《葡萄糖生产工艺》ppt课件.ppt

葡萄糖生产 工艺,1,第一 葡萄糖的发现和命名 欧洲人喜欢甜食，在19世纪初，法国人曾时兴研究用各种水果和许多种才料来制造糖品，1801年，法国人朴罗斯特试验成功了由葡萄的汁液中提取出的糖即葡萄糖，葡萄糖的名称由此得来，一直沿用到现在 用淀粉水解生产葡萄糖是由德国化学家柯乔夫,在1811年发现的；柯乔夫最初是在研究一种胶粘剂，在一次试验过程中，在用硫酸处理马铃薯淀粉时，原意是制造可能代替阿拉伯树胶用的胶粘剂，但一不小心酸加多了；酸的作用过量，所得产物成为粘度很低的液体；清澄，具有甜味柯乔夫乃开始研究制造淀粉糖 经反复试验，最后制成一种糖浆液；放置一定时间，有结晶析出， 用布袋装起来，压榨，除去大部分母液，得到固体产品2,当时欧洲正值拿破仑战争时代，由于战争封锁，欧洲不能获得甘蔗糖，不少工厂设立生产这种淀粉糖，这种淀粉糖畅销一时，主要给酿造工业做原料1815年战争结束，甘蔗恢复进口，这种淀粉糖工厂相继停工 法国化学家沙苏里经过长期研究证明，由淀粉制造的淀粉糖的化学反应为水解反应，水解的最终产品与葡萄汁中制成的糖为同一性质的糖；它的分子式和分子结构与葡萄汁中的葡萄糖完全相同 糖化酶、60℃/60h （C6H10O5）n＋nH2O nC6H12O6 162 18 180 100 111.11 法国化学家沙苏里于1815年确定，淀粉经水解生成的糖为葡萄糖。

3,,第二 葡萄糖的性质和用途 一 葡萄糖的性质 1、葡糖糖的构型 葡萄糖主要为六环结构 应用酶法糖化工艺，使用糖化酶催化水解，生成的葡萄糖是ß - 构型；在酶水解的过程中构型发生了转变，生成的ß - 葡萄糖在水溶液中向a-构型转变，最后这两种异构体达到动态平衡不论酸法还是酶法糖化工艺，所得淀粉糖化液中的葡萄糖都是不同异构体的平衡体系如葡萄糖投影结构式示意图所示（下页）：,4,,,,,,,,,,,,OH,OH,OH,OH,CH2OH,O,,,,,,,,,,,,OH,OH,OH,OH,CH2OH,O,a-葡萄糖,ß-葡萄糖,,,,OH H C | H—C—OH | OH—C—H O | H—C—OH | H—C | CH2OH,H OH C | H—C—OH | OH—C—H O | H—C—OH | H—C | CH2OH,,,,,,,,,,,,,CHO | H—C—OH | OH—C—H | H—C—OH | H—C—OH | CH2OH,a-葡萄糖,开链葡萄糖,ß-葡萄糖,葡萄糖投影结构式示意图,,,,,5,在水溶液中，葡萄糖主要是以六环结构存在，但也有微量的开链异构体。

开链异构体虽然微量，但是作用并不小，a-和ß-异构体的互相转变都是经过它为中间体这3种异构体是呈动态平衡状态存在，a-和ß-异构体的比例为36%和64%这种动态平衡受浓度和温度的影响很小在工业生产的糖化液中，葡萄糖异构体间的转变度已达到这动态的平衡 a-葡萄糖异构体的比旋光度为+122.2o,ß-葡萄糖异构体的比旋光度为+18.7o随着异构体的转变，比旋光度也随着转变，这种现象称为“变旋光”现象若溶解a-葡萄糖于水中，葡萄糖溶液将向ß-异构体转变，比旋光度逐渐降低，达到平衡状态时，比旋光度为52.5o，不在变化若溶解ß-葡萄糖于水中，将向a-异构体转变，比旋光度逐渐升高，达到平衡状态时，比旋光度达到相同的平衡值+52.5o，不在变化 这个平衡比旋光度不属于a-或ß-异构体，是两种异构体旋光的总和 用方程式表示：,6,2、 物理性质： 【1】性状：葡萄糖为无色或白色结晶性或颗粒性粉末，无臭， 味甜，比重1.5714、熔点83℃； 【2】溶解度：易溶于水，在20℃时，100g水能溶解91.28g葡萄糖，水溶液中溶解度可达47.72%，在25℃时，100g水能溶解111,42g葡萄糖，水溶液中溶解度可达52.7%。

在乙醇中微溶 【3】具有光学异构现象：由于葡萄糖结构中含有不对称碳原子，因此具有旋光现象比旋光度为+52.5o — 53.0o 二 葡萄糖的实用特性 1、甜味：葡萄糖是由淀粉制成的甜味剂，在淀粉糖中其甜度仅次于果糖，而高于其他麦芽糖、山梨醇等，以蔗糖甜度为100计，葡萄糖甜度约为75如和蔗糖混合使用，葡萄糖在代替40%蔗糖时，葡萄糖的相对甜度可高达90%，同时，葡萄糖的浓度与相对甜度关系也很大，所以，葡萄糖浓度增加甜度也会大幅提高7,2、风味：葡萄糖具有特殊的风味，甜味温和，特别是味凉，吃在口中有凉爽的感觉；葡萄糖在溶解时为吸热反应，固葡萄糖特别适用于夏季食品的甜味剂，如薄荷糖果，冷冻食品等 葡萄糖的另一特性为冰点降低，相同浓度的葡萄糖液冰点液比蔗糖低，如30%浓度的葡萄糖溶液冰点为-6℃，而相同浓度的蔗糖溶液冰点为-4℃，这一特性非常有利于食品工业，深度冷冻的液体饮料不易出现冰碴，增强口感 3、溶解度：结晶葡萄糖易溶于水，微溶于乙醇和其他有机溶剂，温度在55℃以上时葡萄糖比蔗糖溶解快，低于55℃比蔗糖溶解略慢，55℃是固相一水葡萄糖转变为无水葡萄糖的温度 4、渗透压：淀粉糖的分子量越小渗透压越大，葡萄糖的分子量为180.2，而蔗糖的分子量为342，因此葡萄糖具有比蔗糖高得多的渗透压，葡萄糖溶液的渗透压高，用于各种食品有较强的保护作用，能抗微生物的侵蚀，可提高食品的货架期。

8,5、还原性：葡萄糖具有还原性，能还原碱性硫酸铜溶液（费林式溶液）为氧化铜，测定葡萄糖液的纯度（DE值）就是基于此原理，由于葡萄糖较强的还原能力和蛋白类物质的相互作用，能促进食品系统的褐变现象可使面包、蛋糕皮及烘烤食品增色 6、发酵性：在有利条件下，葡萄糖容易被酵母菌完全发酵，产生CO2和酒精，因而葡萄糖是饮料工业、各种发酵工业的主要原料，也是食品工业中肉食加工和泡菜等不可缺少的配料 7、营养性：葡萄糖是动物代谢的基本能源，作为一种营养份，它在人机体内的能值是17.1KJ/g，葡萄糖是一种唯一能用于脑髓的营养成份，吸收后进入血液系统，葡萄糖转化为“血糖”能直接作为中间代谢物除此之外，它能作为糖源贮存在肝脏或肌肉中，形成人体的贮备能血液中的糖分为葡萄糖，含量为80-100㎎/100ml,饭后1小时内增加到约150㎎/100ml，以后逐渐降低到正常含量9,葡萄糖不经消化能被身体直接吸收，所以适合病人食用；也能直接注射到血液中去，供病人急用；每克无水葡糖糖供给热能1874卡 医药用葡萄糖分为口服和注射两种，注射用葡萄糖需要高纯度，浓度一般为5%，因为这个浓度与身体组织细胞具有相等的渗透压力。

高浓度的葡萄糖溶液具有较高的渗透压力，注射到血液中，会将组织中的水分吸收到血液中来但在特殊情况下，却可利用这种作用治病，如治疗脑水肿还有利尿作用 葡萄糖常与生理食盐水一并注射，这是因为当身体损失大量水分的时候，不仅需要补充葡萄糖，还需要补充钠和氯，以保持身体体液酸碱的平衡10,第三 生产葡萄糖所用原料和一些主要辅助材料 一、玉米淀粉： 1、淀粉的物理性状 【1】颗粒：淀粉呈白色粉末状，但在显微镜下观察， 却 是些形状和大小都不同的透明小颗粒；一斤玉米淀粉据估计约有8500亿个颗粒颗粒的性状可大致分为圆形、卵形和三角形玉米淀粉颗粒有圆形和多角形两种，用显微镜观察淀粉颗粒能鉴别不同的淀粉品种 【2】水分含量：淀粉含有相当高的水分，如玉米淀粉在一般情况下，含水约为12%，其他淀粉含水有20%虽然含有这样高的水分，却不显潮湿而呈干燥的粉末状这是因为淀粉分子中的羟基和水分子相互生成氢键的缘故淀粉的水分含量受周围空气湿度的影响，在阴雨天，湿度大，淀粉吸收空气中的水汽使水分含量增高；在干燥的天气湿度小，淀粉失散水分，使淀粉水分降低11,【3】糊化：淀粉混于冷水中，经搅拌成乳状的悬浮液，称淀粉乳。

若停止搅拌，淀粉则慢慢沉淀若将淀粉乳加热到一定温度，淀粉颗粒开始膨胀，温度继续上升，颗粒继续膨胀，可达原体积的几倍到几十倍由于颗粒的膨胀，晶体结构的消失，体积胀大，互相接触，变成粘稠糊状液体虽停止搅拌，淀粉也不再会沉淀，这种现象称为糊化，发生此糊化现象的温度称为糊化温（46—72℃） 2、淀粉的化学结构和性质 【1】 淀粉颗粒含有微量的非碳水化合物质，如蛋白质、脂肪酸、无机盐等这些非碳水化合物与淀粉的化学结构没有什么关系，淀粉是纯粹的碳水化合物淀粉是葡萄糖组成的多糖 【2】直连淀粉和支链淀粉 淀粉是由直连淀粉和支链淀粉所组成玉米淀粉中直连淀粉和支链淀粉的含量因品种不同而不同，玉米含直连淀粉一般为26%；高连玉米淀粉中直连淀粉为70—80%左右；粘玉米和糯米等含直连淀粉不超过1%，基本上是支链淀粉，所以粘性大12,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,,,O,,,,,,,,,,,,,O,O,O,O,O,O,O,,,,,,O,,,,,,O,,,,,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,,,O,,,,,,,,,,,,,O,O,O,O,O,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,,,,,,,O,O,O,,O,,1、下图为直连淀粉分子结构示意图,2、下图为支连淀粉分子结构示意图,13,O,,,,,,,二、酶制剂 1、液化酶 液化酶采用地衣芽孢杆菌经深层培养、提取等工序精制而成,能随机水解淀粉等碳水化合物。

使淀粉乳溶液迅速产生可容性糊精和麦芽糖的液化液液化酶的PH范围为5.5-7.0；有效温度范围在喷射液化工艺中瞬间温度可达105℃-145℃仍能有效水解淀粉乳 2、糖化酶 糖化酶是由黑曲霉优良菌种经深层发酵精制提炼而成的淀粉乳液化后产生较短链的糊精和麦芽糖，糖化酶则主要用于这些短链液化液的继续水解而最终成为葡萄糖糖化酶活力 pH范围为4.0-4.5， 最佳温度范围58-60℃ 3、酶制剂的物理特性： 外观--褐色液体； 气味--无刺激性气味 溶解度--易容于水； 比重:1.15--1.25g/ml、,14,三、助滤剂： 硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，由古代硅藻的遗骸组成它具有一些独特的性能，如：多孔性、较低的浓度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学稳定性，特点是多孔而轻，表面积很大 硅藻土的单体多成长针状，沉积于滤布上形成硅藻土层的孔隙，比原滤布的滤孔小的多，能阻挡很细小的固体颗粒如糖液中的蛋白质 硅藻土没有化学活性，与糖液不起因何化学反应，不影响葡萄糖溶液的物理或化学性质葡萄糖生产中使用硅藻土的目的就是吸附、过滤糖液中的蛋白质等杂质15,四、糖用脱色活性炭 1、活性炭是一种多孔径的炭化物，有极丰富的孔隙构造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用是借助于物理及化学的吸咐力而成的。

其外观色泽呈黑色每克活性炭所具有的比表面积相当于1000个平方米之多具有很强的吸附颜色和若干无机盐的作用；约含10-15%的水分和微量的灰分，每克活性炭的吸附面积可高达500m2以上 2、糖用活性炭的脱色是物理的吸附作用，能将糖液中的有色物质如（5-羟甲基糠醛）吸附在表面上，以达到从糖液中除去的目的 3、糖用活性炭主要指标是焦糖脱色力，按照国标 《GB/T12469.1--12469.22》要求 法焦糖脱色力 ：优级≧100 %；一级品≧ 90%；二级品；≧ 80%,16,,活性炭图片,17,五、离子交换树脂 1、离子交换树脂是具有吸附并去除微量杂质的一种材料糖溶液里含有一些微量的溶于糖液里的无机盐类有害物质，这些有害物质呈电离状态，以正负离子的形式溶于糖液中离子交换的目。