淀粉糖中熬糖工藝的有效控制措施

熬糖過程涉及高溫、濃度變化、化學(xué)反應(yīng)等多個因素，有效控制熬糖工藝不僅可以提高生產(chǎn)效率，降低能耗，還能減少產(chǎn)品質(zhì)量波動，確保每一批次的淀粉糖都符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)和消費者需求。首先，對溫度、糖濃度、pH等參數(shù)的實時監(jiān)控至關(guān)重要，只有精確調(diào)節(jié)這些關(guān)鍵變量，才能達(dá)到理想的糖漿品質(zhì)。其次，采用先進(jìn)的自動化控制系統(tǒng)和傳感器技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化管理，減少人為因素的干擾，保證工藝的穩(wěn)定性與一致性。最后，定期對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，也是確保精確的工藝控制和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的重要措施。

一、熬糖溫度對淀粉糖的影響

淀粉糖漿制備工藝的核心在于雙酶法的應(yīng)用，投粉是初始步驟，為后續(xù)的水解反應(yīng)奠定基礎(chǔ)。液化環(huán)節(jié)利用α-淀粉酶在高溫條件下的作用，將淀粉迅速降解為糊精和低聚糖，這一過程不僅降低了淀粉的粘度，還為后續(xù)的糖化反應(yīng)創(chuàng)造了有利條件。糖化環(huán)節(jié)通過加入糖化淀粉酶，將液化產(chǎn)物進(jìn)一步水解為葡萄糖、麥芽糖等低聚糖，這一步驟的酶制劑選擇、反應(yīng)條件及時間控制，均對最終淀粉糖漿的甜度、口感及理化性質(zhì)影響深遠(yuǎn)。過濾、脫色及離子交換等步驟旨在去除雜質(zhì)，提升糖漿的純凈度與穩(wěn)定性，確保產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。

值得一提的是，在制備過程中，熬糖溫度作為一個重要參數(shù)，不僅影響著酶的活性與水解效率，還直接關(guān)系著淀粉糖漿的色澤、口感及保存期限。因此，對熬糖溫度進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，是保障淀粉糖漿高質(zhì)量生產(chǎn)的關(guān)鍵。通過深入研究酶制劑特性、優(yōu)化工藝參數(shù)，也可以進(jìn)一步提升淀粉糖漿的制備效率與產(chǎn)品質(zhì)量，滿足食品、化工等領(lǐng)域的多樣化需求。

二、水解程度對熬糖溫度的影響

水解程度常用DE值（葡萄糖當(dāng)量）加以衡量，能夠反映糖漿中還原糖占干物質(zhì)的百分比。水解能使淀粉分子鏈斷裂，轉(zhuǎn)化為低聚糖，DE值升高，這對熬糖溫度有諸多影響，關(guān)鍵在于改變糖漿的熱物理性質(zhì)。

在淀粉糖的生產(chǎn)過程中，酶的種類與用量直接影響著水解程度，不同酶制劑組合也能夠調(diào)控水解。比如，選用杰能科POWERLIQ型α-淀粉酶、利可來Supra2.2X耐高溫α-淀粉酶等與β-淀粉酶搭配，可以生產(chǎn)出不同DE值的麥芽糖產(chǎn)品。

實驗發(fā)現(xiàn)，DE值越高，熬糖溫度越呈上升態(tài)勢，即水解程度直接關(guān)聯(lián)著加熱所需溫度。具體而言，低DE值的麥芽糖熬糖溫度低，隨著DE值升高，熬糖溫度也隨之上升。這是因為水解使長鏈淀粉分子變?yōu)槎烫欠肿?，其溶解性好、熱穩(wěn)定性高、黏度低，需更高溫度才能達(dá)到熬糖要求。不過，不同酶制劑組合對熬糖溫度影響較小，同一DE值下的多次試驗顯示，不同組合所得糖漿的熬糖溫度相差不大，可見酶制劑選擇對熬糖溫度的影響遠(yuǎn)不及對水解程度的影響。

因此，水解程度是熬糖溫度的主要影響因素，DE值升高會提高熬糖溫度，這為糖果工藝優(yōu)化、質(zhì)量控制提供了理論支撐，后續(xù)可深入研究酶制劑與反應(yīng)條件對水解程度的影響，以助力工藝優(yōu)化。

三、淀粉糖中熬糖工藝的有效控制策略

（一）確保淀粉酶活力

淀粉酶催化淀粉分解為糖類的過程，通常需要在較高的溫度下進(jìn)行。然而，淀粉酶的熱穩(wěn)定性較差，高溫容易導(dǎo)致酶活力喪失，從而影響生產(chǎn)效率和糖液質(zhì)量。因此，確保淀粉酶在高溫條件下保持良好的活性，是熬糖工藝中必須解決的問題。

第一，添加鹽類物質(zhì)，提高淀粉酶的熱穩(wěn)定性。鹽類物質(zhì)對淀粉酶的穩(wěn)定性具有顯著影響，酶分子與鹽類物質(zhì)的非特異性結(jié)合能有效減緩酶分子結(jié)構(gòu)變形，從而提高酶的熱穩(wěn)定性。硬糖生產(chǎn)過程中，常用的鹽類物質(zhì)包括氯化鈉、氯化鈣等，這些鹽類可以通過與酶分子相互作用，減少酶分子在高溫下的結(jié)構(gòu)變化，延長其活性維持時間。例如，氯化鈣在提高酶的熱穩(wěn)定性方面成效較好，能夠保持酶活性，避免高溫導(dǎo)致酶失活。

第二，通過化學(xué)修飾，增強淀粉酶的熱穩(wěn)定性。通過向淀粉酶中添加某些化學(xué)試劑，可以改變其分子內(nèi)部的相互作用力，從而提高酶的穩(wěn)定性。例如，非極性酸酐通過與淀粉酶的特定基團(tuán)反應(yīng)，可以改變酶分子的構(gòu)象，使其更加穩(wěn)定。一些研究表明，通過這種方式，某些類型淀粉酶的熱穩(wěn)定性可以提高18倍?；瘜W(xué)修飾的方法雖然能夠針對不同淀粉酶的特性加以優(yōu)化，但需要謹(jǐn)慎選擇試劑和濃度，并考慮其在生產(chǎn)過程中的安全性和可操作性。

第三，對酶進(jìn)行固化處理。通過物理或化學(xué)方法，將淀粉酶固定在某個載體上，使其在特定環(huán)境中穩(wěn)定存在，從而避免酶分子在高溫下失活。常見的固化方法是通過戊二醛交聯(lián)，將淀粉酶固定在殼聚糖等載體上，這樣不僅能提高酶的熱穩(wěn)定性，還能改善其在不同pH和其他外部環(huán)境條件下的穩(wěn)定性。此外，固定化的酶可以在多個生產(chǎn)周期中重復(fù)使用，降低生產(chǎn)成本，提高工藝的經(jīng)濟效益。

第四，利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，改造淀粉酶。通過對淀粉酶基因進(jìn)行定向進(jìn)化或重組，可以改變其氨基酸序列，從而優(yōu)化其三維結(jié)構(gòu)和功能特性。定向進(jìn)化法可以通過隨機突變、篩選等手段，促使酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其在高溫和極端環(huán)境下仍保持較高的活性。例如，通過基因突變提高酶的穩(wěn)定性，能使其在更廣泛的溫度范圍內(nèi)保持催化活性，而無需過多關(guān)注酶的催化機制。這一方法的靈活性較強，能夠?qū)Σ煌愋偷牡矸勖高M(jìn)行定制化改造。

（二）控制糖化液pH

在淀粉糖生產(chǎn)過程中，熬糖工藝中的糖化液pH控制是確保生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。糖化過程主要依賴糖化酶的作用，這些酶在特定pH范圍內(nèi)才能發(fā)揮最佳催化效應(yīng)。具體來說，淀粉糖生產(chǎn)中常用的糖化酶，如α-淀粉酶，其最適pH通常在4.3左右。因此，為確保糖化酶的活性并促進(jìn)淀粉轉(zhuǎn)化為糖類，需要對糖化液的pH進(jìn)行嚴(yán)格的控制和調(diào)節(jié)。

鹽酸調(diào)節(jié)法是一種成本較低且操作便捷的pH調(diào)節(jié)方式，通過向糖化液中加入適量鹽酸，能夠迅速降低糖化液的pH，使其達(dá)到糖化酶所需的最適環(huán)境條件。然而，鹽酸調(diào)節(jié)法的一個顯著缺點是鹽酸中的氯根離子對生產(chǎn)設(shè)備具有一定的腐蝕性，對于管道、反應(yīng)器等設(shè)備的耐腐蝕性能要求較高。因此，在使用鹽酸進(jìn)行pH調(diào)節(jié)時，往往需要對設(shè)備材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，選擇耐酸、耐腐蝕的材料，或加強對設(shè)備的防腐處理，以減少鹽酸對設(shè)備造成的長期損害。此外，過量氯根離子在糖化液中積累，可能會影響后續(xù)的糖液純度和質(zhì)量，尤其是在需要進(jìn)行高精度加工的情況下，氯離子的影響更無法忽視。

相比之下，硫酸調(diào)節(jié)法在一定程度上克服了鹽酸調(diào)節(jié)法的不足，硫酸的使用不會像鹽酸那樣顯著增加氯根離子的含量，有助于保證產(chǎn)品的質(zhì)量和純度。硫酸調(diào)節(jié)法在設(shè)備維護(hù)和長期生產(chǎn)方面的經(jīng)濟性也較好，尤其適用于對產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的生產(chǎn)工藝。然而，硫酸的使用仍需注意濃度控制，酸度過量可能會影響糖化液中其他成分的穩(wěn)定性，甚至對酶的活性產(chǎn)生負(fù)面影響。

（三）嚴(yán)格規(guī)范液化操作

液化是淀粉糖制備的關(guān)鍵步驟，直接影響著后續(xù)的糖化狀況及成品質(zhì)量，嚴(yán)格規(guī)范操作意義重大。

第一，在液化過程中能否精準(zhǔn)把控溫度與時間至關(guān)重要。一般而言，淀粉酶作用的初始溫度宜控制在85℃—90℃，此溫度區(qū)間能使淀粉酶迅速發(fā)揮作用，將淀粉快速降解。若溫度低于85℃，淀粉水解速度會明顯放緩，實驗數(shù)據(jù)顯示，液化時間會延長約30%，這不僅會降低生產(chǎn)效率，還可能因反應(yīng)不完全致使糖液中雜質(zhì)增多；若溫度高于90℃時，淀粉酶易失活，酶活力損失可達(dá)40%左右，會嚴(yán)重阻礙淀粉降解，影響產(chǎn)品得率與質(zhì)量。

第二，淀粉乳濃度同樣不容忽視，通常以30%—35%為宜。濃度過高，如達(dá)到40%，體系黏度劇增，流動性變差，淀粉酶難以均勻分散，易導(dǎo)致局部水解過度與部分未水解的情況，使糖液成分不均；濃度過低，如25%，雖水解相對順暢，但會增加蒸發(fā)濃縮環(huán)節(jié)的能耗，經(jīng)測算，能耗相比適宜濃度時約提高20%，不利于成本控制。

第三，攪拌速率也需合理設(shè)置，保持150—200rpm為佳，以確保物料充分混合，為液化反應(yīng)提供良好的條件，保障淀粉糖制備的高效與優(yōu)質(zhì)。若攪拌速度過低，可能會導(dǎo)致物料混合不均，影響反應(yīng)效率；攪拌速度過高，則可能引起不必要的能耗，甚至對設(shè)備造成損害。因此，精確控制攪拌速率是淀粉糖生產(chǎn)過程中不可或缺的一環(huán)。

（四）加強質(zhì)量控制與檢測

第一，在原材料的選擇和檢驗上，生產(chǎn)廠商應(yīng)對淀粉來源進(jìn)行嚴(yán)格篩選，確保其符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并使用高效的分析技術(shù)，如氣相色譜和液相色譜，對淀粉原料中的糖類、雜質(zhì)及水分含量進(jìn)行準(zhǔn)確測定，確保進(jìn)入生產(chǎn)過程的原料質(zhì)量穩(wěn)定，為后續(xù)熬糖工藝的實施提供可靠的基礎(chǔ)。

第二，在熬糖工藝的實施過程中，針對糖漿的質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵。通過實時監(jiān)控糖漿中的糖分濃度、溫度、pH及相關(guān)物質(zhì)的變化，可以對熬糖過程進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致的質(zhì)量波動。比如，使用先進(jìn)的檢測儀器，結(jié)合氣相色譜、液相色譜等技術(shù)，能夠有效分析糖漿中的糖分組成、氨基酸、酸類物質(zhì)等成分的含量，確保最終產(chǎn)品符合預(yù)定的質(zhì)量要求；現(xiàn)代化過程控制系統(tǒng)（PCS）和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）通過集成傳感器與自動化設(shè)備，可以實現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)溫度、壓力、流量等關(guān)鍵參數(shù)的實時監(jiān)控，并根據(jù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)自動調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，從而避免人為操作誤差，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

綜上所述，熬糖工藝在淀粉糖生產(chǎn)方面具有重要地位，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，相信淀粉糖生產(chǎn)過程中的熬糖工藝將得到進(jìn)一步優(yōu)化和完善，為食品行業(yè)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

作者簡介：湯桂標(biāo)（1972—），男，漢族，廣東五華人，工程師，大學(xué)本科，研究方向為食品工藝工程。

黃彩平（1987—），女，漢族，廣東湛江人，工程師，大學(xué)本科，研究方向為食品工藝工程。

吳華維（1977—），男，漢族，廣東吳川人，助理工程師，大學(xué)?？?，研究方向為食品工藝。