玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝改進(jìn)分析

金明海

（天成玉米開發(fā)有限公司，吉林 四平 136001）

對玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合生產(chǎn)工藝特點，確定各類影響因素，針對工藝生產(chǎn)暴露出的問題進(jìn)行整改，以求來進(jìn)一步提高產(chǎn)品收率，推動玉米淀粉糖的高效化生產(chǎn)，使其在糖類加工業(yè)中的地位不斷提高。

一、玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝分析

目前我國生產(chǎn)玉米淀粉糖的工藝方法為酸法、酸酶法和雙酶法，雖然技術(shù)工藝在不斷的完善，但是因為受各項因素的影響產(chǎn)品的實際收率并未達(dá)到預(yù)期的效果，這就限制了玉米淀粉糖在整個制糖工業(yè)中的發(fā)展。為更好的推動玉米淀粉糖生產(chǎn)效率的提高，需要在實際生產(chǎn)中總結(jié)各影響因素，然后有針對性的來進(jìn)行整改優(yōu)化。常見影響因素主要包括溫度、液化時間以及pH值等，本次采取試驗的方式來確定各項條件對最終玉米淀粉糖收率的影響，將結(jié)果作為生產(chǎn)工藝改進(jìn)的主要依據(jù)。

二、玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝試驗改進(jìn)

（一）實驗材料與方法

1.實驗材料和儀器

實驗材料：選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的玉米淀粉、硫酸銅、耐高溫α-淀粉酶（120KNU/L）、諾維信酶制劑、酒石酸鉀鈉、亞甲基藍(lán)、氫氧化鈉、鹽酸、磷酸氫二鈉、葡萄糖、檸檬酸與碘化鉀[1]。

實驗儀器：成熟成產(chǎn)線一條與SG2型pH計。?

2.實驗方法

①前期準(zhǔn)備。在實驗前需要對玉米淀粉做提取處理，然后按照設(shè)計比例加水對淀粉進(jìn)行調(diào)和，所有節(jié)點均應(yīng)滿足專業(yè)規(guī)范要求，完成所有準(zhǔn)備工作。玉米淀粉充分?jǐn)嚢韬笞龊孟嚓P(guān)記錄，作為提取實驗的參考依據(jù)。②噴射液化。遵循規(guī)范進(jìn)行噴射液化處理，以承壓罐為主要設(shè)備，控制淀粉乳溫度不超過規(guī)定數(shù)值，為實驗順利進(jìn)行創(chuàng)造有利條件，避免影響到玉米淀粉糖的質(zhì)量。調(diào)整承壓罐持續(xù)承壓4~8min，確保淀粉乳可以得到充分糊化。在確認(rèn)玉米糊粘度降低后，便可通過閃蒸罐來對其進(jìn)行真空冷卻處理。整個處理過程要求DE值始終控制在11~13之內(nèi)[2]。③噴射滅酶。得到處理后的液體后，進(jìn)行噴射滅酶，檢測確認(rèn)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后參與糖化罐反應(yīng)。其中，要準(zhǔn)確控制液化液的酸堿度，以4.2~4.5為宜，確保液化效果達(dá)標(biāo)。

（二）實驗結(jié)果分析

1.液化反應(yīng)結(jié)果

（1）溫度變化影響

本次試驗應(yīng)用耐高溫α-淀粉酶，其為生物制劑，以淀粉水解反應(yīng)的催化劑存在，而溫度的高低直接會影響到催化狀態(tài)。當(dāng)溫度升高后，酶催化反應(yīng)會明顯增快，每提升10度反應(yīng)速度會增快一倍。并且，隨著反應(yīng)溫度的升高，酶活性受酶蛋白變性影響而不斷減弱。對于耐高溫α-淀粉酶來講，其最高效的反應(yīng)溫度在90~100℃。另外，耐高溫α-淀粉酶添加量也會影響到DE值，兩者為正比相關(guān)，即添加量越多，液化液自身DE值也就越高。

（2）液化時間影響

在液化時間逐漸增加的同時，液化液自身DE值明顯升高，兩者呈正比相關(guān)。在適宜條件下，液化液的水解速度非常快，在24h以內(nèi)就可以達(dá)到90%以上，然后會因為底物濃度的降低而逐漸減緩。在DE值達(dá)到峰值后，整個糖化反應(yīng)終止，負(fù)責(zé)會因為葡萄糖復(fù)合反應(yīng)而造成DX值降低。

（3）pH值變化影響

實驗過程中確定pH值為5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0與6.2各節(jié)點，耐高溫α-淀粉酶添加量為400ml/t干基淀粉，進(jìn)行90min的液化反應(yīng)，然后對液化液DE值進(jìn)行測定，并對比分析不同pH值條件下DE值的差異。如表1所示。如圖可知，在pH值不斷提高的情況下，液化液DE值逐漸升高，且在pH值不足5.4時，液化液DE值下降速度較快，由此可確定pH值低于5.4的情況下酶反應(yīng)活性大幅度降低。

圖1 液化液pH值與DE值關(guān)系

2.糖化反應(yīng)結(jié)果

（1）強(qiáng)效復(fù)合糖化酶影響

實驗選取強(qiáng)效復(fù)合糖化酶的添加量為500、520、540、560、580、600與620mL/t干基淀粉，調(diào)節(jié)反應(yīng)pH值為4.4±1，保持60℃條件下進(jìn)行糖化反應(yīng)，最后測定糖化液DE值。結(jié)果可知在糖化酶添加量增加的情況下，糖化液DE值也會對應(yīng)增長，且在添加量達(dá)到580mL/t時，DE值達(dá)到頂峰，后續(xù)持續(xù)增加不在發(fā)生變化。

（2）糖化pH影響

實驗選取糖化pH值分別為4.16、4.24、4.32、4.44、4.48、4.56以及4.64，強(qiáng)效復(fù)合糖化酶的添加量為500mL/t干基淀粉，保持60℃條件下進(jìn)行糖化反應(yīng)，最后測定糖化液DE值。結(jié)果可知在糖化液pH值不斷增加的情況下，糖化液DE值相應(yīng)升高，且在pH值達(dá)到4.48時DE值最高，并且在持續(xù)添加的情況下，DE值出現(xiàn)下降。pH超過4.6以后，糖化液DE值下降速度開始增快，即pH值越高對酶活性的限制越大，影響糖的收率。

（3）糖化溫度影響

實驗選取糖化溫度分別為54、56、58、60、63與65℃，強(qiáng)效復(fù)合糖化酶的添加量為500mL/t干基淀粉，調(diào)節(jié)反應(yīng)pH值為4.48，持續(xù)反應(yīng)55h后滅酶，對糖化液DE值進(jìn)行測定。結(jié)果可知在糖化溫度增加的情況下，DE值相應(yīng)升高，且在達(dá)到60℃后達(dá)到峰值，后繼續(xù)增加溫度DE值出現(xiàn)下降，尤其是在達(dá)到63℃后下降速度增快。

結(jié)束語：

經(jīng)過實驗分析可知，影響玉米淀粉糖收率的因素眾多，在針對其生產(chǎn)工藝改進(jìn)時，就需要將其作為對象進(jìn)行分析，設(shè)計合理的參數(shù)值，為高手率生產(chǎn)提供保障。