淀粉糖的酸糖化工艺

淀粉在酸或淀粉酶的催化作用下发生水解反应，其水解最终产物随所用的催化剂种类而异。在酸作用下，淀粉水解的最终产物是葡萄糖，在淀粉酶作用下，随酶的种类不同而产物各异。

一、酸糖化机理

淀粉乳加入稀酸后加热，经糊化、溶解，进而葡萄糖苷链裂解，形成各种聚合度的糖类混合溶液。在稀溶液的情况下，最终将全部变成葡萄糖。在此，酸仅起催化作用。淀粉的酸水解反应可由化学式简示于下：

(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6

在淀粉的水解过程中，颗粒结晶结构被破坏。α一1，4糖甙键和α一1，6糖甙键被水解生成葡萄糖，而α一1，4糖甙键的水解速度大于α一1，6糖甙键。

淀粉水解生成的葡萄糖受酸和热的催化作用，又发生复合反应和分解反应。复合反应是葡萄糖分子通过α一1，6键结合生成异麦芽糖、龙胆二糖、潘糖和其他具有α-1，6键的低聚糖类。复合糖可再次经水解转变成葡萄糖，此反应是可逆的。分解反应是葡萄糖分解成5L羟甲基糠醛、有机酸和有色物质等。葡萄糖的复合反应和分解反应简示于下如图6—1所示：

淀粉——葡萄糖 龙胆二糖和其他低聚糖

↓

5-羟甲基糠醛——有色聚合物

↓

甲酸和其他有机酸

图6—1 葡萄糖的复合反应和分解反应



在糖化过程中，水解、复合和分解3种化学反应同时发生，而水解反应是主要的。复合与分解反应是次要的，且对糖浆生产是不利的，降低了产品的收得率，增加了糖液精制的困难，所以要尽可能降低这两种反应。

二 、影响酸糖化的因素

1 酸的种类和浓度

由于各种酸的电离常数不同，虽摩尔数相同，但H+浓度不同，因而水解能力不同。若以盐酸的水解力为100，则硫酸为50．35，草酸为20．42，亚硫酸为4.82，醋酸为6．8。

因此淀粉糖工业常用盐酸来水解淀粉。盐酸水解，用碳酸钠中和，生成的氯化钠存在于糖液中，若生成大量的氯化钠，就会增加灰分和咸味，且盐酸对设备的腐蚀性很大，对葡萄糖的复合反应催化作用也强。

硫酸催化效率仅次于盐酸，用硫酸水解后，经石灰中和，生成的硫酸钙沉淀在过滤时大部分可除去，但它仍具有一定的溶解度，会有少量溶于糖液中，在糖液蒸发时，形成结垢，影响蒸发效率，且糖浆在储存中，硫酸钙会慢慢析出而变混浊，因此，工业上很少使用硫酸。

草酸虽然催化效率不高，但生成的草酸钙不溶于水，过滤时可全部除去，而且可减少葡萄糖的复合分解反应，糖液的色泽较浅，不过草酸价格贵，因此，工业上也较少采用。

酸水解时，生产上常控制糖化液pH值为1．5～2．5。同一种酸，浓度增大，能增进水解作用，但两者之间并不表现为等比例关系，因此，酸的浓度就不宜过大，否则会引起不良后果。

2 淀粉乳浓度

酸催化淀粉水解生成的葡萄糖，在酸和热的作用下，会发生复合和分解反应，影响葡萄糖的产率和增加糖化液精制的困难。所以生产上要尽可能降低这两种副反应，有效的方法是通过调节淀粉乳的浓度来控制，生产淀粉糖浆一般淀粉乳浓度控制在22～24波美度，结晶葡萄糖则为12～14波美度。淀粉乳浓度越高，水解糖液中葡萄糖浓度越大，葡萄糖的复合分解反应就强烈，生成龙胆二糖(苦味)和其他低聚糖也多，影响制品品质，降低葡萄糖产率；但淀粉乳浓度太低，水解糖液中葡萄糖浓度也过低，设备利用率降低，蒸发浓缩耗能大。

3 温度、压力、时间

温度、压力、时间的增加均能增进水解作用，但过高温度、压力或过长时间，也会引起不良后果。生产上对淀粉糖浆一般控制在283～303 kPa，温度142～145℃，时间8～9 min；结晶葡萄糖则采用252～353 kPa，温度138～147lC，时间16～35 min。



三、酸糖化工艺

1 间断糖化法

这种糖化方法是在一密闭的糖化罐内进行的，糖化进料前，首先开启糖化罐进汽阀门，排除罐内冷空气。在罐压保持0．03～O．05 MPa的情况下，连续进料，为了使糖化均匀，尽量缩短进料时间。进料完毕，迅速升压至规定压力，并立即快速放料，避免过度糖化。由于间断糖化在放料过程中仍可继续进行糖化反应，为了避免过度糖化，其中间品的DE值要比成品的DE值标准略低。

2 连续糖化

由于间断糖化操作麻烦，糖化不均匀，葡萄糖的复合、分解反应和糖液的转化程度控制困难，又难以实现生产过程的自动化，许多国家采用连续糖化技术。连续糖化分为直接加热式和间接加热式两种。

1 ） 直接加热式

直接加热式的工艺过程是淀粉与水在一个贮槽内调配好，酸液在另一个槽内储存，然后在淀粉乳调配罐内混合，调整浓度和酸度。利用定量泵输送淀粉乳，通过蒸汽喷射加热器升温，并送至维持罐，流入蛇管反应器进行糖化反应，控制一定的温度、压力和流速，以完成糖化过程。而后糖化液进入分离器闪急冷却。二次蒸汽急速排出，糖化液迅速至常压，冷却到100℃以下，再进入贮槽进行中和。

2 ） 间接加热式

间接加热式的工艺过程为：淀粉浆在配料罐内连续自动调节pH值，并用高压泵打人3套管式的管束糖化反应器内，被内外间接加热。反应一定时间后，经闪急冷却后中和。物料在流动中可产生搅动效果，各部分受热均匀，糖化完全，糖化液颜色浅，有利于精制，热能利用效率高。蒸汽耗量和脱色用活性炭比间断糖化法节约.