干燥示意图

标准离心式喷雾干燥机

压力喷雾顶喷式

压力喷雾底喷式

闭式循环喷雾器

再湿富聚喷雾干燥

无菌喷雾干燥机

关键设备 喷头

安置于塔体顶部中心，用6巴压缩空气驱动空气透平系统将动力传输于雾化叶轮上。带叶轮的雾化器适用于无腐蚀物料，而带碳化钨衬垫的雾化器适合于腐蚀性物料。可干燥成直径为5-25μm的颗粒。 旋转式雾化器

并流双流体雾化器 亦安置于塔体顶部中心，用0.5-2.0巴压缩空气进行雾化，原料和压缩空气分别送至雾化嘴形成雾化，双流体雾化器适合于处理较为粘稠的物料。并流模式适合于干燥热敏性物料，颗粒尺寸为5-25μm。

喷泉式雾化器 安置于塔体底部，向上喷雾。喷泉式适用于制备较粗的和流动性好的粉末。通常用于干燥精细陶瓷和非热敏性物料。逆流模式使干燥设备达到最佳的热利用效率，并让物料在干燥塔体内保持更长的停留时间。干燥的粉末颗粒粒径为15-80μM的颗粒

10.3干燥过程 预热阶段 等速干燥阶段 降速干燥阶段 缓苏阶段 冷却阶段

10.4 喷雾器干燥步骤

10.5 操作说明 1）分为料液雾化为雾滴、雾滴与空气混合流动、雾滴水分蒸发、干燥产品与空气 2）技术要求：进料浓度：40－49％ 进料温度：60－85℃ 进风温度：130－200℃ 排风温度：75－85℃ 产品水份：<6％

11.主要辅料对工艺影响 1）酶制剂 2）氯化钙 3）纯碱 4）盐酸 5）水 6）活性炭

本章练习题 1、麦芽糊精的定义和应用？ 2、麦芽糊精的制备工艺流程，并作简单说明？ 3、喷雾干燥器的工作原理和工艺流程？ 4、糖液减压蒸发浓缩器工作原理和操作步骤？