離子交換樹(shù)脂用于液體糖脫色工藝研究

陳婷婷

蔗糖是人類生活中不可缺少的甜味劑和營(yíng)養(yǎng)劑，全球人均年消費(fèi)食糖量約20kg，其中大部分是蔗糖。目前，國(guó)內(nèi)外的制糖生產(chǎn)工藝主要有兩種：一是由甘蔗或甜菜直接生產(chǎn)白糖即耕地白糖，二是先制成原糖，再回溶加工精制成白糖。隨著我國(guó)食糖消費(fèi)量的增加，國(guó)內(nèi)直接生產(chǎn)的耕地白糖產(chǎn)量已不能滿足消費(fèi)需求，原糖加工在我國(guó)糖業(yè)中的地位變得越來(lái)越重要，逐漸成為制糖行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。原糖加工精制糖的工序主要包括原糖再溶、澄清、脫色、濃縮、結(jié)晶、分離、干燥、包裝等，其中最重要的是脫色工序。

蔗糖溶液水解生產(chǎn)果葡糖漿的最早的方法是用液體酸催化，這種方法要求很低的pH值和高溫的轉(zhuǎn)化條件，這容易造成糖漿色澤加深和其它的一些不良的影響，生產(chǎn)所得的轉(zhuǎn)化糖漿往往需要加堿調(diào)節(jié)pH值，增加了糖漿中的灰分，影響糖漿的質(zhì)量。

概述

固定載體的離子交換樹(shù)脂首先被稀釋和保濕，然后與4%的NaOH和4%的HCI混合，混合在磁性攪拌器中，然后被2h沖淡，然后被沖洗到中性，然后被浸泡在兩倍以上的冰箱里。三角瓶中添加與1.0g 50mL樹(shù)脂溶液50 mL與好энзимов30°C，桌子搖晃2h浴150r/ min，吸頂液酶載體凈水、壓、干燥40°C、酶固定收入存放在冰箱4°C。每次6 mol / LNAOH反應(yīng)值用于初始pH值時(shí)，沸水就會(huì)吸收5min，從而使酶失效，剩下的反應(yīng)液被設(shè)置為100ml，過(guò)濾后對(duì)液體階段進(jìn)行有效分析，每組實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行3次。

離子交換樹(shù)脂用于液體糖脫色工藝研究

交換影響酶的穩(wěn)定性。催化酶反應(yīng)的好處包括謙虛、低能耗、高催化效率、高質(zhì)量等等。然而，由于脂肪酶是水溶性的，有機(jī)階段只能是分散而不是重復(fù)使用，用離子交換樹(shù)脂固定脂肪酶可以克服這些缺陷。此外，電離交換樹(shù)脂是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的材料，其廉價(jià)、化學(xué)可持續(xù)性、良好的機(jī)械強(qiáng)度、易于再生，作為穩(wěn)定載體具有廣泛的應(yīng)用前景。這種方法處理溫和的條件，少量的酶能量，將宿主與酶分子的結(jié)合比物理吸收更強(qiáng)。低堿性陰離子交換樹(shù)脂比強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂更好。這是因?yàn)椴煌碾x子交換樹(shù)脂表面有不同的電荷，導(dǎo)致酶的不同空間結(jié)構(gòu)。離子交換樹(shù)脂的高催化活性，對(duì)糖- 6乙烯的選擇性也更好，所以選擇這種樹(shù)脂模式進(jìn)行進(jìn)一步分析。

固定時(shí)間對(duì)酶活性的影響。在鎖定酶的過(guò)程中，酶分子進(jìn)入宿主的虛空，與宿主結(jié)合，這需要時(shí)間。在此期間，酶分子可以在宿主之間形成共價(jià)鍵，也可以在宿主之間形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。當(dāng)酶分子和宿主在飽和前結(jié)合時(shí)，酶分子和宿主之間的相互作用就完成了，吸附固定也完成了。當(dāng)固定時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)，固定-催化合成糖苷乙醚會(huì)增加乙醚的總量，達(dá)到3h的最大值。隨著固定時(shí)間的增加，固定酶隨著吸收時(shí)間的增加而減少，這表明靜態(tài)能量提供了相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)吸附的平衡，但在任何時(shí)候。在生長(zhǎng)之間，穩(wěn)定的酶活性會(huì)受損并下降。糖- 6乙醚的選擇性隨著時(shí)間的固定時(shí)間的增加而增加，當(dāng)時(shí)間被固定到3h時(shí)，最大的選擇性被實(shí)現(xiàn)。然后，隨著固定時(shí)間的增加，它會(huì)減少?？紤]到各種因素，為3h選擇固定時(shí)間。流速對(duì)樹(shù)脂實(shí)際處理料液量的影響很大，流速過(guò)高，料液與樹(shù)脂的接觸時(shí)間短，色素得不到充分吸附；流速過(guò)低，色素吸附充分，但會(huì)延長(zhǎng)脫色時(shí)間。因此要選擇適宜的進(jìn)樣流速。由圖7可知，隨著流速增加，脫色率逐漸下降，當(dāng)流速>2.0BV/h時(shí)脫色率出現(xiàn)明顯下降。

酶對(duì)穩(wěn)定酶活性的影響影響酶的可持續(xù)性。通常是由于酶負(fù)荷的影響，酶的可持續(xù)性隨著酶負(fù)荷的增加而增加，然后達(dá)到穩(wěn)定水平。關(guān)于多孔皮質(zhì)異質(zhì)酶固定的研究表明，當(dāng)將聚乙烯從0.1到1.0 g加載到每克聚乙烯時(shí)，穩(wěn)定酶的能量從48U / g變化為480U / g。然而，當(dāng)每克載體裝載多達(dá)120mg脂肪酶時(shí)，酶的活性最高。進(jìn)一步增加酶載荷不會(huì)影響酶的生存能力，這表明多層酶的產(chǎn)生可能導(dǎo)致酶活性降低。固定其它條件的變化、酶量對(duì)酶活力增加固定試驗(yàn)酶酶增多，但是當(dāng)數(shù)量增加到一定程度，酶能固定酶開(kāi)始降低，一方面，固定式發(fā)酵酶增多，使大酶載體越多，越有利于全酶固定，另一方面，點(diǎn)數(shù)有限、酶載量增加、酶過(guò)載引起的空間壁壘增加、使用過(guò)的酶的空間位置增加、次級(jí)和產(chǎn)品的不及時(shí)傳播會(huì)降低酶的催化活性，以及糖的選擇性6 -乙烯。良好的使用是8毫克/毫升。

固定溫度對(duì)酶活性的影響。電離反應(yīng)需要一定的激活能量，溫度升高會(huì)加速交換，影響分子熱力學(xué)的速度，但高溫會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的退化，因此溫度對(duì)酶固定過(guò)程的影響更復(fù)雜，溫度的范圍也更好。穩(wěn)定的其他條件，穩(wěn)定測(cè)試溫度的變化，固定的酶，催化合成糖精乙醚，固定溫度上升，乙醚繼續(xù)上升。此外，當(dāng)溫度達(dá)到30°，最大水平與酯化，然后固定，增加溫度下降。選擇蔗糖- 6 -乙酯與氣溫上升到35°C，自從他下降，可能是因?yàn)槊缚臻g結(jié)構(gòu)幾個(gè)損壞的溫度高。離子液體在表面狀態(tài)、測(cè)試過(guò)程中緩沖，可以保持固定在有機(jī)溶劑pH影響，即酶活性對(duì)更為復(fù)雜的分子電荷分布問(wèn)題，即酶含量樣品pH影響有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)在低pH發(fā)生蔗糖分解，導(dǎo)致低比例糖；高pH下的低酸性色素以陰離子的形式存在，對(duì)分子交換的激進(jìn)分子反應(yīng)容易，但是高pH可以被堿性分解，糖和氨基酸的再生可以很容易地與氨碳酸鹽和反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)。結(jié)果是深色物質(zhì)的形成，導(dǎo)致糖的損失和某種程度的漂白。隨著樣品pH值的增加，樹(shù)脂的漂白首先上升，然后下降，在pH 9下達(dá)到最佳漂白。在生產(chǎn)過(guò)程中，pH值在7.5到8.5之間過(guò)濾，所以pH值沒(méi)有改變。其他試驗(yàn)條件進(jìn)行固定在緩沖溶液pH值固定，酯化率提高到最高級(jí)別pH8.8隨著pH.定位過(guò)程中提高蔗糖合成醋酸甲酯水解反應(yīng)不斷下降，導(dǎo)致酸反應(yīng)過(guò)程中pH值和酶催化活性的影響。穩(wěn)定酶，保持一定的pH值，作為合成糖-乙烷的環(huán)境pH值監(jiān)管者，隨著pH值的升高，會(huì)增加pH值，但當(dāng)pH值被高估時(shí)，會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，降低酶的催化作用。當(dāng)pH值為8.4時(shí)，當(dāng)pH >為8.4時(shí)，選擇性開(kāi)始下降，這是由于概念的變化。

強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是一種使用性能優(yōu)良的固體催化劑。酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在條件溫度下催化蔗糖溶液水解以及高品質(zhì)糖漿的優(yōu)點(diǎn)。甘蔗用強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂糖溶液的水解催化，液體酸的均相催化除外。此外，它還具有固體酸的多相催化作用。蔗糖可溶當(dāng)液體接觸強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂時(shí)，樹(shù)脂中的氫是第一個(gè)。離子與蔗糖溶液交換，導(dǎo)致進(jìn)入甘蔗糖溶液是一種添加酸溶液的函數(shù)，它能降低溶液。隨著消費(fèi)者的需求結(jié)構(gòu)的變化，隨著果葡糖漿需求量的上升， 這些技術(shù)將越來(lái)受到重視。在白砂糖價(jià)格處于低潮時(shí)， 以蔗糖為原料生產(chǎn)果葡糖漿也可以有較大的利潤(rùn)空間。同樣的催化過(guò)程。其次，強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有強(qiáng)酸基團(tuán)，即使它們的氫離子不參與離子交換，也與甘蔗有接觸。當(dāng)糖溶液接觸時(shí)，也能催化蔗糖的水解。這種催化作用發(fā)生在固液界面，是不均勻的催化。這是固體酸催化，不同于酸水解的催化過(guò)程。

經(jīng)該工藝處理后的糖漿脫色效果較好，再經(jīng)過(guò)脫鹽濃縮處理后的液體糖，可以達(dá)到要求，以樹(shù)脂為載體固定化假絲酵母脂肪酶是可行的，而且樹(shù)脂材料既常見(jiàn)又經(jīng)濟(jì)，這就大大降低了固定化成本，為廣泛應(yīng)用樹(shù)脂固定化提供了可能。