淀粉水解糖的制備方法
發(fā)布時(shí)間：2014-1-7 14:23
微生物工業(yè)常用的原料之一是淀粉質(zhì)原料，大多數(shù)生產(chǎn)菌由于都不能直接利用或利用淀粉很小，所以必須將淀粉質(zhì)原料水解為葡萄糖等可發(fā)酵性糖類，才能被生產(chǎn)菌利用。
在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過程稱為淀粉的糖化，所制得的糖液稱為淀粉水解糖。在發(fā)酵中，菌體可以利用糖液中的葡萄糖、麥芽糖、氮基酸、脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而不能利用某些低聚糖及復(fù)合糖類。淀粉水解糖中所含成分主要是葡萄糖，還有數(shù)量不等的少量麥芽糖等復(fù)合二糖、低聚糖。由于葡萄糖是碳源中最易利用單糖，大部分微生物都能利用葡萄糖，因此，由淀粉經(jīng)水解制備的葡萄糖（或葡萄糖液）被廣泛應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)中的氨基酸，抗生素、有機(jī)酸、多糖等發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)中。
根據(jù)采用的水解催化劑不同，水解方法可分為以下三種方法。
酸水解法
酸水解法是一種傳統(tǒng)水解方法，又稱酸糖化法，以酸（無機(jī)酸或有機(jī)酸）為催化劑，在高溫高壓下將淀粉水解為葡萄糖的方法。酸水解法優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝、簡(jiǎn)易的設(shè)備、較短的生產(chǎn)周期、設(shè)備生產(chǎn)能力大等。但是，由于水解反應(yīng)是在高溫、高壓及較高酸濃度條件下進(jìn)行的，因此，該法要求有耐腐蝕、耐高溫、耐高壓設(shè)備，并且酸水解法對(duì)淀粉原料要求嚴(yán)格，必須是精制淀粉，淀粉顆粒大小要均勻，不宜過大，否則易造成水解不透徹。淀粉乳濃度也不宜過高，過高則淀粉轉(zhuǎn)化率低。因此目前酸解法已逐步被酶解法所取代。
酶水解法
因采用了酶液化和酶糖化工藝，故也稱為雙酶水解法。 酶水解法制葡萄糖可分為兩步：第一步是利用液化酶使糊化淀粉水解成糊精和低聚糖等，降低黏度，增高流動(dòng)性，所以工業(yè)上稱為液化。第二步是利用糖化酶將糊精或低聚糖進(jìn)一步水解為葡萄糖，在生產(chǎn)上稱為糖化。
酶水解法（雙酶水解法）優(yōu)點(diǎn)：
?、僭诿傅淖饔孟逻M(jìn)行淀粉水解，酶解反應(yīng)條件較溫和，因此不需耐高溫、耐高壓、耐酸設(shè)備。同時(shí)，酶在反應(yīng)過程中不產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，對(duì)設(shè)備要求低，改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件。
?、谖⑸锩缸饔镁哂袑Ｒ恍詮?qiáng)，效率高，淀粉水解副反應(yīng)少的特點(diǎn)，因而水解糖液純度高，較高淀粉轉(zhuǎn)化率，較淺糖液顏色，較純凈，無異味，質(zhì)量高，有利于糖液充分利用。
?、劭稍谳^高淀粉乳濃度下水解，水解糖液還原糖含量可達(dá)到30%以上
?、芸刹捎么衷希∪ゴ衷霞庸こ删频矸凵a(chǎn)過程，避免淀粉加工的原料流失，減少糧食消耗。
?、萦捎谖⑸锩钢苿┲芯w細(xì)胞的自溶，使得糖液的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較豐富，簡(jiǎn)化了發(fā)酵培養(yǎng)基。
酶水解法（雙酶水解法）缺點(diǎn)是：生產(chǎn)周期較長(zhǎng)（一般48 h）；要求設(shè)備較多，設(shè)備投資大；由于酶本身是蛋白質(zhì)，易造成糖液過濾困難。但是，隨著酶制劑生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)提高和酶制劑大量生產(chǎn)，酶水解法制糖逐漸代替酸法制糖，已成為淀粉水解制糖一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
酸酶結(jié)合水解法
酸酶結(jié)合水解法是集酸法和酶法制糖優(yōu)點(diǎn)而成的生產(chǎn)工藝。此法又可分為酸酶（水解）法或酶酸（水解）法。
酸酶水解法即先以酸為催化劑將淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用糖化酶將其水解為葡萄糖工藝。由于糖化是在糖化酶作用下完成，因此對(duì)液化液要求不高。針對(duì)玉米、小麥等谷類淀粉，由于淀粉顆粒堅(jiān)實(shí)，用淀粉酶液化短時(shí)間內(nèi)液化不。采用酸將淀粉水解到一定程度，然后將水解液降溫、中和，再加入糖化酶進(jìn)行糖化。用酸酶水解淀粉制糖，液化速度快，采用較高淀粉乳濃度，生產(chǎn)效率提高；產(chǎn)品顏色淺，糖液質(zhì)量高
酶酸水解法是 將淀粉乳先用淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工藝方法，稱為酶酸水解法。因淀粉顆粒大小存在差別，若用酸法水解，常導(dǎo)致水解不均勻，淀粉糖轉(zhuǎn)化率低。上述情況可先用淀粉酶液化，過濾除雜后，再用酸法水解成葡萄糖。用酶酸法制糖，采用粗原料淀粉，原料損失減少，一般可提高原料利用率15%左右；生產(chǎn)較易控制，采用較高淀粉濃度；生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率提高；酸水解PH可控制稍高，淀粉水解副反應(yīng)減少，糖液色澤較淺，質(zhì)量較好。
總之，采用不同水解制糖工藝，各有優(yōu)缺點(diǎn)。從淀粉水解操作周期來看，酸水解法最短，雙酶法最長(zhǎng)。但從水解糖液質(zhì)量及降低糖耗，提高原料利用率方面來考慮，則是以雙酶水解法最好，其次是酸酶結(jié)合水解法，酸水解法最差。
常見問題
相關(guān)鏈接
