□ 王 雷 喬國桂 中糧成都糧油工業有限公司
果葡糖漿的生產以淀粉為主要原材料,在生產過程中利用雙酶液化和糖化進行水解,分解成葡萄糖后,在葡萄糖酶的作用下,一部分α-葡萄糖異構化為 α-果糖,可以得到α-葡萄糖與α-果糖的混合液,這就是果葡糖漿,也稱高果葡糖漿或者異構糖漿[1]。作為一種重要的淀粉糖產品,果葡糖漿在食品工業中得到了廣泛的應用。但是,在果葡糖漿的生產過程中,受原材料、水分解、生產工藝等條件的影響,其生產技術和工藝還有待改進,比如淀粉的糖化效率和品質、工藝參數的優化、生產系統的穩定性等。
在果葡糖漿的生產過程中,按照現有酶制劑的功能和特性,采用酶法異構的方法進行水解時,果糖含量最大可以達到52%,但是在實際生產過程中,需要從經濟方面來進行考慮,因此通常水解后的果糖含量在42%左右[2]。
果葡糖漿的生產工藝由四個部分組成,分別是淀粉的轉化、糖漿精制及濃縮、異構化和色譜分離。在這四個部分中,淀粉轉化和糖漿精制及濃縮這兩個生產過程和結晶葡萄糖的生產工藝基本一致[3]。從當前我國淀粉糖加工的發展情況而言,這部分工藝已經相對成熟,本文不再進行過多的闡述。色譜分離技術主要由合作的公司來開發,本文以酶異構過程控制為重點進行研究。
在葡萄糖異構化的工藝中,對異構酶的條件要求是Sweetzyme?IT,活力標準大于360 IGIU/g。
進 料 糖 漿 條 件:DX> 96,pH±7.5,DS濃度在45%~50%,溫度控制在55~60 ℃,鈣離子<2 mg/kg,鎂離子>45 mg/kg。二氧化硫>100 mg/kg,電導率<20 μ/cm,OD<0.3(280 nm,30%)。出料糖漿pH值為7.4~7.6,F> 42%。
在糖漿異構化的階段,這些指標要進行嚴格的控制,從實際生產經驗來看,任何指標的改變都會造成異構酶的活性降低,進而影響果葡糖漿的生產效率和品質。因此,在生產中要盡量保持系統參數的平衡,避免或減少停/開的操作。不僅如此,在生產過程中要對系統染菌的問題特別重視,這是因為酶制劑的運行周期可能超過200天,因此要確保運行周期內減少系統染菌的情形。在生產過程中,要確保生產系統的清潔,定期進行消毒和清潔檢查,發現問題及時整改。
從實際情況來看,系統設計水平的高低直接影響著生產系統運行的整體狀況,果葡糖漿的異構化系統也不例外。生產系統流程中對開/停車及正常運行都有著嚴格的要求,在進行系統設計時要充分考慮到這些因素可能會對生產工藝的影響,為系統的正常運行奠定基礎。在進行系統設計時要遵循以下幾個方面的要求,異構柱的裝填、系統壓力的變化、系統運行中的各項參數等,當系統運行出現異常時,要及時對系統進行清潔和滅菌處理。
葡萄糖異構酶需要較長的運行周期,在這個過程中要確保系統運行的穩定性。從實驗室和工廠試驗的數據來看,在生產過程中工藝控制對生產效果有著直接影響。在生產過程中工藝參數的影響不容忽視,比如淀粉的純度、濃度、溫度、Ca2+、Mg2+的含量、pH值的大小、出料果糖含量等條件都可能對生產結果產生不可預知的影響。無數事實證明,當這些工藝參數控制在合理的范圍內時,系統的運行情況完成符合預期要求。在果葡糖漿的生產過程中,離不開HPLC系統來進行控制,其目的是控制好出料品質。除此以外,整個系統的運行離不開人工的操作,這是生產系統穩定運行的前提。
在果葡糖漿的生產過程中,熟練的操作技巧起著非常重要的作用,一般來說,這些操作對新項目的要求更高。
果葡糖漿的整個生產過程對工藝管理的要求非常高,對管理人員的工藝管理水平要求非常高,在工藝數據方面需要科學化的管理,同時需要對系統運行可能存在的隱患進行預測和控制,確保生產工藝流程的安全、可靠的運行。
果葡糖漿的生產是一個較為長期和穩定的過程,整個生產過程中的工藝控制至關重要,這也是葡萄糖異構化和其他淀粉制糖在工藝不一樣的地方,工藝控制決定了異構酶應用水平的高低。可以說,在果葡糖漿的生產過程中,不僅需要高品質的酶制劑,良好的工藝控制也是生產過程中的關鍵因素。