第四章发酵工业培养基及和原料处理ppt课件

1、第四章：发酵工业培养基第四章：发酵工业培养基 及原料处理及原料处理培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长 繁衍繁衍 所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生生 物培养提供除营养外的其它所必须的条件。物培养提供除营养外的其它所必须的条件。 发酵培养基的作用：发酵培养基的作用： 满足菌体的生长满足菌体的生长 促进产物的形成促进产物的形成发酵培养基的要求发酵培养基的要求 培养基能够满足产物最经济的合成。培养基能够满足产物最经济的合成。 发酵后所形成的副产物尽可能的少。发酵后所形成的副产物尽可能的少

2、。 培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源 丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的 供应。供应。 所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响 通气、提取、纯化及废物处理等。通气、提取、纯化及废物处理等。第一节 培养基的类型及功能培养基按其组成物质的纯度、形状、用途可分为三大类型培养基按其组成物质的纯度、形状、用途可分为三大类型 一、按纯度一、按纯度 合成培养基合成培养基 : 原料其化学成分明确、稳定原料其化学成分明

3、确、稳定 q 适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化规律适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化规律 q 培养基营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业培养基营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业q 消费消费 天然培养基天然培养基: 采用天然原料采用天然原料 q 原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉、适于工业q 化生产 q 原料质量等方面不加控制会影响生产稳定性原料质量等方面不加控制会影响生产稳定性 M培养基(1L)： Na2HPO4 6g，KH2PO4 3g， NaCl 0.5g， NH4Cl 1g， MgSO4.7H2O 0.5g， CaCl2 0.011g，葡萄糖 2-10, pH

4、7.0 YPS培养基：酪蛋白胨日本大五营养10g，酵母提取物英国Oxoid5g, NaCl 10g，PH 7.2 培养大肠杆菌常用两种培养基培养大肠杆菌常用两种培养基二、按状态固体培养基固体培养基 : :适合于菌种和孢子的培养和保存，也广泛应适合于菌种和孢子的培养和保存，也广泛应用于有子实体的真菌类，如香菇、白木耳等的生产用于有子实体的真菌类，如香菇、白木耳等的生产 半固体培养基半固体培养基: :即在配好的液体培养基中加入少量的琼脂，即在配好的液体培养基中加入少量的琼脂，一般用量为一般用量为0.5%0.5%0.8% ,0.8% ,主要用于微生物的鉴定。主要用于微生物的鉴定。液体培养基液体培养基

5、:80%90%是水，其中配有可溶性的或不溶性是水，其中配有可溶性的或不溶性的营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基。的营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基。 三、按用途从发酵生产应用考虑）三、按用途从发酵生产应用考虑） 培养基按其用途可分为孢子斜面培养基、种子培养基培养基按其用途可分为孢子斜面培养基、种子培养基和发酵培养基三种和发酵培养基三种 第二节 发酵培养基的成分及来源 一、碳源一、碳源1、作用、作用提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分的碳成分 提供合成目的产物所必须的碳成分提供合成目的产物所必须的碳成分2、来源、来

6、源糖类、油脂、有机酸、正烷烃糖类、油脂、有机酸、正烷烃3、工业上常用的糖类、工业上常用的糖类 葡萄糖葡萄糖 所有的微生物都能利用葡萄糖 但是会引起葡萄糖效应q 工业上常用淀粉水解糖工业上常用淀粉水解糖,但是糖液必须达到一定的质但是糖液必须达到一定的质q 量指标量指标DE=还原糖干物质*100%葡萄糖当量值葡萄糖当量值（dextrose equivalent value）不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大不同的制糖工艺生产的糖液质量差别很大 糖蜜糖蜜糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。糖蜜是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。 糖蜜主要含有蔗糖，总糖可达糖蜜主要含有蔗糖，

7、总糖可达45%45%50%50%。一般糖蜜分甘。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。不用加工方法对甘蔗糖蜜的影响不用加工方法对甘蔗糖蜜的影响糖蜜使用的注意点：糖蜜使用的注意点：除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。例：谷氨酸发酵例：谷氨酸发酵有害物资：胶体成分起泡、结晶）、钙盐结晶）有害物资：胶体成分起泡、结晶）、钙盐结晶） 生物素发酵控制）生物素发酵控制）预处理：廓清预处理：廓清脱钙脱钙脱除生物素脱除生物素例：柠檬酸

8、发酵例：柠檬酸发酵有害物质：铁离子含量高导致异柠檬酸的生成）有害物质：铁离子含量高导致异柠檬酸的生成）预处理：预处理：黄血盐黄血盐 淀粉、糊精淀粉、糊精使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类缺陷：难利用、缺陷：难利用、 发酵液比较稠、普通发酵液比较稠、普通2.0%时加入一定的时加入一定的-淀粉酶淀粉酶 成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。优点：来源广泛、价格低优点：来源广泛、价格低 难利用，可以解除葡萄糖效应难利用，可以解除葡萄糖效应例：地衣牙孢杆菌生产例：地衣牙孢杆菌生产-淀粉酶淀粉酶碳源对生长

9、和产酶的影响碳源对生长和产酶的影响碳源碳源 细胞量细胞量 -淀粉酶淀粉酶葡萄糖葡萄糖 4.2 0 蔗糖蔗糖 4.02 0糊精糊精 3.06 38.2淀粉淀粉 3.09 40.2NoImage李江华，无锡轻工大学学报，2019(半纤维素酶)(1.5g麸皮)嗜碱芽胞杆菌(AC-2)中碳源对碱性纤维素酶分泌的影响结果：各种碳源相差不大推论：该菌种的碱性纤维素酶为组成型苏勤，林业化学与工业，2019二、氮源二、氮源 氮源主要用于构成菌体细胞物质氨基酸，蛋白质、核酸等和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。 1、无机氮源、无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水种类：氨盐、硝酸盐和氨水特点：微

10、生物对它们的吸收快，所以也称之谓效氮源。特点：微生物对它们的吸收快，所以也称之谓效氮源。但无机氮源的迅速利用常会引起但无机氮源的迅速利用常会引起pH的变化如：的变化如： (NH4)2SO4 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 4H2 NH3 + 2H2O + NaOH 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用代谢后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。 所以选择合适的无机氮源有两层意义：所以选择合适的无

11、机氮源有两层意义： 满足菌体生长满足菌体生长 稳定和调节发酵过程中的稳定和调节发酵过程中的pH毛霉产蛋白酶的研究陈涛，中国酿造，2019初始pH的影响:pH偏酸比较好，中性蛋白酶影响大无机氮源的影响：硫酸铵硝酸铵硝酸钠尿素2、有机氮源、有机氮源来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼 粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋蛋 白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒酒 糟。糟。成分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机成

12、分复杂：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机 盐及生长因子。盐及生长因子。例例 玉米浆：玉米浆： 可溶性蛋白、生长因子生物素）、苯乙酸可溶性蛋白、生长因子生物素）、苯乙酸 较多的乳酸较多的乳酸 硫、磷、微量元素等硫、磷、微量元素等 有机氮源成分复杂可以从多个方面对发酵过程进行影响，而另一方面有机氮源的来源具有不稳定性。所以在有机氮源选取时和使用过程中，必须考虑原料的波动对发酵的影响氮源使用的一些相关问题：q 有机氮源和无机氮源应当混合使用有机氮源和无机氮源应当混合使用早期：容易利用易同化的氮源早期：容易利用易同化的氮源无机氮源无机氮源中期：菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质中期：菌体的代

13、谢酶系已形成、则利用蛋白质q 有些产物会受氮源的诱导和阻遏有些产物会受氮源的诱导和阻遏例：例： 蛋白酶的生产蛋白酶的生产q 有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力有机氮源选取时也要考虑微生物的同化能力q 开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣开发效果好、有针对性的有机氮源仍然是令人感兴趣q 的课题的课题三、无机盐的微量元素三、无机盐的微量元素1、作用：各种不一样2、来源：C、N源，以盐的形式补充3、用量：根据具体的产品，以实验决定，4、使用注意点A. 对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和对于其它渠道有可能带入的过多的某种无机离子和 微量元素在发酵过程中必须加以考虑微量元素在发酵

14、过程中必须加以考虑例：铁离子例：铁离子 青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于20g/ml 发酵罐必须进行表面处理发酵罐必须进行表面处理B、使用时注意盐的形式、使用时注意盐的形式pH的变化）的变化）例：黑曲酶例：黑曲酶NRRL-330,生产生产-淀粉酶，淀粉酶，P对酶活的影响对酶活的影响 pH 酶活酶活不加不加 4.25 120分钟分钟加加 K2HPO4 5.45 30分钟分钟加加 KH2PO4 4.62 75分钟分钟四、生长因子、前体和产物促进剂四、生长因子、前体和产物促进剂 从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长

15、因子。 1、生长因子、生长因子 如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型，以生物素为生长因子,生长因子对发酵的调控起到重要的作用 。 有机氮源是这些生长因子的重要来源，多数有机氮源含有较多的B簇维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子 前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。2、前体、前体青霉素：分子量青霉素：分子量356苯乙酸苯乙酸:分子量分子量136作用：前体有助于提高产量和组份作用：前体有助于提高产量和组份用量：前体的用量可以按分子量衡算，具体使用有个

16、转化用量：前体的用量可以按分子量衡算，具体使用有个转化 率的问题率的问题例：例：6000单位单位/ml的青霉素的青霉素G,需要多少苯乙酸需要多少苯乙酸 青霉素青霉素6000*0.6微克）微克）36mg/ml 苯乙酸（苯乙酸（36*）/356=13.8mg/ml=1.38%实际使用时的转化率在实际使用时的转化率在46-90%之间之间 例某厂单耗为：例某厂单耗为：0.337kg/10亿青霉素）亿青霉素） 转化率为：转化率为：0.6/(0.337*36/13.8)=68%用法：前体使用时普遍采用流加的方法用法：前体使用时普遍采用流加的方法 前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利前体一般都有毒性，

17、浓度过大对菌体的生长不利 苯乙酸，一般基础料中仅仅添加苯乙酸，一般基础料中仅仅添加0.07% 前体相对价格较高，添加过多，容易引起挥发和氧化，前体相对价格较高，添加过多，容易引起挥发和氧化， 流加也有利于提高前提的转化率流加也有利于提高前提的转化率3、产物促进剂、产物促进剂 所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。 促进剂提高产量的机制还不完全清楚，其原因是多方面的。 有些促进剂本身是酶的诱导物； 有些促进剂是表面活性剂，可改善细胞的透性，改善 细胞与氧的接触

18、从而促进酶的分泌与生产， 也有人认为表面活性剂对酶的表面失活有保护作用； 有些促进剂的作用是沉淀或螯合有害的重金属离子。五、水五、水 对于发酵工厂来说，恒定的水源是至关重要的，因为在不同水源中存在的各种因素对微生物发酵代谢影响甚大。 水源质量的主要考虑参数包括pH值、溶解氧、可溶性固体、污染程度以及矿物质组成和含量。 对于酿造行业，水的重要性不言而喻对于酿造行业，水的重要性不言而喻对于常规发酵，可靠、耐久，能提供大量成分一致清洁的对于常规发酵，可靠、耐久，能提供大量成分一致清洁的水。水。第三节第三节 淀粉水解糖的制备淀粉水解糖的制备淀粉水解制糖的意义淀粉水解制糖的意义大多数微生物不能直接利用淀

19、粉所有的氨基酸生产菌不能大多数微生物不能直接利用淀粉所有的氨基酸生产菌不能直接利用）直接利用）2.2.有些微生物能够直接利用淀粉作原料，但必须在微生物产有些微生物能够直接利用淀粉作原料，但必须在微生物产生淀粉酶后才能进行，过程缓慢，发酵周期延长。生淀粉酶后才能进行，过程缓慢，发酵周期延长。3.3.若直接利用淀粉作原料，灭菌过程的高温会导致淀粉结块，若直接利用淀粉作原料，灭菌过程的高温会导致淀粉结块，发酵液粘度剧增。发酵液粘度剧增。一、淀粉水解糖的制备方法 原料主要有：薯类木薯、甘薯、马铃薯）、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉。 根据催化剂不同分为三类：1.酸水解法acid hydrolysis m

20、ethod）以无机酸为催化剂，在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。优点：工艺简单、水解时间短、设备生产能力大。缺陷：设备耐高温高压、耐腐蚀；副产物多，影响水解液的质量；对原料要求高，淀粉颗粒大小均匀，否则水解不彻底。2.酶水解法enzyme hydrolysis method）淀粉糊精、低聚糖(液化)葡萄糖糖化）a-淀粉酶糖化酶优点：条件温和，设备要求低；酶专一性强，副产物少；淀粉液初始浓度较高，要求低，淀粉转化率高；糖液颜色浅，较纯净，无异味，有利于糖液的充分利用；可用粗原料，省去粗原料加工成精制淀粉的过程。缺陷：生产周期长一般48h）；要求的设备多，投资大；酶本身是蛋白质，糖液过滤困难。

21、3.酸酶结合法（ acid-enzyme hydrolysis method ）（1酸酶法淀粉糊精、低聚糖葡萄糖糖化）酸水解糖化酶降温、中和 玉米、小麦等谷物淀粉，颗粒坚实，若用淀粉酶液化短时间内往往不彻底。此法液化速度快，可采用较高的淀粉乳浓度，提高了生产效率；用酸量较小，产品颜色浅，糖液质量高。（2酶酸法淀粉糊精、低聚糖(液化)葡萄糖糖化）a-淀粉酶酸水解 针对颗粒大小不一的淀粉碎米淀粉），减少原料损失，提高原料利用率15%左右；生产较易控制，可采用较高淀粉乳浓度；生产周期短，提高生产效率；酸水解pH可控制稍高，减少淀粉副反应的发生，糖液色泽较浅，质量较好。不同糖化工艺的比较不同糖化工艺的

22、比较二、淀粉酸水解制糖（一淀粉酸水解的理论基础1.淀粉的水解反应淀粉膨胀糊化遇水加热温水溶解或液化130水解过程：水解过程：总反应式：总反应式： (C6H10O5)n+nH2O (C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6nC6H12O6过程：过程：(C6H10O5)n (C6H10O5)x (C6H10O5)n (C6H10O5)x C12H22O11 C6H12O6C12H22O11 C6H12O6 淀粉淀粉 糊精糊精 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 H+ H+对作用点无选择性，对作用点无选择性，a-1,4-a-1,4-糖苷键和糖苷键和a-a-1,6-1,6-糖苷键均被切断。糖苷键均被切断

23、。淀粉水解产生葡萄糖的理论得率：180162*100%=111%2.淀粉酸水解反应动力学符合一级化学反应，反应速率与反应物质的浓度成正比。C-淀粉浓度；k-反应速率常数，越高表示反应速率越快。dxdt=ka-x） 设定水解时淀粉浓度为a，经过t时间后起反应的量为x，剩下的未起反应的淀粉浓度为a-x），那么：dcdt-=kc=dxa-x0 x0tkdt两边积分：即：1tK=aa-x=2.303taa-x实验测定a，（a-x和t的数值带入，即可求得反应速率常数k。水解反应速率常数k与下列几个因素有关，成关系式：K=CAa-催化剂的活性常数；CA-酸的体积摩尔浓度； -多糖的水解性常数；-温度对水解

24、速度的常数。a-催化剂的活性常数不同的酸类其H+游离程度不同。CA-酸的体积摩尔浓度越高，k值随之增大，但实际上不可能太高，常采用烯酸水解，由于：一是酸的用量太大，中和消耗碱过多；二是酸的浓度过高，起着阻碍淀粉水解时还原基团的形成。-温度对水解速度的常数 -多糖的水解性常数衡量多种多糖之间水解的难易程度。 由实验得出：在水解过程中，温度可加速水解淀粉的完成，该数值由实验测定。有人曾以0.1%HCl于不同的温度水解淀粉，计算反应速率常数k值：3.葡萄糖的复合反应 在淀粉的糖化水解过程中，生成的一部分糖受酸和热的催化作用，能通过糖苷键聚合，失掉水分子，生成二糖、三糖和其他低聚糖，这种反应称为复合反

25、应。 淀粉 葡萄糖 复合二糖 5羟甲基糠醛 复合低聚糖 有机酸、有色物质损失葡萄糖量 7 硫酸草酸；随酸浓度增加，复合糖的量增加。4.分解反应分解反应主要与糖化加热时间、酸度、葡萄糖浓度有关。加热时间长，分解反应增加 在pH一定时，加热时间越长，生产的5-羟甲基糠醛越多，溶液的颜色越深。反应时间与分解反应的关系pH3.0时，分解反应最少葡萄糖浓度增加，分解反应增加葡萄糖浓度增加，增加了溶液中氢离子活动能力，导致脱水反应的发生。葡萄糖浓度与分解反应的关系 降解速率随酸的浓度的增高而增大，不是线性关系，在pH值3.0时，降解速率最低，5-甲基糠醛生成量只有在pH1.6时的1/5.（二淀粉酸水解制糖

26、的工艺过程淀粉水盐酸调浆糖化冷却中和脱色压滤糖液滤渣蒸汽1.淀粉酸水解工艺流程2.淀粉酸解法工艺条件的确定由淀粉水解和葡萄糖复合与分解反应的规律决定；尽量减少复合反应和分解反应，提高原料利用率，提高糖液质量。（1淀粉原料的选择 酸解法水解淀粉的主要特点：非专一性，应选择质量高的淀粉，减少杂质。杂质的危害： 蛋白质、磷酸盐的缓冲作用很大，能降低氢离子的有效浓度； 蛋白质能水解成氨基酸，与葡萄糖反应生成氨基葡萄糖，氨基葡萄糖能引起细菌的细胞收缩，对细菌发酵不利； 大部分未被水解的蛋白质在中和过滤时不被除去，发酵时易产生泡沫；脂肪、灰分等能降低酸的效能。（2无机酸的选择和用量 国内多用催化性能高的盐

27、酸，但复合反应的能力也大，对设备腐蚀较大，中和后产生的氯化物增加糖液盐分，一般用量为干淀粉的0.6%0.7%。 硫酸：催化性能仅次于盐酸，运输、贮存比较方便，价格低，但用碳酸钙中和，生成硫酸钙。大部分在脱色过滤时除去，但仍有少部分存在于糖液中，易沉积在加热管表面，影响传热。 日本，用草酸做催化剂，催化能力低，糖化后的糖液可用石灰中和，生成的草酸钙为水不溶性盐，可在脱色过滤时除去，同时，草酸不是强酸，可以减少复合反应。缺点是催化效能低，不够经济。（3水解温度和压力 温度与淀粉水解成正比；但温度高，葡萄糖复合反应和分解反应也加快，副产物增加，对设备的腐蚀加强，对设备的耐压性能要求高。 根据经验，水

28、解压力宜控制在蒸汽压力0.280.32MPa为好。（4淀粉乳的浓度 通常可根据发酵配料用糖的实际需要浓度而定，但同时要利于提高糖液的DE值及提高设备利用率和生产效率。 高淀粉乳浓度适用于薯类淀粉等易于水解的淀粉原料进行生产；低淀粉乳浓度适用于谷类淀粉等不易水解的淀粉。（5糖化终点3.糖化设备结构对糖液质量的影响 糖化锅，一般径高比1：1.5左右，糖化锅的附属管道应保证进出料迅速，物料受热均匀，有利于升压、消灭死角，尽量缩短加料、放料、升温、升压等辅助时间。时间过短，水解不完全，糊精含量高，葡萄糖含量低，糖液质量差；时间过长，导致复合分解反应加强，复合糖类增多，色素增加。4.水解糖液的中和、脱色

29、除杂 除了可发酵糖外，淀粉水解液杂质：含氮物质、有机酸、无机酸、色素、无机盐等，严重影响糖液的质量和使用效果，必须精制（1中和酸水解糖液pH值一般为1.71.9；蛋白质呈胶体状态，调节pH达到等电点，使其凝聚析出。 中和操作温度一般控制在7080，过高易生成焦糖，抑制某些生产菌的生长。中和用碱可选择纯碱Na2CO3和烧碱NaOH。 纯碱反应温和，不宜造成局部温度过高形成焦糖，糖液质量好，但产生泡沫多，降低设备利用率，生产中难控制； 烧碱反应不产生泡沫，但易造成局部过碱，放热多大，形成焦糖。（2脱色除杂 方法：活性炭吸附，离子交换法，新型磺化煤脱色法。 表面积大，有无数微小空隙，能将杂质、色素等

30、吸附掉。颗粒炭： 可重复使用，但设备复杂，操作要求高，大型工厂。粉炭 使用成本高，但设备简单，操作方便，中小型工厂。 操作温度：65左右，表面吸附能力与温度成反比；pH5.0以下，酸性条件下脱色能力强，葡萄糖稳定；脱色时间2530min;用量一般为淀粉量的0.6%0.8%。新型磺化煤 具有粒度细40120目），脱色好的特点； 使用磺化煤直接糖化会造成阀门磨损及堵塞管道，故尚未被普遍采用。离子交换法 选择性强，脱色效果好，便于管道化、连续化及自动化操作，减轻劳动强度，但国产树脂选择性差，脱色能力较低，且价格高，故尚未大量应用于糖液脱色。（3压滤温度适宜，一般6070.压滤机要定时出渣，一般压滤4

31、5次出渣一次，防止滤布堵塞。滤布保持清洁，经常清洗，必要时更换滤布。三、淀粉的双酶解法制糖目前最理想的淀粉水解糖制备方法。（一淀粉酶及其水解作用1.-淀粉酶(-amylase) 又称液化酶或糊精化梅，内切型酶，水解-1，4糖苷键，不能水解-1，6糖苷键。 对淀粉的水解速度受底物分子大小和结构的影响，底物分子越大结合越容易，反应速率就快；带有分支的淀粉分子底物比较不容易结合。 作用于直链淀粉，迅速分解为糊精和低聚糖，进一步缓慢分解为87%的麦芽糖和13%的葡萄糖实际）；支链淀粉除麦芽糖和葡萄糖外，还有一系列-极限糊精。-淀粉酶耐热型的 由解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌产生，最适温度92.非耐热型的

32、 由霉菌产生，最适温度5055.高浓度底物和钙离子提高-淀粉酶耐热性金属酶）。 pH5.58.0都比较稳定，最适pH56黑曲霉产生的除外）；温度升高酶的最适pH向7.0移动。麦芽-淀粉酶在不同温度下的最适pH2.淀粉葡萄糖苷酶amyloglucosidase） 又名糖化型淀粉酶saccharified amylase）、糖化酶diastase ），外切型淀粉酶，产生-葡萄糖，能水解水解-1，4糖苷键，又能水解-1，6糖苷键，水解前者的速率是后者的10倍。当水解聚合度1020的糊精时最快，水解淀粉、低聚糖速率较慢。（二淀粉的液化及液化终点的控制1.液化理论（1淀粉的糊化 淀粉颗粒由于受热吸水膨胀

33、，晶体结构消失，变成糊状液体，这种现象称为“糊化”，发生糊化现象的温度称为“糊化温度。预糊化糊化溶解（2淀粉的老化retrogradotion） 分子键氢键断裂的糊化淀粉又重新排列形成新氢键的过程是一个复结晶的过程，老化的淀粉很难液化，防止淀粉的老化。影响因素：直链淀粉易老化，支链淀粉不易老化。小麦、玉米淀粉易老化。DE值越小，越易老化。因此液化时，DE值不宜太小。碱性条件会抑制老化。在高温下淀粉不易老化，一般温度大于60，不宜老化，在24 极易老化。快速升温或快速降温，淀粉不易老化。淀粉糊浓度过高，易发生老化。（3液化温度在进行液化时，应该尽量采取相对高些的温度，由于：淀粉的彻底糊化必须在高

34、温下才能完成。高温可以提高酶的活力，加快水解速度。减少不溶性微粒的产生。克服淀粉老化。蛋白质絮凝好。可以阻止小分子如麦芽二糖、麦芽三糖等前提物质的生成，有利于提高葡萄糖的收率。温度提高，淀粉酶的活力损失加快，在工业上一般加入钙离子和高浓度底物提高酶在高温下的稳定性。（4液化的方法和选择间歇升温液化法间歇升温液化法工艺：将浓度工艺：将浓度3040%淀粉乳调整淀粉乳调整pH到到6.5，加入，加入CaCl2 (0.01mol/L)和一定量淀粉酶和一定量淀粉酶(58u/克淀粉克淀粉)，剧烈搅拌，加，剧烈搅拌，加热到热到8590，保持，保持3060分钟，达到液化程度分钟，达到液化程度( DE 1518

35、)，升温到，升温到100，灭酶，灭酶10分钟。分钟。优点：此方法简便优点：此方法简便缺陷：效果较差，能耗大，原料利用率低，过滤性能差。缺陷：效果较差，能耗大，原料利用率低，过滤性能差。半连续高温液化法喷淋连续进出料液化法）半连续高温液化法喷淋连续进出料液化法）工艺：将淀粉乳调整到适当工艺：将淀粉乳调整到适当pH和和Ca2+浓度，加入一定量的浓度，加入一定量的液化酶，用泵打给喷淋头引入液化罐中其中已有液化酶，用泵打给喷淋头引入液化罐中其中已有90热水热水），淀粉糊化后，立即液化，至保温罐），淀粉糊化后，立即液化，至保温罐90保温保温40分钟，达分钟，达到液化的程度。到液化的程度。优点：设备和操作

36、简单，效果比间歇液化好。优点：设备和操作简单，效果比间歇液化好。缺陷：不安全，蒸汽耗量大，温度无法达到最佳温度，液化缺陷：不安全，蒸汽耗量大，温度无法达到最佳温度，液化效果差，糖液过滤性能也差。效果差，糖液过滤性能也差。延续放射液化法延续放射液化法利用喷射器将蒸汽直接喷射至淀粉薄层，以在短时间内达到利用喷射器将蒸汽直接喷射至淀粉薄层，以在短时间内达到要求的温度，完成糊化和液化。喷射后，进入保温罐，要求的温度，完成糊化和液化。喷射后，进入保温罐，8590保温保温45分钟。分钟。优点：设备小，便于连续操作，原料利用率高，转化率高，优点：设备小，便于连续操作，原料利用率高，转化率高，蛋白质凝聚好。蛋白质凝聚好。缺陷：但要求一定压力的蒸汽，进出料的速度要稳定。缺陷：但要求一定压力的蒸汽，进出料的速度要稳定。 2.液化程度的控制 液化的目的：为糖化酶的作用提供条件；糖化酶与聚合度1020的糊精最易结合。 若液化程度低，底物分子少，酶与底物结合的机会小，影响糖化速度，造成糖液粘度大，难于操作，淀粉易老化，不利于糖化，特别是糖液过滤性相对较差。 若糖化程度高，葡萄糖含量高，但不利于酶与底物结合，影响催化率，最终糖液DE值低，液化超过一定程度，在高温下，已液化的淀粉会