小麦淀粉制糖过程中一些问题的探讨分析

1、小麦淀粉制糖过程中一些问题的探讨分析为了充分利用当地粮食充裕资源优势,降低生产本钱,防止玉米加工过程中产 生大量的污染物,我公司从芬兰斯达泰克公司和荷兰道尔公司引进两条国际先进的 密闭循环湿法小麦淀粉生产线.形成了年产20万吨小麦淀粉的生产水平.2001年 7月份正式投产,所产小麦淀粉大局部用连续喷射液化双酶法制糖工艺效仿玉米 淀粉,结果出现一些问题,与玉米淀粉制糖比拟,主要表现在以下儿个方面：1. 液化进料困难2. 糖化时间长,平均周期约52h.3过滤困难,尽管参加了多种影响成分除粘酶.助滤酶.助滤剂,一台板框最多也只能维持两个小时左右,比玉米糖慢了近3倍.4糖液透光过低,约为50%左右,主

2、要表现为0D偏高有时超过1颜色发红发暗.5转化率低,平均收糖转化率仅为80%.和玉米淀粉相比,小麦淀粉原料为干法碾磨生产,缺少了亚硫酸浸泡这个关键 键环节造成破损淀粉多.提胚难.产物淀粉极易腐败等诸多不利因素,严重影响了制 糖效果.从滤渣成分分析可知,影响过滤速度的主要因素为两大类物质,一类为糊精类 不溶性淀粉颗粒及老化的糊精,其中不溶性淀粉颗粒主要成分为脂肪.蛋白和淀 粉,另一类为蛋白类要提升过滤速度,就要尽量消除糊精类存在,并且使蛋白质 尽量凝聚,下面我们就具体问题逐一分析小麦淀粉可分为两种,一种为小圆球形,直径约为2-10nm,另一种为大圆盘 形,直径约为20-35 um.在小麦加工过程

3、中,由于磨棍的机械碾磨作用,一局部淀粉粒发生破损,且原料越硬破损越多.我厂采用的是加拿大产小麦.其硬度极 高,加工过程中破损率远远超过本地小麦,从而造成在别离面粉浆时,其主产品小 麦淀粉中必然存在着大量的破损淀粉且破损程度深浅不一.完整的淀粉颗粒外表有 一层细胞膜,它能保护淀粉免受外界物质酶.水.酸的侵入,所以完整的淀粉颗粒 不易被a-淀粉酶和B一淀粉酶作用.而破损后却易被淀粉酶作用破损程度越深 越易作用而产生棚精.麦芽糖.葡萄糖等,这样在液化初始阶段就会有大量麦芽糖 小分子前体物质生成.众所周知,淀粉液化是为糖化酶的使用创造条件,而糖化酶 水解糊精及低聚糖等分子时,需要先与底物分子生成络合物

4、,然后才发生作用,使 葡萄糖单位逐个从糖昔键中裂解出来.这就要求被作用的底物分子具有一定的大小 范围才能有利于糖化酶生成这种络合物.由于淀粉破损程度不同且数量巨大,在液 化过程中就很难到达均匀,旱涝不均的现象严重存在.液化的结果是内含物分子大 小不一,差异较大.效果当然极差.这样的液化液糖化终了时有糊精存在,蛋白质 难以凝固.制得的糖液不仅过滤困难而且透光转化率偏低.相当量的蛋白质类,糊 精类物质混子糖液里,导致发酵时泡沫增多,逃液严重,直至后道提取.精制困 难.有资料显示,小麦淀粉与玉米.高粱.薯类淀粉相比,淀粉糊老化程度最严重, 这必然是影响液化的另一因素.淀粉的老化实际上是分子间氢键已断

5、裂的糊化淀粉 乂重新排列形成新氢键的过程,也就是一个复结晶过程.在制糖过程中,淀粉酶很 难进入老化淀粉的结晶区,显然淀粉也难液化老化淀粉碘试很难显示出来,只有在90?加屏蔽剂的作用下方可碘试出来,故直观很难观察它的存 在而造成液化彻底的假象,更谈不上进一步糖化.其中一个防止老化的方法就是 快速升降温.由于我们厂开始时忽略了这一因素,通常采用自然降温的方式由于 机器别离.精制等因素,鲜淀粉温度一般在40?以上而液化开始时已经降至大气温 度,后来发现随着天气变暖,糖液过滤越来越难这里也有淀粉因腐败造成PH偏 低及浓度过高等老化因素的存在.小麦胚芽在小麦籽粒含量大约为3%,它自身含有30%的蛋白,3

6、0%的脂肪占小 麦籽粒中总脂肪的28. 5%且多为磷脂及相当多的糖,它还含有占小麦总量60%以上 的维生素B1, , 2%-25%的维生素B2.维生素B6及维生素E, 10%-25%的矿物质存在 于胚芽中.实验说明,生产面粉时脱胚与否直接关联着所产淀粉制糖的过滤速度, 二者相差在1-2倍有人曾用大米,小麦做过实验.脱胚后制糖过滤明显提升.III 于生产的现状及小麦自身的结构,面粉加工过程中进行提胚操作后仅能提出总量的 10%-15%,大量的胚芽混入面粉之中.继续深加工过程中必然会有一局部脂肪及其 他物质带人淀粉之中.初步研究说明,酶法液化所产生的不溶淀粉颗粒系支链淀粉 小麦淀粉中支链淀粉量占7

7、5%与脂肪酸因小麦的脂类主要由不饱和脂肪酸组 成,淀粉存放过程中局部脂肪会氧化和酶解而产生脂肪酸生成络合物,呈螺旋结 构,组织紧密,在糖化过程中很难被溶解,也不能被糖化酶水解.这种物质的存在 会严重阻塞滤布孔隙而延缓过滤速度,在滤饼很薄时就不得不提前拆框,损失了相 当量的糖分而影响了提取收率.不过通过分析,酸法液化产生的不溶淀粉颗粒系链 淀粉通过氢键结合,属于凝沉淀粉的结构,在糖化过程中儿乎能全部被溶解.酸液 化法不受淀粉种类的影响,无论何种淀粉都能获得度好的效果.张力田曾在?淀粉 糖?一书中提及不同液化方法应用于不同淀粉的情况.他指出小麦淀粉最适合酸酶 法液化,该法能有效的减少糖化过滤不溶物

8、,1%,过滤快,DE值高98左右.在生产过程中,我们通常把大颗粒淀粉称作A-淀粉,小颗粒淀粉称作B-淀 粉.B-淀粉往往与细小的蛋白质混粘在一起,比拟难以别离且具有一定的粘糊性. 大多数生产小麦淀粉厂家把它作为饲料配合物.因我们厂生产规模较大,初期生产 时便坚持把它与A-淀粉混在一起制糖,造成淀粉总体蛋白质偏高平均1. 8%左 右.在液化过程中,因破损淀粉的原因导致液化不均一,蛋白也难凝结在一起后 漂浮于液面,造成过滤困难.同时也难免一局部蛋白混入成品糖中造成发酵逃液 其实在液化过程中就发生了大量逃液,精制过程中味精发黄发酵过程中一般处 于略低碱性环境,原料葡糖糖易于蛋白质类含氮物质起焦化反响

9、产生棕黄色焦糖而 混入谷氨酸中.这就要求我们改变思维观念,不要老把糖化液过滤PH调至4. 8左 右玉米蛋白絮凝点.小麦蛋白与大米蛋白接近,其最正确凝聚PH值应在5. 2-5. 8 之间,具体根据小麦品种而异.因现行面粉加工过程中损伤淀粉比重较高,淀粉乳中淀粉粒吸水性增强破损 淀粉吸水性比完整淀粉高3-5倍,在别离浓缩过程中温度最高可达50?以上,导 致局部淀粉开始预糊化小麦淀粉液化温度大致在58?-64?且纯度越高糊化温度越 低,相对低于玉米的67?-72?o说到这里我们也可以考虑在现行的液化温度根底上 略微下降一些以减少过液化的发生在加上淀粉在存放过程中为露天机械搅拌搅拌 热.溶氧良好,管道间歇式打料且物料未加任何防腐处理,这些都大大加剧了原料 本身所含酶及细菌增殖分解效果.我们曾实验过在淀粉初产出前4个小时内,腐败 损失高达9. 88%,同时乂增加了物料粘度.在液化时必然出现进料困难主要指B-淀粉,糖化难过滤及收率低的现象.另外还有一个影响过滤的因素,那就是戊聚糖.葡聚糖等非淀粉质多糖的存 在,戊聚糖是一种非淀粉的胶状粘多糖,主要由阿拉伯糖.木糖组成,除含有戊聚 糖外,还含有已糖.糖醛酸.酚酸和一些蛋白质等,它具有较高的吸水性.持水性及 氧化交联形成胶凝的特性.它在2%浓度下其溶液的黏度就到达很高,