楊錦霞
摘要:利用離子變換樹船純化和分離玉米淀粉糖在50年代初得到了應(yīng)用。按照已開發(fā)的技術(shù),玉米淀粉在酸(或)酶的作用下轉(zhuǎn)化成糖漿。用碳和離子交換樹脂處理.減少其顏色及灰分,生產(chǎn)出一種質(zhì)量穩(wěn)定舶玉米淀粉糖赦,或用做深加工工藝過(guò)程中的原料,通過(guò)離子交換過(guò)程除去灰分、蛋白質(zhì)及色澤??稍黾犹菨{色澤的長(zhǎng)期穩(wěn)定性而不用加人二氧化硫,因成品中如有二氧化硫?qū)?duì)人體產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng),制糖及食品工業(yè)使用離子交換樹脂供脫鈣、除鹽、脫色、色譜分離及去除離子等用途,離子交換樹脂在純化和分離玉米淀粉糖中的應(yīng)用則是本論文主題。
關(guān)鍵詞:離子交換樹疆;淀粉境;精制;除鹽;脫色
一、玉米淀粉糖概述
(1)玉米粒的浸漬。當(dāng)去除玉米粒中含有的雜質(zhì)后,將其浸泡在含有亞硫酸的溶液中,使玉米粒得到軟化;(2)分離。需要將軟化的玉米粒進(jìn)行破碎,使其分離成殼皮、淀粉、胚芽以及面筋,并分離其中具有較高含油量的胚種,將其應(yīng)用于玉米油的提取工作中;(3)回收纖維。研磨含有已破碎玉米粒中成分的懸浮液,然后分離其中的殼皮;(4)分離面筋和淀粉。使用離心設(shè)備分離面筋和淀粉,然后分離其中蛋白;(5)液化。將所得固體淀粉進(jìn)行調(diào)漿工作,只后使用酸或酶進(jìn)行分解產(chǎn)生糊精,對(duì)糊精進(jìn)行液化;(6)糖化。使用酸或者酶水解糊精,使其分解為三聚糖、二聚糖、單糖等低聚糖成分;(7)過(guò)濾:用過(guò)濾機(jī)除去糖化液中的淀粉、油、蛋白質(zhì)、糊精或其它不溶性物質(zhì);(8)脫色:用碳或樹脂除去過(guò)濾后糖漿色澤、氣味、有臭物質(zhì);(9)除鹽精制:用離子交換樹脂除去淀粉糖漿中的灰分、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸及色澤,使產(chǎn)品的色澤及氣味穩(wěn)定,提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性;(10)異構(gòu)化:葡萄糖用酶異構(gòu)化成果糖(42%果糖),以增加甜度;(11)除鹽精制:用離子交換樹脂除去色澤及在異構(gòu)化時(shí)加入的鹽類;(12)濃縮:稀糖漿經(jīng)蒸發(fā)增加濃度;(13)色譜分離:果糖/葡萄糖混合物(42HFCS)用色譜分離樹脂分成高果糖液體(90%果糖或90HFCS)及高葡萄糖液體;(14)精處理/脫色:以離子交換樹脂除去色澤、羥甲基糠醛(HMF),然后再將高含量果糖液體調(diào)成55HFCS;(15)蒸發(fā):將糖液蒸發(fā)濃縮。除果葡糖漿以外,其它精制過(guò)程不用經(jīng)過(guò)(10)到(14)過(guò)程。
二、玉米淀粉糖生產(chǎn)過(guò)程綜述
玉米淀粉糖在玉米濕磨法中經(jīng)下述過(guò)程制成:
(1)浸漬:將玉米粒除雜后,浸于亞硫酸水溶液中將它們軟化;
(2)胚種分離:玉米粒破碎成為淀粉、面筋、殼皮及胚芽,將含油量很高的胚種分離,并用于油的提取;
(3)纖維回收:將淀粉、面筋及殼皮的懸浮液磨細(xì).將殼皮分離;
(4)淀粉及面筋分離:以離心機(jī)將淀粉及面筋分離,都分別洗凈(蛋白分離);
(5)液化:將固體淀粉調(diào)漿后,用酶(或酸)將其分解為糊精,使其液化,糊精是淀粉鏈部分降解的產(chǎn)物;
(6)糖化:糊精用酶(或酸)水解成為單糖、二聚糖、三聚糖及其它低聚糖;
(7)過(guò)濾:用過(guò)濾機(jī)除去糖化液中的淀粉、油、蛋白質(zhì)、糊精或其它不溶性物質(zhì);
(8)脫色:用碳或樹脂除去過(guò)濾后糖漿色澤、氣味、有臭物質(zhì);
(9)除鹽精制用離子交換樹脂除去淀粉糖漿中的灰分、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸及色澤,使產(chǎn)品的色澤及氣味穩(wěn)定,提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性;
(1O)異構(gòu)化:葡萄糖用酶異構(gòu)化成果糖(42%果糖或421-wcs).以增加甜度;
(11)除鹽精制:用離子交換樹脂除去色澤及在異構(gòu)化時(shí)加入的鹽類;
(12)濃縮:稀糖漿經(jīng)蒸發(fā)增加濃度;03)色譜分離:果糖,葡萄糖混合物(42-i-wcs)用色譜分離樹脂分成高果糖液體(90%果糖或9o~cs)及高葡萄糖液體;
(14)精處理,脫色:以離子交換樹脂除去色澤、羥甲基糠醛(舯),然后再將高含量果糖液體調(diào)55HFCS;
(15)蒸發(fā):將糖液蒸發(fā)濃縮。除果葡糖漿以外,其它精制過(guò)程不用經(jīng)過(guò)(1O)到(14)過(guò)程。
三、離子交換樹脂的應(yīng)用
在淀粉糖生產(chǎn)過(guò)程中,受其原料、催化劑和水的影響,其成分中會(huì)含有較多雜質(zhì),這些雜質(zhì)成分及其復(fù)雜,通常有無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸、有色物質(zhì)、含氮物質(zhì)等,在糖漿生產(chǎn)過(guò)程中以上雜質(zhì)的出現(xiàn)會(huì)給糖漿質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重影響,不利于其純度的提升,會(huì)使結(jié)晶穩(wěn)定性降低。離子交換樹脂在應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)良好的吸附以及離子交換工作,在使用樹脂吸附劑或者活性炭對(duì)玉米淀粉糖化液進(jìn)行脫色工作后,應(yīng)用離子交換樹脂對(duì)糖漿進(jìn)行精制,能夠?qū)崿F(xiàn)大多數(shù)雜質(zhì)的去除。
其中含有的色素、有機(jī)酸以及灰分等基本被清除,使糖漿純度得到提升。在長(zhǎng)期應(yīng)用實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),采取離子交換樹脂對(duì)糖漿進(jìn)行分離和純化后,所得到的產(chǎn)品質(zhì)量都有明顯提升。糖漿中灰分和有色物質(zhì)使影響糖漿顏色的主要成分,經(jīng)過(guò)精制工作后,糖漿中雜質(zhì)得到去除,因此即使放置很長(zhǎng)時(shí)間,糖漿也不會(huì)出現(xiàn)變色反應(yīng)。生產(chǎn)結(jié)晶葡萄糖,會(huì)使結(jié)晶速度快,產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率都高;而生產(chǎn)果葡糖漿,由于灰分等雜質(zhì)對(duì)異構(gòu)酶穩(wěn)定性有不利影響,也需要離子交換樹脂精制糖化液。
用離子交換樹脂精制淀粉糖化液,目前應(yīng)用較普遍的工藝流程為陽(yáng)陰兩床兩套并聯(lián)使用;或者陽(yáng)陰陽(yáng)陰四床串聯(lián)使用,另有一對(duì)床再生待使用;個(gè)別也有采用陽(yáng)陰陰陽(yáng)和陽(yáng)陰(陽(yáng)陰)混床工藝流程。糖化液經(jīng)過(guò)濾除雜后,用活性炭或樹脂吸附劑脫色,然后降溫至40℃左右,流經(jīng)離子交換樹脂床。兩對(duì)陽(yáng)陰離子交換樹脂床串聯(lián)使用,為了充分發(fā)揮每臺(tái)的交換能力,當(dāng)?shù)谝粚?duì)陽(yáng)陰床能力消失后,停止使用,進(jìn)行再生;將第二對(duì)陽(yáng)陰床當(dāng)做第一對(duì)床使用,將再生好的一對(duì)當(dāng)做第二對(duì)使用。這種使用方法生產(chǎn)能力較小,但節(jié)省酸堿消耗,樹脂利用率高,使用壽命長(zhǎng)。而陽(yáng)陰、陽(yáng)陰兩套四床并聯(lián)使用,生產(chǎn)能力大,但樹脂利用率低,使用壽命稍短。兩種方法設(shè)備投資差不多。在同一種工藝下,離子交換樹脂的使用周期長(zhǎng)短與再生好壞和糖漿中雜質(zhì)含量有關(guān)。再生徹底,糖漿中雜質(zhì)含量低,則使用周期長(zhǎng)。離子交換樹脂精制的糖漿質(zhì)量高,無(wú)色透明,pH值在4.5~6.0之間波動(dòng)。有的工廠用兩對(duì)陽(yáng)陰離子交換樹脂床加一級(jí)混合床串聯(lián)使用。糖液流經(jīng)兩對(duì)陽(yáng)陰離子交換床,再流經(jīng)混合床,糖液質(zhì)量更好。
結(jié)語(yǔ):
離子交換樹脂在玉米淀粉糖生產(chǎn)中的應(yīng)用能夠提高糖漿精制水平,有效去除其中所含雜質(zhì)。其所生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、不易變色、純度較高,因此需要對(duì)離子交換樹脂的應(yīng)用方式進(jìn)行深入分析,使其在玉米淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用水平得到進(jìn)一步提升,為糖行業(yè)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)水平提高提供條件。
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