果糖生产工艺
生产工艺2010-01-22 15:59:13 阅读415 评论14 字号：大中小订阅生产果糖的方法是用淀粉做原料，淀粉水解后经固定化葡萄糖异构酶转化为糖，其中含有42％的果糖和58％的葡萄糖，这种混合物称为果葡糖浆或高果糖浆。
一、葡萄糖和果糖异构化反应
葡萄糖为醛己糖，果糖为酮己糖，二者互分同分异构体，在一定
条件下可以相互转化。
1、碱性异构化反应
在碱性条件下，葡萄糖通过1、2烯二醇生成D-果糖、D、甘露糖，由于碱异构化达到反应平衡点所需时间长，转化率较低，糖的分解反应显著，还原糖损失过多，产生有色物质和酸性物质，影响颜色和味道，精致较困难，故在工业上未曾使用。
通过碱性异构化反应，葡萄糖转化成果糖的转化率一般约达21%-27%，糖分损失约10%-15%，采用较高的反应温度，较短的反应时间和较高的糖浓度，碱性催化效果有一定的提高，异构转化率可达到33%-35%，糖分损失为2%-3%，在碱性催化剂中以氢氧化钠的
催化效果较好。
2、葡萄糖异构酶反应
葡萄糖在异构酶作用下可转变成果糖的，但这种催化反应是可逆的，即葡萄糖向也可以向果糖的转变，因此异构酶作用在理论上可使50%的葡萄糖转为果糖，达到平衡点。
葡萄糖异构酶在较高pH下可催化果糖发生异构生成D-阿洛酮糖和D-甘露糖，但在pH7或以下进行，只有微量的产生。对食品应
用无影响。
由于异构化最后阶段反应速度慢，为了抑制和降低糖的分解，减少糖分损失，一般在果糖含量达42%-43%便终止反应。由葡萄糖向果糖转变的反应是吸热反应，异构化反应温度升高，平衡点向果糖移动，但超过70℃以上进行反应时，酶易受热活力消失，糖分也会受热分解，产生有色物质，所以实际工业上的反应温度是有一定限制的。
硼酸盐能与果糖生成络和结构，使转化率提高到80%-90%，且硼酸盐能回收重复使用，可回收率还达不到规模生产的要求，影响实际
应用效果。
二、果葡糖浆生产工艺
在葡萄糖异构酶的催化作用下，葡萄糖液中的一部分转变为果糖，因为它的糖分组成是果糖和葡萄糖的混合糖浆，故称为果葡糖浆。由玉米淀粉得来的果葡糖浆叫高果玉米糖浆（HFCS），从其它淀粉比如大米、木薯、马铃薯、小麦等得到的果葡糖浆称为高果糖浆（HFS）。果葡糖浆有42型（含果糖42%），55型（55%），90型（90%），分别表示为F-42、F-55和F-90。
F-42果葡糖浆经色谱分离，可得果糖含量高达90%以上的糖浆F-90，与适量F-42产品混合得F-55。
高果糖浆生产工艺过程可分为四步（1）淀粉液化与糖化（D E＞94%葡萄糖浆）；（2）酶法异构葡萄糖为果糖；（3）果葡糖分离（制
取90%果糖）；（4）混合90%和42%果糖，制取理想水平的果葡糖
浆。
1、淀粉液化和糖化
（1）调浆与液化。淀粉用水调制成干物质含量30%-35%的淀粉乳，用盐酸调整pH6.0-6.5，每吨淀粉原料加入。ɑ-淀粉酶用量6-10μ/g 淀粉，加入CaCl2调节Ca”浓度达0.01mol/l。粉浆泵入喷射液化器，瞬时升温至105-110℃，管道液化反应10-15min，料液输送至液化罐，在95-97℃温度下，两次加入。ɑ-淀粉酶，继续液化反应40-60min，
碘色反应合格即可。
（2）糖化。淀粉液化液引入糖化罐，降温至60℃，调整pH至4.5，加入80μ/g淀粉糖化酶，间隙搅拌下，60℃保温40-50h，糖化至DE ＞95，加温至90℃，将糖化酶破坏，使糖化反应中止。
（3）糖化液精制
采用硅藻土预涂转鼓过滤机连续过滤，清除糖化液中非可溶性的杂质及胶状物。随后用活性炭脱色。用离子交换树脂除去糖液中的无机盐和有机杂质，进一步提高纯度。糖液无色或淡黄色，含糖浓度24%，电导率＜50MS/cm，pH4.5-5.0。真空蒸发浓缩至透光率90%以上，DE 值96-97，糖液浓度为异构酶所要求的最佳浓度40%-45%。
2、酶法异构葡萄糖为果糖
异构化生产果葡糖浆工艺有分批法、连续搅拌法、酶层过滤法和固定化酶床反应器法，现在普遍采用的是固定化酶床反应器法。
固定化酶法是将纯的异构酶或细胞固定化于载体上，装于直立的保温反应校中；经精制、脱氧的葡萄糖液由柱顶流经酶柱，发生异构化反应，由柱底流出异构化糖浆，整个生产过程连续操作。一般糖液是经过塑料喷头，均匀而稳定地自上而下通过柱子，这样可避免“短路”，使糖液在酶的作用下进行均匀地催化。流量控制是关键，太快会使果糖含量降低，太慢会影响产量。在连续反应过程中，异构酶的催化活力高，开始使用时糖的进料量大，但随使用时间延长，酶活力逐渐降低，此时需减慢进料量，以保持产品的转化率恒定，流出糖浆果糖含量能维持在42%。若是只用一个酶柱筒，则进料量变化大，为避免这种缺点，一般使用几个酶柱筒，使用8个酶柱筒则能保持糖液
流通量变化在平均值的10%以内。
3、果糖与葡萄糖分离
从含42%果糖的果葡糖浆中，将果糖分离得到含果糖达90%以上的果葡糖浆，再按1：2-3的比例将其与42%果葡糖浆混合，便可以得到50%-60%的果葡糖浆。从普通果葡糖浆中分离果糖是制造55%以上高果糖浆的先决条件。曾研究过分离果糖的方法，经过比较，被认
可的是色谱分离法。
