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麦芽糊精的制造与应用

  麦芽糊精是指以淀粉为原料,经酸法或酶法低程度水解,精制、浓缩、灭菌干燥、筛分而成粉末状产品,不含游离淀粉的淀粉衍生物,DE值在20%以下。其主要组成为聚合度在10以上的糊精和少量聚合度在10以下的低聚糖。麦芽糊精属淀粉的低转化物,其摩尔质量介于淀粉和淀粉糖之间。其原料是含淀粉质的玉米、大米等,也可以是精制淀粉,如玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉等。主要成分为糊精并含有多聚糖、四糖或四糖以上的低聚糖,还含少量的麦芽糖和葡萄糖。1970年,Veberbacher对麦芽糊精做出如下定义:以淀粉为原料,经控制水解DE值在20%以下的产品称为麦芽糊精,以区别淀粉经热解反应生成的糊精产品。 麦芽糊精的主要性状和水解率有直接关系,DE值不仅表示水解程度,而且是掌握产品特性的重要指标。了解麦芽糊精系列产品DE值和物性之间的关系,有利于正确选择应用各种麦芽糊精系列产品。

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  制造方法

  麦芽糊精的生产工艺大致分为三种:酸法工艺、酶法工艺、酸酶法工艺。由于酸法工艺和酸酶法工艺均需要精制淀粉做原料,其生产成本高,水解反应速度快,工艺操作难以控制,加之酸法工艺产品因聚合度在1-6之间,糖的比例较低,易发生浑浊或凝结,产品溶解性能不好,透明度低,过滤很困难,现已基本淘汰。因此,采用酶法工艺居多。生产原理为淀粉是由许多葡萄糖分子聚缩而成的碳水化合物,它的分子结构中大部分是由α-1,4糖苷键连接,少量是由α-1,6糖苷键连接。α淀粉酶的催化水解具有高度的专一性,即只能水解α-1,4键不能水解α-1,6键,而且不容易水解麦芽糖和麦芽三糖中的α-1,4键,所以二糖、三糖和其它低分子量的多糖,特别是含α-1,6键的糖,都在最后的水解产物中。

  其生产工艺流程及简述为:淀粉→调浆(pH6.2-pH6.4)→第一次液化→高温灭酶→第二次液化→灭酶脱色→过滤→离子交换→脱色过滤→真空多效降膜浓缩→喷雾干燥→粉碎→灭菌→筛分→充氮包装→成品入库。

  在配料罐内,把粉浆乳调到Be’17、pH用Na2C03调至pH5.0-7.0、并加O.15%氯化钙,作为淀粉酶的保护剂和激活剂,最后加入耐高温a-淀粉酶,料液搅拌均匀后用泵把粉浆泵入喷射液化器,在喷射器中粉浆和蒸汽直接相遇,出料温度控制在100-110℃,从喷射器中出来的料液经降温后,进入层流罐保温90-120分钟,温度维持在95-97℃。然后进行二次喷射,在第二只喷射器内料液和蒸汽直接相遇,温度升至110-145℃以上,并在高温维持罐内维持3-5分钟左右把耐高温a-淀粉酶彻底杀死,同时利用温压差的作用淀粉会进一步分散,蛋白质会进一步凝固。经真空闪急冷却系统料液经冷却后降温到95℃保温,同时将pH值降至4.8-5.0。用过滤机除渣过滤,再加入旧活性炭脱色半小时,进行脱色过滤,然后将糖液进行二次脱色,脱色后离交。将离交后的糖液用五效降膜式蒸发器浓缩到50%-60%,然后喷雾干燥,粉碎灭菌筛分,充氮包装得成品。

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  工艺要点如下:

  (1)淀粉调浆、糊化 由于淀粉颗粒的结晶结构对酶作用的抵抗力较强,不能使酶直接作用于淀粉,所以先用热水将淀粉调成30-32%的淀粉乳,并使其充分吸水膨胀、糊化。同时调节pH值至6.2-6.4,加0.5-1.0%氯化钙,以提高淀粉酶的耐热性。

  (2)转化(液化) 这是生产麦芽糊精的关键工序,因为麦芽糊精是淀粉低转化产品,DE值控制在10-20之间,粘度较高,如果液化控制不好,会给后道工序带来许多困难,造成得率低,产品质量差。为此,先用α-淀粉酶将淀粉浆液化到DE值2-5,迅速升温到140℃,使蛋白质类杂质凝结,降温到88-90℃,再加酶转化到需要的DE值,这样的转化液过滤性质好。

  (3)精制 ①过滤:上述转化液中的沉淀物,用压滤机过滤,一般可用硅藻土等作助滤剂,以加快过滤速度。这道工序可除去纤维、蛋白质类物质和脂类物质等杂质,得到澄清的滤液。 ②脱色:滤液用活性炭予以净化处理,活性炭的用量为滤液干物质的0.5%左右,活性炭在 pH4-6的范围内不同pH值的脱色能力基本相同,在较低pH值下脱色糖液受热色泽增加少, 所以脱色操作可调pH值至4.5-5.0。脱色温度一般采用80℃,保持30分钟。③离交:为 了进一步提高产品质量,用离子交换树脂除去盐类。

  (4)蒸发(浓缩) 在真空蒸发罐中,可采用标准式蒸发罐,进行初蒸或直接浓缩到76%的浓缩液。

  (5)喷雾干燥 一种比较好的方法是将纯化的麦芽糊精初蒸浓缩液经热交换器加热到110 ℃,用高压泵经喷嘴喷入干燥室中与150-200℃的热空气接触干燥到水分含量3%以下,得到白色粉末,这种产品易溶于水,透明度高。

  (6)成品包装 可采用双层药用聚乙烯塑料袋包装。


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2018-11-08

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