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淀粉的液化理论

发布时间:2014-01-15 15:09:40

淀粉的糊化 淀粉颗粒是具有结晶结构的,这种结晶结构对酶的催化作用抵抗力非常强。ɑ-淀粉酶几乎不能水解淀粉颗粒。所以必须先使淀粉糊化,晶体结构被破坏,变成错综复杂的网状结构,a-淀粉酶才能进入淀粉内部进行作用。事实证明,细菌ɑ-淀粉酶水鳃淀粉颗粒和水解糊化淀粉的速度比为1:20 000。淀粉颗粒由于受热吸水膨胀,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。 糊化过程可分成三个阶段:预糊化- 淀粉颗粒吸收少量水分,体积膨胀少,淀粉乳黏度增加少,若冷却,干燥,所得淀粉颗粒的性质与原来无区别:糊化-淀粉颗粒突然膨胀很多,体积膨胀几倍到几十倍,吸收大量水分,淀粉乳黏度增加,并有一小部分淀粉溶于水中,淀粉乳变成淀粉糊;溶解,若继续加热,糊化淀粉溶解于水中。 淀粉的老化 在淀粉液化中特别要注意淀粉老化问题。淀粉老化就是分子间氢链已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新氢键的过程,也就是一个复结晶的过程。淀粉酶很难进入老化淀粉的结晶区,淀粉很难液化,更谈不上进一步糖化。为此应采取一定的措施控制淀粉的老化。以下几个因素对淀粉的老化有影响: ①碱性条件会抑制淀粉老化。
  ②淀粉糊浓度过高,易发生老化。
  ③快速升温或快速降温,淀粉不宜老化。
  ④在一般情况下DE值越小,越易老化。因此在液化时,DE值不宜太小。
  ⑤高温条件下,淀粉不宜老化。一般温度大于60℃,淀粉不宜老化,在2_4℃,极易老化。
  ⑥直链淀粉易老化,支链淀粉不易老化。小麦、玉米淀粉等含直链淀粉多的淀粉容易发生老化现象。
液化温度 在进行液化时应该尽量采取相对高一些的温度。因为:
  ①克服淀粉老化。
  ②蛋白质絮凝好。
  ③高温可以提高酶的活力,加快水解速度。
  ④淀粉的彻底糊化必须在高温下才能完成。
  ⑤淀粉只有受热达到其糊化温度后才能使淀粉颗粒的结晶结构遭到彻底破坏,使淀粉酶易与底物结合。
  ⑥可以阻止小分子(如麦芽二糖、麦芽三糖等)前体物质的生成,有利于提高葡萄糖收率。减少不溶性微粒的产生。不溶性微粒是直链淀粉与脂肪酸形成的络合物,呈螺旋结构,组织紧密,不能水解。它的存在不仅降低了糖化产率,而且造成过滤困难,滤液浑浊。
当温度提高时,a-淀粉酶的活力损失也加快了。为解决这一问题,在T.业中一般加入钙离子和提高底物浓度来提高酶在高温下酌稳定性。由于不同来源的ɑ-淀粉酶对热的稳定性不同,且对钙离子的需求也不同。在液化中应根据酶的不同性质,控制温度条件和添加钙离子,保证酶活力最高、最稳定。 液化方法与选择 酶液化的方法可分为间歇液化法、半连续液化法、喷射液化法。各方法又可按加酶方式不同、酶制剂耐温性不同再进行细分。 本文参考《发酵工程原理与技术》一书。
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