1、玉米淀粉的液化与糖化一、实验目的1、掌握用酶法水解淀粉制备水解糖的原理及方法。2、掌握还原糖的化学测定和比色测定方法。二、实验仪器、设备和材料1 设备25 升罐（可用本院 25 升发酵罐代替） ；装料按 20 升计，采用小型板框过滤机压滤，烘箱；水桶，量筒。2 分析仪器分光光度计，水浴锅，糖度计，滴定管，电炉，白瓷板，三角瓶，阿贝折光仪，比重瓶，pH 计。3 实验主要原料：玉米淀粉，高温液化酶和糖化酶。三、实验原理、过程和方法1、主要过程：通过双酶法制糖，从玉米淀粉原料出发，经配料，糊化，液化和糖化，过滤，制备成淀粉水解糖。本实验所得到的糖液，可用于下一批酵母发酵实验。2、配料：称重，按照 2
2、0 升有效体积，配制 30%淀粉乳。取样烘干至恒重，测定淀粉中的水分含量。3、糊化和液化糊化原理：将淀粉乳加热，淀粉颗粒膨胀，由于颗粒的膨胀，晶体结构消失，变成糊状液体，淀粉不再沉淀，这种现象称为糊化。不同的淀粉的糊化温度不同。如玉米淀粉开始糊化的温度为 62.0,中点温度为 67，终结温度为 72。糊化分为：预糊化（吸水） ，糊化（体积膨胀） 。糊化过程中，要防止淀粉的老化（分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程） 。液化原理：液化是利用液化酶使糊化淀粉水解到一定的糊精和低聚糖程度，粘度大大降低，流动性增加。液化方法分：酸法、酶酸法、酶法等。以生产工艺不同又分为间歇法，半连续
3、和连续式；液化设备有：管式、罐式、喷射式。加酶方法有：一次加酶、二次加酶、三次加酶。根据酶制剂的耐温性分为中温酶法、高温酶法、或中温酶和高温酶混合法。本实验采用：高温酶法，间歇式，罐式，二次加酶法。间歇液化法工艺流程：配制 30%的淀粉乳，PH 值 6.5，加入氯化钙（对固形物 0.2%） ，加入液化酶(加酶量根据酶制剂厂商的要求)，在剧烈搅拌下，先加热至 72，保温15min，再加热至 90，并维持 30min，以达到所需的液化程度（DE 值：1518%） 。碘反应呈棕红色：最好在液化后，再升温至 120，保持 58 min，以凝聚蛋白质，改进过滤。4、糖化糖化理论：糖化的理论收率：因为在糖
4、化过程中，水参与反应，故糖化的理论收率为 111.1%。（C 6H10O5）n+nH 2O=nC6H12O6淀粉 水 葡萄糖162 18 180糖化实际收率： 实际收率= (C)(W) %10(V)淀 粉 含 量投 入 淀 粉 量糖 液 葡 萄 糖 浓 度糖 液 体 积 淀粉转化率：指 100 份淀粉中有多少份淀粉被转化为葡萄糖。淀粉转化率的计算：转化率=DE 值：用 DE 值表示淀粉水解的程度或糖化程度。糖化液中还原性糖以葡萄糖计，占干物质的百分比称为 DE 值。DE 值计算：DE=还原糖用裴林氏法等法测定，浓度表示：葡萄糖 g/100ml 糖液；干物质用阿贝折光仪测定，浓度表示：干物质 g
5、/100ml 糖液。糖液体积(V)糖液葡萄糖浓度%(C) 100%投入淀粉量(W)淀粉含量(C)1.11还原糖浓度(C 2)100%干物质浓度(W 1)糖液比重 d)影响 DE 值的因素：糖化时间：最初糖化时，糖化速度快，DE 值显著上升；但 24h 后，当 DE 值达到 90%以上时，糖化速度显著放慢。液化 DE 值与糖化 DE 值的关系：液化程度应控制适当，太低或太高均不利。原因是液化程度低，则粘度大，难操作；同时，由于液化程度低，底物分子少，水解机会少，影响糖化速度；液化程度低，易发生老化；但液化超过一定程度，则不利于糖化酶与酶与糊精生成络合结构，影响催化效率，造成糖化液的最终 DE 值
6、低。故应在碘试本色的前提下，液化 DE 值越低，则糖化液的最高DE 值越高。一般液化 DE 值应控制在 1218%。酶制剂用量与糖液 DE 值的关系：糖化时间与糖化酶用量关系表：糖化时间（h） 6 8 10 16 24 32 48 72糖化酶用量（u/g 淀粉） 480 400 320 240 180 150 120 100为加快糖化速度，可以提高酶用量，缩短糖化时间。但酶用量太高，反而使复合反应严重，最终导致葡萄糖值降低，在实际生产中，应充分利用糖化罐的容量，尽量延长糖化时间，减少糖化酶用量。糖化酶参考用量：液化 DE 值 17%，淀粉乳 33%，60，pH4.5，酶制剂（NoVo-150）
7、用量：0.75-1ml/kg 绝干淀粉，或 150 u/g 绝干淀粉。糖化时间 36 h。糖化工艺流程：液化结束后，迅速将料液用酸将 pH 调至 4.2-4.5，同时迅速降温至 60，加入糖化酶，60保温数小时后，当用无水酒精检验无糊精存在时，将料液 pH 调至 4.85.0，同时，将料液加热至 80，保温 20min，然后将料液温度降至，开始过滤。5 过滤在发酵罐内将料液冷却至 6070；洗净板框过滤机，装好滤布；接好板框滤机的管道；泵料过滤；热水洗涤（6070） ；空气吹干；过滤结束后，洗净过滤机及有关设备。量取糖液体积；取样分析还原糖浓度。6、组织形式：每班分为四组，每 7-8 个学生。
8、四个罐分别由四组操作，加酶量可互不相同，或分为两种，每两组选定一种酶的浓度，以便做出不同加酶量条件下还原糖动力曲线。四、实验分析项目和方法分析试剂：测定液化反应终点（碘反应） ；总糖（裴林法） ；还原糖（水杨酸比色法）的测定方法；原料淀粉含量的测定，原料含水量的测定（烘干称重法） ；糖液透光率（分光光度计法） ；糖化终点测定（无水乙醇检验） ；糊化液和糖化液 DE 值；用分光分度计对料液透光度的测定方法。五、数据处理在详细记录实验数据的基础上完成实验报告。计算转化率：各组配合实验，不同加酶量条件下还原糖浓度动力学曲线。六、实验结果和讨论糖化酶用量及糖化时间对糖化效果的影响；液化和糖化温度及 pH 对实验效果的影响；活性碳用量及 pH 对脱色效果的影响。
