玉米淀粉制备结晶葡萄糖中糖化影响因素的研究
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玉米淀粉制取果糖生产工艺的研究近年来,随着人们对健康和营养需求的提升,天然果糖的需求量也不断增加。
而玉米淀粉作为一种常见的原料,被广泛应用于果糖的生产中。
本文将探讨以玉米淀粉制取果糖的生产工艺,以期为果糖生产行业提供参考。
一、玉米淀粉的提取玉米淀粉的提取是制取果糖的第一步。
首先,将玉米经过清洗、脱壳、破碎等工艺处理后,得到玉米浆。
接着,通过搅拌和离心等操作,将玉米浆与水分离,得到含有玉米淀粉的悬浮液。
随后,利用离心机将悬浮液进行离心分离,将玉米淀粉与液体彻底分离。
最后,通过干燥和粉碎等工艺,将玉米淀粉加工成粉末状,以备后续的果糖生产使用。
二、玉米淀粉的糖化糖化是制取果糖的关键步骤之一。
将提取得到的玉米淀粉溶解在水中,加入适量的酶,如淀粉酶和葡萄糖异构酶等,进行酶解反应。
在一定的温度和pH条件下,酶能有效地将玉米淀粉分解为果糖和葡萄糖。
这个过程需要一定的时间,通常需要持续反应数小时,直至糖化反应达到理想的程度。
三、果糖的分离和纯化果糖的分离和纯化是制取果糖的关键步骤之二。
通过对糖化反应液进行过滤和浓缩,将果糖与其他杂质分离。
接着,利用离心、蒸发和结晶等工艺,将果糖进一步纯化。
这个过程中,需要控制温度、浓度和酸碱度等参数,以保证果糖的纯度和质量。
四、果糖的结晶和干燥果糖的结晶和干燥是制取果糖的最后一步。
通过控制温度和浓度等条件,使果糖结晶出来。
然后,通过离心和过滤等工艺,将结晶得到的果糖与溶液分离。
最后,将果糖进行干燥处理,以得到细小的晶体状果糖产品。
五、质量控制和包装在果糖生产过程中,质量控制是至关重要的。
通过对原料、中间产物和最终产品进行严格的检测和分析,确保果糖的质量和纯度。
同时,对果糖进行合适的包装,以防止湿气和污染物的侵入,保证果糖的安全性和稳定性。
玉米淀粉制取果糖的生产工艺包括玉米淀粉的提取、糖化、果糖的分离和纯化、果糖的结晶和干燥,以及质量控制和包装等步骤。
这些步骤的顺序和操作条件对果糖的产量和质量有着重要的影响。
玉米糖化方法玉米糖化是一种常用的工业发酵生产技术,能够将玉米淀粉转化为葡萄糖、麦芽糊精等有机化合物,为酒精、饮料、饲料、化妆品等行业提供了重要的原料。
下面将从原理、过程、影响因素等方面详细介绍玉米糖化的相关知识。
一、糖化原理糖化是指将淀粉水解为葡萄糖的过程,一般是通过添加淀粉酶来实现。
在玉米糖化过程中,淀粉酶会将淀粉分解成较小的糖分子,再通过发酵转化成高价值的有机化合物。
糖化过程中需要控制温度、pH值等因素,以保证酶的活性和反应的效果。
二、糖化过程玉米糖化的一般过程分为以下几个步骤:1. 玉米预处理:将玉米清洗干净,磨成细粉,然后进行蒸煮、压榨等预处理操作,以提高淀粉的可溶性和可糖化性。
2. 淀粉酶添加:将淀粉酶加入到淀粉水溶液中,使淀粉水解为葡萄糖等小分子糖。
3. 控制反应条件:糖化过程中需要控制反应温度、pH值等条件,以保证淀粉酶的活性和反应的效果。
4. 过滤、脱色、浓缩:将反应液通过过滤、脱色、浓缩等操作,去除杂质,提取目标产物。
5. 产品分离和提纯:将目标产物进行分离和提纯,得到高纯度的葡萄糖、麦芽糊精等有机化合物。
三、影响因素玉米糖化的效果受到许多因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 温度:糖化反应的温度一般在50~70℃之间,温度过低或过高都会影响反应速率和淀粉酶的活性。
2. pH值:糖化反应需要保持一个适宜的pH值,一般在5~6之间,过低或过高都会影响淀粉酶的活性和反应效果。
3. 淀粉酶种类和添加量:不同的淀粉酶种类和添加量对糖化反应的效果有着显著的影响。
4. 反应时间:反应时间对糖化反应的效果也有着一定的影响,时间过短或过长都会影响产物的质量和产率。
四、应用前景玉米糖化技术在生物化工、食品工业、医药工业等领域有着广泛的应用前景。
其中,以酒精、饮料、饲料、化妆品等行业为主要应用方向。
随着人们对于健康和环保的关注度不断提高,玉米糖化技术也将更加注重绿色、可持续发展的方向,为人类的生产和生活带来更多的好处。
玉米淀粉双酶解制取葡萄糖一、实验目的:1. 掌握用酶法水解淀粉制备水解糖的原理及方法。
2. 掌握还原糖的化学测定。
二、实验原理:1.糊化原理:将淀粉乳加热,淀粉颗粒膨胀,由于颗粒的膨胀,晶体结构消失,变成糊状液体,淀粉不再沉淀,这种现象称为糊化。
不同的淀粉的糊化温度不同。
如玉米淀粉开始糊化的温度为62.0℃,中点温度为67℃,终结温度为72℃。
糊化分为:预糊化(吸水),糊化(体积膨胀)。
糊化过程中,要防止淀粉的老化(分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程)。
2.液化原理:液化是利用液化酶使糊化淀粉水解到一定的糊精和低聚糖程度,粘度大大降低,流动性增加。
淀粉的酶解法液化是以耐高温α-淀粉酶作为催化剂,该酶作用于淀粉的α-1,4-糖苷键,从内部随机地水解淀粉,从而迅速将淀粉水解为糊精及少量麦芽糖,所以α-淀粉酶也称内切淀粉酶。
淀粉受到α-淀粉酶的作用后,其碘色反应发生以下变化:蓝色→紫色→红色→浅红色→不显色(即显碘原色)。
3.糖化理论:淀粉的酶解法糖化是以糖化酶为催化剂,该酶从非还原末端以葡萄糖为单位依次分解淀粉的α-1,4-糖苷键或α-1,6-糖苷键,由于是从链的一端逐渐一个个地切断为葡萄糖,所以糖化酶也成为外切淀粉酶。
4.DE 值:用DE 值表示淀粉水解的程度或糖化程度。
糖化液中还原性糖以葡萄糖计,占干物质的百分比称为DE 值。
DE 值计算:100g/L)g/100g)g/L)=)%值(DE ⨯⨯密度(锤度(还原糖浓度(%还原糖用裴林氏法等法测定,浓度表示:葡萄糖g/100ml 糖液; 干物质用阿贝折光仪测定,浓度表示:干物质g/100ml 糖液。
三、实验器材(1)仪器设备:振荡培养器1台,1000mL 烧杯1个,200mL 烧杯3个,500mL 三角瓶1个;250mL三角瓶3个;还原糖测定装置1套;折光仪(阿贝折光仪或手提折光仪)1台,密度计(或密度瓶)1个,电炉1台,水浴锅一台,PH计,PH试纸,白瓷板,滴定管,移液管,玻璃棒,抽滤瓶,布氏漏斗,抽气泵,快速滤纸,玻璃珠(2)材料试剂:淀粉、淀粉酶、糖化酶、碘液、斐林试剂配制和标准葡萄糖溶液(1.0000mol/L)配制的相关药品,活性碳,蒸馏水。
玉米淀粉制取葡萄糖的工艺研究
近年来,随着国际生物化工发展的飞速兴起,利用玉米淀粉制取葡萄糖的方法备受关注。
在理论上,玉米淀粉具有较好的加工性能,是一种理想的非植物性原料,可用于制取高质量葡萄糖。
发展利用玉米淀粉制取葡萄糖的技术有着多种不同的形式,包括变性过程,结构加工,组织化,非特异性酶水解等。
变性过程是指在弱酸条件下,施加压力,使淀粉糖链部分分子聚集并凝胶化,从而有效分离出葡萄糖的技术。
结构加工是指根据玉米淀粉的分子结构特征,通过玻璃化和热处理等过程,增加其孔隙大小,从而提高葡萄糖溶出率和产率的技术。
组织化过程是指利用紫外光或电子束将玉米淀粉分子改性,改变淀粉表面的组分,促进葡糖结晶溶解并提高溶出率,从而提高葡萄糖产率的技术。
在工艺上,利用玉米淀粉制取葡萄糖,一般仍然按照经典的“4A”步骤:水解,提取,结晶及精制。
其主要的工序包括物料处理,糖精提取,精制处理和贮存等。
其中,物料处理环节具有广泛的研究应用,可以控制加工工艺、提高溶出率、提取有用成分、改善质量以及改善可卫生性等。
总之,玉米淀粉制取葡萄糖是一项合理的技术,它有良好的可行性,具有较强的经济和环境效益。
发展利用玉米淀粉制取葡萄糖技术有助于丰富玉米淀粉的加工种类,将其作为一种新的工业原料及功能原料,开发出更多新的用途,得到更多的应用价值。
玉米淀粉制取葡萄糖的工艺研究葡萄糖是一种重要的食品原料,它在食品加工中发挥了重要作用,也是一种常见的补充营养品。
葡萄糖是各种动植物细胞的基本结构单位,也是最重要的日常摄入的糖类产品,是继石油之后的第二大矿物原料。
由于其重要性,研究如何从玉米淀粉制取葡萄糖变得越来越重要。
玉米淀粉比其他淀粉聚糖类产品具有更高的单体糖含量,更高的溶度,更稳定的结构,更有利于提取葡萄糖,其中最重要的是葡萄糖、麦芽糖、聚乙二醇泛酸与氧化铁的含量比其他淀粉类产品都高。
首先,我们需要使用氢氧化钠和乙醇调节玉米淀粉的酸度,然后使用酶,如α-淀粉酶、β-淀粉酶和淀粉酶,将淀粉分解成葡萄糖。
其次,我们需要使用电解或透析法将水溶液中的葡萄糖回收。
将玉米淀粉和适量的介质加入搅拌机中搅拌,使淀粉分解后,在恒温环境中加入葡萄糖氧化酶,使玉米淀粉彻底分解。
葡萄糖经过电解或透析仪把葡萄糖从水中提取出来,这样就可以获得纯度较高的葡萄糖。
最后,葡萄糖在过滤、蒸发、干燥的过程中,可以得到相对稳定的葡萄糖固体,制备成未来食品工业生产的原料。
玉米淀粉制取葡萄糖主要是使用氢氧化钠和乙醇调节玉米淀粉的酸度,然后用淀粉酶将淀粉分解成葡萄糖,通过电解或透析法从水中提取葡萄糖,最后过滤、蒸发、干燥,可以获得相对稳定的葡萄糖固体,以供未来食品工业使用和食用。
研究人员还准备开发一种新的制备葡萄糖的方法,即称为“玉米淀粉酶化法”的技术。
该技术可以有效提取玉米淀粉中的葡萄糖,有助于改善玉米淀粉制备葡萄糖的效率。
这种技术利用酶在添加抑菌剂和氧化剂的条件下,将淀粉分解为两种糖:果糖和葡萄糖,从而大大提高玉米淀粉制备葡萄糖的产量。
研究表明,玉米淀粉制取葡萄糖是一种现代化的可行技术,它可以从玉米淀粉中有效提取葡萄糖,并且产量可以比传统的制备方法更高。
此外,通过开发新的技术,可以进一步提高玉米淀粉制备葡萄糖的效率,以满足食品工业的生产需求。
总之,玉米淀粉制备葡萄糖具有很多优势。
它不仅可以从玉米淀粉中有效提取葡萄糖,而且技术成熟,制备成本低,并且可以产出更高的葡萄糖量。
玉米淀粉制取葡萄糖的工艺研究近年来,随着垂直一体化电力市场的日益发展,可再生能源和可持续发展的概念的规模更大,因此,制取葡萄糖的新方法受到了广泛关注。
玉米淀粉是一种广泛分布的植物蛋白质,具有可持续性生产的优势,从而大大提高了可再生能源和可持续发展的应用。
而玉米淀粉制取葡萄糖的方法正是满足上述需求的有效工艺手段。
玉米淀粉制取葡萄糖是一种复杂的分子操作过程,其目的是利用玉米淀粉中的乳糖或糖原制取葡萄糖。
首先,将玉米淀粉放入搅拌机中混合,使其形成玉米糊,接着将这种混合物进行热处理,以低温促进乳糖或糖原的溶解,形成葡萄糖溶液。
然后,将溶液过滤,去除不溶的碎屑,最后使用溶蔗糖法将溶液中的乳糖或糖原转化为葡萄糖。
在玉米淀粉制取葡萄糖的过程中,可能存在一些变量,它们会影响葡萄糖的产量和性质。
温度和pH值越高,可溶质越容易溶解,从而提高葡萄糖的产量;搅拌的强度越大,可溶质的粒度越小,从而使溶解效率更高,从而提高葡萄糖的产量;玉米淀粉中的着色剂和维生素会影响葡萄糖的质量;还有溶蔗糖的种类也会影响葡萄糖的产量和性质。
玉米淀粉制取葡萄糖还有另一个优点,即把传统的玉米淀粉工艺改进,在相同的分子量下,使玉米淀粉更容易溶解,从而大大提高葡萄糖的产量。
此外,该工艺还可以制取葡萄糖乳糖、牛糖和其他多糖。
总之,玉米淀粉制取葡萄糖的工艺具有较高的效率,可节约原料,节约能源,生产出高品质的葡萄糖,可以应用于饮料、食品、医药和化工等不同的领域。
因此,有助于提高能源利用率,实现可持续发展。
随着社会的发展,对葡萄糖的需求也在不断增加,以满足社会发展的需求,玉米淀粉制取葡萄糖的工艺显得尤为重要,需要做出积极的努力。
未来,将给我们带来更多惊喜。
从以上分析可以得出结论,玉米淀粉制取葡萄糖的方法是一种高效、绿色的工艺,可以有效降低能源消耗,实现可持续发展的目的,对于未来可再生能源利用具有重要意义。
第一章葡萄糖概述葡萄糖是自然界分布最广,也是最重要的单糖。
植物器官与组织各部分、蜂蜜、动物的血液、淋巴液、脑脊液等中均有分布[1]。
葡萄糖的用途很广泛,特别是结晶葡萄糖,现在广泛应用在食品、医药、化学等行业。
在食品加工中用在罐头、面包、糕点、果酱、果冻、低热量啤酒等生产中。
医药中用来生产口服葡萄糖、注射葡萄糖液等。
作为基质可以生产多类抗菌素及维生素,也可转化生产氨基酸。
化工用来生产葡萄糖酸、葡萄糖醇、甘油、山梨酸、柠檬酸、苹果酸等有机酸及其衍生物[2]。
众所周知,葡萄糖是淀粉最重要的下游产品之一,同时也是玉米的重要深加工产品。
尤其在美国,以玉米为原料生产的淀粉糖已全面代替了蔗糖,广泛进入了工业加工及家庭食用等各个领域[3]。
在我国,淀粉糖产业的前景也相当广阔。
首先,我国有着非常丰富的玉米资源,2004年产量已达1.28亿t。
同时,由于玉米易于运输和贮藏,可供周年生产,不受季节限制,淀粉含量高,制作较简便,主产品质量好,副产品种类多,利用价值高,所以玉米已逐渐成了我国制造淀粉的主要原料,玉米淀粉已占我国淀粉总产量的90%左右,因此,也就成了制造葡萄糖的理想选择[4]。
其次,从结晶葡萄糖的需求及生产情况来看,2000年全国的结晶葡萄糖的需求量为8万t,2001年为9万t,增长了12.5%;而2000年生产量仅为54700t,2001年生产量为57600t,增长了5.3%。
目前,国内每年需求结晶葡萄糖30万t 左右,且年需求以15%的速度递增。
可见,结晶葡萄糖的生产增长速度远远跟不上市场的需求增长速度,生产规模还不能满足市场需要。
因此,淀粉加工结晶葡萄糖,特别是玉米淀粉加工结晶葡萄糖对于促进农业经济发展,提高农民收入,以及推动玉米生产产业化的发展,具有重要的现实意义。
为了稳定生产,统一操作,对生产进行有效的控制,使操作有法可依,确保生产链畅通,特别制订了部分操作规程。
并且葡萄糖厂还分十几个工序:喷射配料→→液化→→糖化→→脱色→→离交→→三脱→→蒸发→→柱晶→→离心→→烘干→→包装现就结晶葡萄糖加工中的关键技术加以综述。
玉米淀粉制备结晶葡萄糖中糖化影响因
素的研究
摘要:目的:研究玉米淀粉制备结晶葡萄糖中糖化影响因素;方法:糖化温度60℃,pH值4.5,糖化时间48h,葡萄糖淀粉酶用量250U/g淀粉、普鲁兰酶用量0.10ASPU/g淀粉。
结果:确定玉米淀粉糖化最佳水平组合为:F3G3H3I2J3,即糖化温度60℃,pH值4.5,糖化时间48h,葡萄糖淀粉酶用量250U/g淀粉,普鲁兰酶用量0.10ASPU/g淀粉。
结论:玉米淀粉制备结晶葡萄糖中,利用普鲁兰酶与葡萄糖淀粉酶协同作用进行糖化,可以提高糖化DE值,缩短糖化时间。
关键词:玉米淀粉;结晶葡萄糖;糖化影响因素;研究
前言
葡萄糖淀粉酶对α-1,4糖苷键分解很快,对α-1,6糖苷键却分解很慢。
在玉米淀粉中具有α-1,6糖苷键的支链淀粉含量在70%以上,这就造成了玉米淀粉在糖化过程中转化率低,生产周期长。
本研究旨在利用普鲁兰酶对α-1,6糖苷键的分解特性,与葡萄糖淀粉酶协同作用进行糖化,以期达到提高葡萄糖转化率和缩短生产周期的目的。
1材料与方法
1.1试验材料
玉米淀粉,山东沂水大地玉米有限公司提供,一级品。
耐高温α-淀粉酶Supra,诺维信公司提供,酶活力20000U/mL。
葡萄糖淀粉酶,杰能科生物工程有限公司提供,酶活力10万U/mL。
普鲁兰酶OPTIMAXL300,杰能科生物工程有限公司提供,酶活力250ASPU/mL。
1.2仪器设备
AY220型电子分析天平,日本岛津公司提供;数显恒温水浴锅,常州国华电器有限公司提供;PHS—3C型精密pH计,上海雷磁仪器厂生产;KDM型调温电热套,山东鄄城光明仪器厂生产。
1.3试验方法
1.3.1 葡萄糖淀粉酶活力的测定
采用碘量法。
1.3.2 普鲁兰酶活力测定
由杰能科公司提供。
1.3.3 DE值的测定
采用直接滴定法。
1.3.4 玉米淀粉糖化试验方法
(1)调pH值。
取DE值18%的液化液,加入HCl或者NaOH调节pH值至要求数值。
(2)加糖化酶。
根据要求加入一定量的葡萄糖淀粉酶或新型普鲁兰酶。
(3)糖化。
放入恒温水浴锅中,在一定温度下加热一定时间。
(4)钝化酶。
糖化结束后,立即移入80℃的水浴锅中加热20min,钝化酶。
2结果与分析
2.1玉米淀粉糖化单因素研究
2.1.1 糖化温度对糖化DE值的影响
以曲霉葡萄糖淀粉酶为糖化酶,在一定条件下(DE值18%的液化液,酶用量300U/g淀粉,pH值4.5,糖化时间60h)分别测定了48,52,56,60和64℃温度下的糖化DE值,研究了糖化温度与糖化DE值之间的关系。
温度对糖化DE值的
影响见图1。
从不同温度对糖化DE值的影响结果可以看出,温度在60℃以下时,DE值随温度升高而增大,60℃时达到最高值94.26%,随着温度的升高,达到64℃时,DE值反而下降至86.75%。
这说明该葡萄糖淀粉酶最佳作用温度在60℃左右;
超过60℃后DE值下降,原因可能是酶在温度较高时被钝化。
因此,糖化温度控
制在60℃左右为宜。
2.1.2 pH值对糖化DE值的影响
以曲霉葡萄糖淀粉酶为糖化酶,在一定条件下(DE值18%的液化液,酶用量300U/g淀粉,糖化温度60℃,糖化时间60h)分别测定了pH值为3.0,3.5,4.0,4.5,5.0和5.5时的糖化DE值,研究了pH值与糖化DE值之间的关系。
pH值
4.0~4.5时糖化DE值较高,pH值在3.5以下及
5.0以上时DE值将明显下降。
因此,该葡萄糖淀粉酶的适用pH值控制在4.0~4.5为宜。
2.1.3 糖化时间对糖化DE值的影响
以曲霉葡萄糖淀粉酶为糖化酶,在一定条件下(DE值18%的液化液,酶用量300U/g淀粉,糖化温度60℃,pH值4.5)分别测定了糖化12,24,36,48,60
和72h的糖化DE值,研究了糖化时间与糖化DE值之间的关系。
糖化时间在36h
以下时,DE值增长很快,36h以后,DE值增长非常缓慢。
在测试条件下,即使到72h也只有94.62%。
导致DE值达到一定浓度后增长缓慢的原因可能与葡萄糖淀
粉酶的水解方式及玉米淀粉的分子结构有关。
玉米淀粉中支链淀粉的含量达74%,因此,支链淀粉中α-1,6糖苷键的存在也是导致玉米淀粉糖化后期速度变慢的
原因。
由此可见,糖化时间选择36~60h为宜。
2.1.4 葡萄糖淀粉酶加量对糖化DE值的影响
以曲霉葡萄糖淀粉酶为糖化酶,在一定条件下(DE值18%的液化液,pH值
4.5,糖化温度60℃,糖化时间60h)分别测定了葡萄糖淀粉酶用量为150,200,250,300和350U/g淀粉时的糖化DE值,研究了葡萄糖淀粉酶用量与糖化DE值
之间的关系。
在葡萄糖淀粉酶用量较低时,糖化DE值随着葡萄糖淀粉酶用量的
增加而直线增加,当其达到300U/g淀粉后,DE值变化趋缓,甚至稍有下降。
原
因可能是由于葡萄糖在较高浓度下发生复合反应所致。
因此,糖化过程中,葡萄
糖淀粉酶用量控制在300U/g淀粉左右为宜,用量过多,会起到相反的结果。
2.2玉米淀粉糖化优化参数的研究
根据以上单因素研究结果,分别对糖化温度、糖化pH值、糖化时间、葡萄
糖淀粉酶用量、普鲁兰酶用量5个因素选择了4个水平,进行正交试验,玉米淀
粉糖化优化参数的研究因素与水平见表1。
表1玉米淀粉糖化优化参数的研究因素与水平
3结语
(1)玉米淀粉制备结晶葡萄糖中,利用普鲁兰酶与葡萄糖淀粉酶协同作用进
行糖化,可以提高糖化DE值,缩短糖化时间。
(2)利用正交试验确定出玉米淀粉糖化最佳工艺参数为:糖化温度60℃,pH
值4.5,糖化时间48h,葡萄糖淀粉酶用量250U/g淀粉,普鲁兰酶用量
0.10ASPU/g淀粉。
参考文献:
[1]周治国,徐树来,刘利军.玉米淀粉糖生产新工艺的研究[J].农机化研究,2012年10月第10期:169-171
[2]刘坤.糖化酶在酶膜反应器中的固定化研究[J].《河北科技大学》2011年。