蘇循花 王輝

摘 要：近年來，在健康生活理念的倡導(dǎo)下，人們?cè)絹碓疥P(guān)注身體健康，不僅通過鍛煉來提高自身的免疫力，還通過攝入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來改善身體機(jī)能。玉米淀粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，長(zhǎng)期攝入能夠提升人體免疫能力。在糖類加工行業(yè)，利用玉米淀粉制作玉面淀粉糖時(shí)，受到工藝的限制，其生產(chǎn)與加工難以取得巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)價(jià)值。基于此，本文分析了玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝的改進(jìn)策略，以進(jìn)一步帶動(dòng)糖類加工工藝的進(jìn)步，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：玉米淀粉糖;生產(chǎn)工藝;改進(jìn)

Abstract：In recent years， under the promotion of the concept of healthy life， people pay more and more attention to their own health， not only rely on their own physical exercise to improve their immunity， but also rely on the intake of nutrients to improve their body function. The nutritional value of corn starch is very high， and long-term intake can improve the immune function of human body. In the sugar processing industry， when corn starch is used to make jade surface starch sugar， it is restricted by the technology， which makes the production and processing of corn starch difficult to obtain huge economic and social value. Based on this， this paper analyzes the improvement strategy of corn starch sugar production technology， which can further promote the progress of sugar processing technology， promote the development of the industry.

Key words：Corn starch sugar; Production technology; Improve

中圖分類號(hào)：TS245.4

近年來，隨著對(duì)玉米淀粉的深入研究，人們逐步發(fā)現(xiàn)了玉米淀粉極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，以及其在改善人體免疫力、提高身體機(jī)能方面的重要作用，這也對(duì)玉米淀粉糖生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、生產(chǎn)工藝的改進(jìn)提出了一定的要求。很多糖類加工企業(yè)的玉米淀粉糖生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)與加工工藝相對(duì)落后，這就要求企業(yè)在未來的發(fā)展過程中，利用先進(jìn)的生產(chǎn)與加工工藝，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出更符合市場(chǎng)需求的玉米淀粉產(chǎn)品。

1 玉米淀粉糖的生產(chǎn)工藝的基本概述

從我國(guó)玉米淀粉糖的生產(chǎn)與制造工藝來看，其加工工藝最早誕生于20世紀(jì)80年代，在當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)條件下，所采用的設(shè)備還是美國(guó)的蒸汽設(shè)備，生產(chǎn)工藝為雙酶法，開創(chuàng)了我國(guó)玉米淀粉糖生產(chǎn)的先河。

在20世紀(jì)90年代，隨著工藝的發(fā)展，逐步形成了一套相對(duì)完善、健全的玉米淀粉糖生產(chǎn)體系，相關(guān)學(xué)者與科研人員進(jìn)行了設(shè)備與操作流程的改進(jìn)，經(jīng)由技術(shù)的改良，加酶次數(shù)調(diào)整為2次。在噴射液化之前進(jìn)行一次加酶操作，在液化處理結(jié)束以后增加溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的液化。在此過程中，需遵循上下排的原則，為保障良好的管道液化效果，必須要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與要求，來對(duì)管道進(jìn)行必要的調(diào)整，使得不同部分的液化程序能夠順利進(jìn)行，為玉米淀粉制糖生產(chǎn)工藝的發(fā)展提供良好的前提條件。當(dāng)上述操作符合相應(yīng)的工作規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)入第二次加酶環(huán)節(jié)，在加酶過程中，需將溫度控制在95～97 ℃，以保障液化效果，提升制糖效益[1]。通過對(duì)傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)，制糖工藝大大提升，且整體的資金投入量較小，生產(chǎn)空間相對(duì)有限，技術(shù)流程簡(jiǎn)單。當(dāng)前，隨著玉米淀粉糖需求的增加，再加上工藝的改進(jìn)，糖類加工廠更是要加強(qiáng)在玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝方面的創(chuàng)新。

2 玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝

2.1 酸法制取葡萄糖

酸法制取葡萄糖主要的技術(shù)原理是淀粉的水解，在特定濃度的鹽酸下催化淀粉的水解，在水解作用下，一部分淀粉顆粒的結(jié)晶體結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，水解成為單個(gè)的葡萄糖分子;另一部分葡萄糖受到熱、催化劑的影響，發(fā)生一定的化學(xué)、物理變化，形成其他的糖類，比如麥芽糖等。酸法制糖中制取的是淀粉糖漿，其成分極為復(fù)雜，以葡萄糖含量作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)其含量在20%以下時(shí)，淀粉糖漿屬于低轉(zhuǎn)化糖漿，而含量在40%左右時(shí)，為中轉(zhuǎn)化糖漿，一旦葡萄糖含量達(dá)到了60%，就為高轉(zhuǎn)化糖漿[2]。通常情況下，利用酸法制糖時(shí)，酸化糖的pH值往往在1.3～1.5。要使淀粉糖漿的轉(zhuǎn)化率提高，在制取過程中需減小糖化的pH值，使用的鹽酸量就越大，中和劑純堿的用量也較高，使制取成本大大增加，后續(xù)的處理工作繁多。

2.2 酸酶法制取麥芽糖

利用酸酶法制取麥芽糖，需首先利用酸法來進(jìn)行淀粉的水解，使淀粉水解為葡萄糖，隨后，利用糖化酶來進(jìn)行進(jìn)一步水解，最終形成一定純度的麥芽糖溶液，最終經(jīng)過精制處理形成液態(tài)或者粉末狀的麥芽糖。從麥芽糖的構(gòu)成來看，其是由兩個(gè)碳環(huán)連接形成的，具有較強(qiáng)的還原性。傳統(tǒng)的麥芽糖生產(chǎn)中，主要是在煮熟的大米中添加一定的搗碎麥芽汁，經(jīng)過糖化發(fā)酵以后，將制成的糖液淋出，經(jīng)由一段時(shí)間的熬制以后，即可形成含量在40%左右的麥芽糖液體。這種傳統(tǒng)工藝下，存在大量的人力消耗，且麥芽糖的制取率較低，出現(xiàn)酸酶法以后，傳統(tǒng)工藝逐步被淘汰。

酶法生產(chǎn)中，需先利用淀粉酶對(duì)淀粉實(shí)施液化處理，隨后將液化后的淀粉用植物β-淀粉酶進(jìn)行糖化，形成麥芽糖溶液，經(jīng)由脫色精制與結(jié)晶處理以后，就形成了麥芽糖，屬于高麥芽糖漿。普通的麥芽糖生產(chǎn)中，由于缺乏脫色與精制處理，麥芽中的特殊香氣被保留下來，可以應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域。但是，這種生產(chǎn)過程并沒有對(duì)麥芽進(jìn)行特殊凈化，導(dǎo)致麥芽?jī)?nèi)的雜質(zhì)含量很高，抗熱性能極差，當(dāng)處于高溫環(huán)境狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的焦糖化反應(yīng)，產(chǎn)品顏色發(fā)生改變[3]。要獲得高純度麥芽糖漿，可以在β-淀粉酶糖化環(huán)節(jié)使用脫支酶，使得糖液中的支鏈淀粉能夠得到快速的水解，進(jìn)而加速直接鏈淀粉的形成。

2.3 雙酶法生產(chǎn)全糖

淀粉經(jīng)液化處理以后再進(jìn)行糖化處理，不經(jīng)過結(jié)晶與分離處理，直接對(duì)其實(shí)施凈化、濃縮與烘干處理所形成的產(chǎn)品就是全糖，如果生產(chǎn)工藝中包含烘干過程，其最終產(chǎn)物就是全糖粉，如果不包含烘干工序，其產(chǎn)物就是全糖漿。傳統(tǒng)的工藝條件技術(shù)水平有限，酸法生產(chǎn)的全糖的濃度相對(duì)較低，且雜質(zhì)含量偏高，一般只能用于工業(yè)原料的發(fā)酵處理。隨著技術(shù)的進(jìn)步，雙酶法逐步得到了有效應(yīng)用，利用這種工藝所制取的全糖漿的DX值甚至可以高達(dá)97%，不需要經(jīng)由結(jié)晶與提純處理就可以滿足食品加工使用需求，且利用這種工藝生產(chǎn)的全糖漿的甜度相對(duì)較小，與其他糖度較高的糖類相結(jié)合，可以在食品加工領(lǐng)域得到有效應(yīng)用[4]。在利用雙酶法制取全糖的過程中，需利用淀粉酶乳化淀粉乳，隨后利用糖化酶將其糖化形成葡萄糖溶液，經(jīng)由脫色等凈化處理后，經(jīng)由結(jié)晶、切削與烘干，即可形成全糖。凈化以后的糖液也可以直接在噴霧蒸汽設(shè)備中烘干，以形成全糖粉。

結(jié)晶固化是雙酶法全糖制取的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)葡萄糖溶液的純度要求較高，如果其純度較低，溶液內(nèi)可能會(huì)含有大量的雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)的存在會(huì)影響葡萄糖在水溶液中的溶解度，使溶解度大大提高，在后續(xù)的降溫處理環(huán)節(jié)，難以達(dá)到相應(yīng)的飽和要求，即使達(dá)到了飽和狀態(tài)，結(jié)晶也很難析出，要保障結(jié)晶固化處理的良好效果，必須要保障葡萄糖溶液DX值在60%以上。

3 生產(chǎn)工藝的改進(jìn)

3.1 工藝指標(biāo)的重新編定

玉米淀粉糖的生產(chǎn)加工過程包含諸多生產(chǎn)流程，為保障生產(chǎn)效果，需要相關(guān)人員對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)控制。在一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，常常會(huì)由于操作人員的操作不規(guī)范導(dǎo)致生產(chǎn)實(shí)際與預(yù)期存在較大偏差，針對(duì)這種情況，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，專業(yè)人員就需要對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，準(zhǔn)確記錄各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)與操作流程，對(duì)偏差較大的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保持生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

3.2 液化自控系統(tǒng)的建立

玉米淀粉糖的生產(chǎn)工藝中，液化是最為重要的環(huán)節(jié)，在液化時(shí)，加酶、加酸量都會(huì)影響其效果，因此，為保障加酶加酸量的準(zhǔn)確性，可以結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)內(nèi)添加液化自控系統(tǒng)，尤其是要添加自動(dòng)加酶加酸智能化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)加工過程的精準(zhǔn)控制[5]。在流量計(jì)上安裝智能芯片，能夠在生產(chǎn)過程中根據(jù)所收集到的物料流速信息，對(duì)添加量進(jìn)行更為精準(zhǔn)的控制，這種自動(dòng)化控制能夠?qū)⒄`差控制在合理范圍內(nèi)，使輸送流量的計(jì)量更為精確。

3.3 承壓時(shí)間控制

液化是對(duì)淀粉分子的碳鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分，利用淀粉酶在高溫狀態(tài)下將其切割成十幾個(gè)碳環(huán)，經(jīng)此環(huán)節(jié)，能夠使糖化酶形成絡(luò)合物的工序更為簡(jiǎn)單。細(xì)而高的層流罐使液化后的物料更具均勻性，避免液化物料不均勻所引發(fā)的各種問題。承壓罐可保持物料在進(jìn)入層流罐之前所承受的壓力的均勻性與穩(wěn)定性，在進(jìn)入層流罐以后，物料的流速保持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，已達(dá)到預(yù)期的混合效果。在生產(chǎn)過程中，對(duì)承壓時(shí)間的控制極為重要，需結(jié)合承壓罐容積、流量與物料滯留時(shí)間等來確定最佳的承壓時(shí)間，在一些生產(chǎn)系統(tǒng)中還可以通過增加一個(gè)承壓罐，來延長(zhǎng)承壓罐內(nèi)糖液的停留時(shí)間，也可以通過降低流速實(shí)現(xiàn)對(duì)承壓時(shí)間的控制[6]。

3.4 二次加酶工藝

二次加酶主要是在噴射與閃蒸降溫處理結(jié)束以后進(jìn)行，主要是利用計(jì)量泵在層流之前添加一定的淀粉酶來實(shí)現(xiàn)工藝的改進(jìn)。這種二次加酶處理有效避免了酶制劑在噴射高溫狀態(tài)下活性的降低，經(jīng)由閃蒸處理的淀粉分子在充分膨脹以后，能夠充分發(fā)揮淀粉酶的作用，使淀粉乳液化效果更為理想，實(shí)現(xiàn)對(duì)淀粉酶用量的科學(xué)控制。

3.5 糖化罐上安裝相關(guān)調(diào)節(jié)和報(bào)警裝置

玉米淀粉糖的生產(chǎn)過程中，如果糖化罐體積非常大，將存在物料pH值調(diào)節(jié)困難、加酶難以保持均勻性問題，存在糖化不均勻現(xiàn)象。比如，局部糖化不徹底、過度糖化現(xiàn)象。為了改善這一情況，可以在生產(chǎn)系統(tǒng)中增加計(jì)量泵，在糖化之前添加一定量的鹽酸調(diào)節(jié)物料pH，并全面監(jiān)測(cè)整個(gè)生產(chǎn)加工過程。在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置酸度偏差報(bào)警裝置，pH值超過了相應(yīng)限值時(shí)，該報(bào)警裝置會(huì)立即發(fā)出警報(bào)。此外，為保障糖化效果，還需要對(duì)物料溫度加以控制，比如，可以在罐體添加保溫系統(tǒng)或者溫度調(diào)控裝置。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來，玉米淀粉糖在食品加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于此種糖類物質(zhì)功能特殊，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，在未來的發(fā)展過程中要加強(qiáng)工藝改進(jìn)，保障生產(chǎn)加工效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙晶毅.玉米淀粉糖生產(chǎn)新工藝的研究[J].商品與質(zhì)量，2015（21）：7.

[2]劉星宇.玉米淀粉制糖生產(chǎn)工藝與設(shè)備改進(jìn)分析[J].科學(xué)與財(cái)富，2015，7（12）：608.

[3]田 梅.試析玉米淀粉制糖生產(chǎn)工藝與設(shè)備改進(jìn)[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2017，9（9）：87.

[4]劉安妮，丁子元，曹 雪，等.復(fù)合酶系高濃度玉米淀粉乳液化工藝的研究[J].當(dāng)代化工，2019，48（5）：1036-1038，1064.

[5]王 博.玉米淀粉糖生產(chǎn)工藝改進(jìn)研究[J].黑龍江科技信息，2016（23）：106.

[6]王立丹，朱曉敏，洪昌業(yè)，等.玉米淀粉糖的特性測(cè)定及其在饅頭中的應(yīng)用[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2018，33（9）：50-55.

作者簡(jiǎn)介：蘇循花（1987—），女，本科，質(zhì)量工程師;研究方向?yàn)橘|(zhì)量檢驗(yàn)。