1、淀粉水解糖和糖蜜模板二糖低聚糖葡萄糖淀粉水解糖工業(yè)上，將淀粉水解成葡萄糖的過程稱為淀粉的糖化。一、淀粉水解糖的制備2 發(fā)酵用淀粉水解糖的要求：還原糖含量要高，不含糊精；外觀要潔凈，透明，呈淡黃色；不可變質(zhì)。 制備淀粉水解糖的原料主要有玉米，小麥，大米和薯類等。3水解適度控制蛋白量新鮮潔凈質(zhì)量4方法酸解法酶解法酸酶結(jié)合法5水解不完全：浪費(fèi)，逃液，染菌。 水解過度：產(chǎn)生羥甲基糠醛，進(jìn)而形成類黑素，不僅浪費(fèi)，而且抑制菌體生長(zhǎng)。 淀粉原料中蛋白含量過多，當(dāng)糖液中和，過濾時(shí)除去不徹底，會(huì)引起發(fā)酵逃液和染菌。 1.淀粉水解糖對(duì)發(fā)酵的影響6葡萄糖的理論收率：111%指標(biāo)實(shí)際收率葡萄糖值淀粉轉(zhuǎn)化率2.淀粉制糖

2、過程中考察的指標(biāo)7葡萄糖的理論收率 (C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6 162 18 180 理論收率是111.11%葡萄糖的實(shí)際收率 糖液體積(V) 糖液葡萄糖含量(c)投入淀粉量(m) 淀粉含量(c)100%實(shí)際收率 = 8 淀粉轉(zhuǎn)化率糖液體積(V) 糖液葡萄糖含量(c)投入淀粉量(m) 淀粉含量(c100%轉(zhuǎn)化率 = 9 DE值：葡萄糖值，工業(yè)上用DE值表示淀粉的水解程度或糖化程度。還原性糖濃度()干物質(zhì)濃度() 糖液相對(duì)濃度(d)100%DE值 = 10 DX值：糖液中葡萄糖含量占干物質(zhì)的百分率。葡萄糖濃度()干物質(zhì)濃度() 糖液相對(duì)濃度(d)100%DX值 = DE值和

3、DX值的區(qū)別：糖液中葡萄糖的含量稍低于葡萄糖值，因還有少量的還原性低聚糖存在。隨糖化程度的升高，二者的差別減少。11（一）淀粉酸水解法以酸為催化劑，在高溫高壓下，將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖的方法。優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)簡(jiǎn)單，方便，水解時(shí)間短，設(shè)備生產(chǎn)能力大。缺點(diǎn)：要求特殊設(shè)備；易產(chǎn)生副反應(yīng)；對(duì)原料要求高，淀粉顆粒度及濃度均低。原理：淀粉 各種糊精 麥芽糖 葡萄糖 二、不同淀粉水解糖制備方法12影響水解反應(yīng)速率的關(guān)鍵因素：溫度酸的濃度多糖的水解常數(shù)酸的種類因素13淀粉 羥甲基糠醛 乙酰丙酸+蟻酸+有色物質(zhì)等。 其它副反應(yīng)縮短反應(yīng)時(shí)間，控制反應(yīng)，降低葡萄糖的濃度減少14（二）雙酶水解法 淀粉酶和糖化酶優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)條件溫和

4、，無需特殊設(shè)備無副反應(yīng)，產(chǎn)品純度高，淀粉轉(zhuǎn)化率高。可在高淀粉濃度下水解時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備多，過濾難。15 淀粉雙酶法制糖工藝主要包括:淀粉的液化和糖化兩個(gè)步驟。（1）液化：利用液化酶即-淀粉酶，使淀粉水解到糊精和低聚糖的程度，粘度降低。 -淀粉酶切開淀粉的-1，4糖苷鍵，不能切開支鏈淀粉的-1，6糖苷鍵。（2）糖化：用糖化酶（葡萄糖淀粉酶）將液化產(chǎn)物進(jìn)一步徹底水解成葡萄糖的過程。 16（三）酸酶結(jié)合法 1、酸酶法：先將淀粉用酸水解成糊精或低聚糖，然后用糖化酶將其水解為葡糖糖。優(yōu)點(diǎn)：液化快，淀粉乳濃度高，用酸量較少，糖色淺，糖液質(zhì)量高。缺點(diǎn)：不適合粗淀粉，要求淀粉顆粒小且均勻，糖化過程較慢，純度較雙酶

5、法差。17（三）酸酶結(jié)合法 2、酶酸法：先將淀粉用-淀粉酶液化到一定程度，然后用酸將其水解為葡糖糖。優(yōu)點(diǎn)：可用粗淀粉，淀粉濃度較酸法高，水解副反應(yīng)少，糖色較淺。缺點(diǎn)：液化過程較慢，對(duì)糖化設(shè)備有要求，對(duì)質(zhì)地硬的淀粉效果較差。18根據(jù)來源的不同，糖蜜分為甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜和高級(jí)糖蜜等。甘蔗糖蜜含有30%-36%的蔗糖與20%的轉(zhuǎn)化糖。甜菜糖蜜含糖分50%左右，糖蜜中干物質(zhì)的濃度大，含5%-12%的膠體物質(zhì)以及10%-12%的灰分。其中的高級(jí)糖蜜是指甘蔗榨汁(糖漿)加入適量的硫酸或用酵母的轉(zhuǎn)化酶處理，制成轉(zhuǎn)化糖，該蜜由于提高了溶解度，可使糖濃度提高到70-85。三、糖蜜的預(yù)處理19此外，還有兩種廢糖

6、蜜：一種是精制粗糖時(shí)所分離出的糖蜜，稱為粗糖蜜，另一種是葡萄糖工業(yè)上，不能再結(jié)晶葡萄糖的母液稱為葡萄糖蜜。 如不進(jìn)行預(yù)處理，則微生物無法生長(zhǎng)和發(fā)酵，故糖蜜在發(fā)酵前的預(yù)處理非常重要。201、糖蜜的產(chǎn)量及利用1糖蜜的產(chǎn)量 廢糖蜜，以含糖(總糖分）50為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行計(jì)算。甘蔗糖蜜的產(chǎn)量為所處理甘蔗量的3左右。甜菜糖蜜的產(chǎn)量為所處理甜菜量的3.5左右。 我國黃河以北等地區(qū)出產(chǎn)甜菜，浙、閩及兩廣等地區(qū)出產(chǎn)甘蔗。糖蜜基本是自產(chǎn)自用。21 目前國內(nèi)用糖蜜，以工業(yè)化規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品有：酒精、丙酮丁醇、檸檬酸、谷氨酸、酵母、甘油、醋酸、乳酸、衣康酸、琥珀酸、草酸、葡萄糖酸和抗生素等。另外也用作飼料。22 3、糖

7、蜜原料的性質(zhì)和組成糖蜜的外觀，是一種粘稠、黑褐色、呈半流動(dòng)狀的物體。PH5.5左右。相對(duì)密度1.43。 糖蜜的組成，因制糖原料的種植、貯藏及加工方法等條件的不同而有差異。其一般組成見表8-1。各種糖蜜中的糖類組成也不相同。23244、糖蜜的預(yù)處理糖蜜的預(yù)處理，包括澄清處理和脫鈣處理，以及脫除生物素的處理。一般糖蜜原料的谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中，所說的預(yù)處理，一般是指前兩者(即澄清處理或脫鈣處理）而言的。后者的脫除生物素處理，可使生物素過剩的糖蜜原料，做淀粉水解糖一樣地用于發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸。25（1）糖蜜的澄清處理 1糖蜜澄清處理的目的 糖蜜中由于含有大量的灰分和膠體，不但影響菌體營(yíng)養(yǎng)，也影響谷氨酸的純度

8、，待別是膠體的存在，致使發(fā)酵中產(chǎn)生大量泡沫，也影響谷氨酸結(jié)晶提煉。因此，糖蜜在投入谷氨酸發(fā)酵之前，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)某吻逄幚怼?6 糖蜜加水（1:1)，再加硫酸，PH2.0，于95-100加熱20Min，以使膠體分解，并促使蔗糖轉(zhuǎn)化，也可以在此時(shí)驅(qū)除可能存在的有礙于菌體的亞硝酸，然后用15%右灰乳中和處理，由于生成大量的石膏，以及鈣離子的離子置換作用，可除去大量的鉀、鈉等金屬元素，從而得到澄清糖液。27 3石灰處理法 糖蜜加水(1:1)，加15新鮮石灰乳，調(diào)節(jié)PH7.5-7.2，加熱至100，煮沸30min，使膠體破壞，然后以硫酸中和，靜置澄清數(shù)小時(shí)，便得到澄清透明的糖液。28（2）糖蜜的脫鈣處理

9、1糖蜜脫鈣處理的目的 糖蜜中含有較多的鈣鹽，影響谷氨酸的結(jié)晶提取，影響所提取的谷氨酸的純度，故需進(jìn)行脫鈣處理。29 2脫鈣處理的常用方法作為鈣質(zhì)的沉淀劑，通常有Na2SO3 、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4、草酸和草酸鉀等。目前常用Na2CO3(純堿)作為鈣鹽沉淀劑進(jìn)行處理。30（3）糖蜜中生物素的脫除處理 1脫除糖蜜中生物素的目的 由于糖蜜中所含生物素量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了谷氨酸生產(chǎn)菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸時(shí)，所需要的生物素量(亞適量)，即所謂生物素過剩。因此，糖蜜原料發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，不能原封不動(dòng)地采用淀粉水解糖原料的發(fā)酵方法。否則，由于生物素過高，會(huì)導(dǎo)致光長(zhǎng)菌體，不生產(chǎn)谷氨酸的后果。31 因此

10、，作為糖蜜原料發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的一種方法，即糖蜜預(yù)處理法，即將糖蜜中的過剩生物素脫除，以便像淀粉水解糖原料一樣地投入谷氨酸發(fā)酵。 脫除糖蜜中的生物素的方法，主要有：活性炭法、水解活性炭處理法、樹脂處理法、亞硝酸處理法，以及射線照射法等。322活性炭處理法為了降低糖蜜中的生物素含量，可以用活性炭吸附除掉生物素。但此法活性炭消耗量大，多達(dá)至糖蜜的30-40。為此，有的在用活性炭吸附之前，先加次氯酸鈉，或通入氯氣處理糖蜜，耗炭量可減至10-20（對(duì)全糖）。33 國內(nèi)曾采用鹽酸水解甘蔗糖蜜，再用活性炭處理的方法，去掉生物素。經(jīng)在5000L罐上進(jìn)行多批擴(kuò)大發(fā)酵試驗(yàn)，谷氨酸發(fā)酵產(chǎn)量穩(wěn)定在4以上。34 4.樹脂處理法 甜菜糖蜜可用非離子化脫色樹脂，脫除生物素。處理時(shí)，將糖蜜加水及鹽酸，沖淡至11.0的糖濃度(PH2.5)，120，滅菌20min，再加NaoH調(diào)PH4.0，通入脫色樹脂(樹脂容積與糖重量比例為1：0.67)交換柱35然后，將所得溶液調(diào)PH7.0，用于調(diào)制培養(yǎng)基。經(jīng)乳糖發(fā)酵短桿菌發(fā)酵后，谷氨酸對(duì)糖的轉(zhuǎn)化率為51.8。而用不處理的糖蜜發(fā)酵時(shí)，谷氨酸對(duì)糖的轉(zhuǎn)化率只有10.3。36 5亞硝酸處理法用亞硝酸處理