阅读说明：本技术 一种玉米淀粉糖浆的生产工艺 (Production process of corn starch syrup ) 是由 冯炳洪 伍伯良 李惠安 连泽彪 王斌 *** 罗江华 陈怡君 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种玉米淀粉糖浆的生产工艺,涉及糖浆生产的技术领域,其包括调浆、液化、层流维持、糖化、初步过滤、有机膜过滤以及浓缩成品步骤制备出玉米淀粉糖浆。本发明通过在调浆步骤利用生产余热将温度升高至60～65℃,到达玉米淀粉的临界耐热温度,在此温度下,玉米淀粉不会糊化,由60～65℃升高至液化阶段所需的103～115℃,中间的温度差小,所需要的升温时间短,这一过程复合分解反应少,副产物少,液化效果好。(The invention relates to a production process of corn starch syrup, which relates to the technical field of syrup production and comprises the steps of size mixing, liquefaction, laminar flow maintenance, saccharification, primary filtration, organic membrane filtration and finished product concentration to prepare the corn starch syrup. According to the invention, the temperature is raised to 60-65 ℃ by using production waste heat in the size mixing step, the temperature reaches the critical heat-resistant temperature of the corn starch, the corn starch cannot be gelatinized at the temperature, the temperature is raised from 60-65 ℃ to 103-115 ℃ required in the liquefaction stage, the temperature difference between the two temperatures is small, the required temperature rise time is short, the composite decomposition reaction in the process is less, the byproducts are less, and the liquefaction effect is good.)

一种玉米淀粉糖浆的生产工艺

技术领域

本发明涉及糖浆生产的技术领域，尤其是涉及一种玉米淀粉糖浆的生产工艺。

背景技术

目前，我国的食糖处于供不应求的局面，甜菜糖、甘蔗糖已远远满足不了人们的需求。玉米是我国的主要农作物之一，产量高、易于储运，玉米的淀粉含量高达73.2％，特别适合作为制糖原料。随着科学技术的发展，玉米酶法制糖技术已在制糖工业得到广泛的应用，玉米淀粉糖浆的生产不仅可以缓解我国食糖的紧张局面，同时还是一条玉米深加工的良好途径。

授权公告号为CN101353681B的中国专利公开一种脱皮脱坯玉米粉多酶法制取发酵用含氮淀粉糖浆的方法，包括以下步骤：(1)脱脂；(2)调浆；(3)液化；(4)糖化；(5)蛋白转化；(6)加入助滤剂、活性炭进行过滤、浓缩，最后得到含有丰富的水解蛋白和α-氨基氮等微生物发酵所需要的营养元素，加上适宜且丰富的碳源，能够简化发酵应用的工艺流程。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：液化是利用液化酶糊化淀粉水解成糊精以及低聚糖等，使淀粉粘度降低，流动性增大的工艺。而玉米淀粉作为一种经济的增稠剂，受热时粘度增高，在高压和加热单独作用下颗粒稳定性较差，均可使淀粉糊化，出现偏光十字消失现象，淀粉分子受到破坏，导致粘度降低，液化不充分，使得复合分解反应多、副产物增多，影响玉米淀粉糖浆的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米淀粉糖浆的生产工艺,利用生产余热结合双流换热预处理方式，对玉米淀粉颗粒进行临界解体，并立即导入专一的酶制剂进行催化降粘，达到复合分解反应少，副产物少的效果，提高了玉米淀粉糖浆的质量。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种玉米淀粉糖浆的生产工艺,具体包括如下步骤：

步骤1、调浆：玉米淀粉和水按照质量比为1：1～1.5加入到调浆罐中，充分搅拌，搅拌均匀后调节混合浆液的pH在5.4～6.1，加入液化酶搅拌均匀，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.005～0.015％，升高体系温度至65℃，得到玉米淀粉乳，然后将玉米淀粉乳输送至喷射缓冲罐内备用；

步骤2、液化：将玉米淀粉乳经蒸汽液化喷射器喷射至闪蒸罐进行闪蒸，喷射温度控制在103～115℃，喷射时间为5～10min，通过真空冷却系统使闪蒸罐温度控制在95～100℃，闪蒸时间在5～10min，闪蒸结束，将玉米淀粉乳输送到缓冲罐；

步骤3、层流维持：向缓冲罐中再次加入液化酶，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.01～0.02％，调节pH在5.4～6.1，然后将玉米淀粉乳输送至层流柱中进行保温液化，保温温度在90～95℃，保温30～90min；

步骤4、糖化：经过步骤3保温液化的淀粉乳输送至糖化罐中，加入糖化酶进行糖化处理，糖化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.02～0.03％，糖化温度控制在60～65℃，糖化时间为40～60h；

步骤5、初步过滤：糖化罐温度保持在糖化步骤的温度，静置后，轻渣浮到糖浆上层，重渣沉淀至糖浆下层，从糖化罐中导出糖浆；

步骤6、有机膜过滤：糖浆通过有机膜进行再过滤；

步骤7、浓缩成品：经过步骤6有机膜过滤后的糖浆输送至蒸发器中进行浓缩，然后再输送至储存罐中储存备用。

通过采用上述技术方案，玉米经水浸泡，胚芽充分溶胀，浸泡过的玉米经过破碎，可以将胚芽较完整的分离出来，然后筛出玉米皮，得到玉米淀粉，该工艺采用的是物理加工的过程，能够获得纯度较高的玉米淀粉。玉米淀粉和水混合成玉米淀粉乳，玉米淀粉在水中溶胀、***形成均匀糊状，便于和液化酶充分接触，有利于玉米淀粉反应完全。调浆步骤温度升高至60～65℃，到达玉米淀粉的临界耐热温度，在此温度下，玉米淀粉不会糊化，由60～65℃升高至液化阶段所需的103～115℃，中间的温度差小，所需要的升温时间短，这一过程复合分解反应少，副产物少，液化效果好，层流柱保温液化，进一步提高玉米淀粉的液化效果，步骤3和步骤5分别添加一次液化酶，能够提高液化酶和玉米淀粉的接触时间，使得玉米淀粉充分液化。液化后的淀粉乳再经过糖化、过滤、浓缩制备成玉米淀粉糖浆，该工艺一方面通过添加两次液化酶，提高玉米淀粉的液化效果，另一方面减少液化的升温时间，减少复合反应发生的时间，降低副产物，进一步提高液化效果。

本发明的进一步设置为：所述步骤1和步骤3中使用的液化酶为α-高温淀粉酶。

通过采用上述技术方案，α-高温淀粉酶属于内切淀粉酶，能随机水解淀粉、可溶性糊精以及低聚糖中的α-1，4葡萄糖苷键，α-高温淀粉酶作用后，能够破坏淀粉颗粒物理结构的水合作用，使糊化淀粉的粘度迅速降低，变成液化淀粉，水解生成糊精及少量葡萄糖和麦芽糖。

本发明的进一步设置为：所述步骤4中使用的糖化酶至少包括β-淀粉酶、普鲁兰酶中的一种。

通过采用上述技术方案，β-淀粉酶是一种外切型淀粉酶，它作用于淀粉时从非还原性末端依次切开相隔的α-1，4葡萄糖苷键，水解产物为麦芽糖和葡萄糖。普鲁兰酶的作用是切开支链淀粉和糖原等分支点的α-1，6糖苷键，形成直链，能够提高糖化效果和缩短糖化时间。

本发明的进一步设置为：所述β-淀粉酶和所述普鲁兰酶的质量比为1：1.2。

通过采用上述技术方案，β-淀粉酶和普鲁兰酶的质量比为1：1～2时，糖化阶段的糖化效果最好。

本发明的进一步设置为：所述步骤2闪蒸罐中的热量循环至所述步骤1的调浆罐中。

通过采用上述技术方案，闪蒸罐中的热量循环至调浆罐中，能够使热量得到循环利用，降低蒸汽使用量，从而降低能耗。

本发明的进一步设置为：所述步骤6中有机膜的孔径为0.22um。

通过采用上述技术方案，有机膜的孔径选择0.22um，能够过滤玉米淀粉糖浆中的微小杂质，提高玉米淀粉糖浆的纯度。

本发明的进一步设置为：一种玉米淀粉糖浆的生产工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、调浆：玉米淀粉和水按照质量比为1：1.4的质量比加入到调浆罐中，充分搅拌，搅拌均匀后调节混合浆液的pH在5.7，加入液化酶搅拌均匀，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.012％，升高体系温度至62℃，得到玉米淀粉乳，然后将玉米淀粉乳输送至喷射缓冲罐内备用；

步骤2、液化：将玉米淀粉乳经蒸汽液化喷射器喷射至闪蒸罐进行闪蒸，喷射温度控制在110℃，喷射时间为8min，通过真空冷却系统使闪蒸罐温度控制在95℃，闪蒸时间在10min，闪蒸结束，将玉米淀粉乳输送到缓冲罐；

步骤3、层流维持：向缓冲罐中再次加入液化酶，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.015％，调节pH在5.5，然后将玉米淀粉乳输送至层流柱中进行保温液化，保温温度在95℃，保温60min；

步骤4、糖化：经过步骤3保温液化的淀粉液输送至糖化罐中，加入糖化酶进行糖化处理，糖化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.02％，糖化温度控制在62℃，糖化时间为60h；

步骤5、初步过滤：糖化罐温度控制在62℃，静置后，轻渣浮到糖浆上层，重渣沉淀至糖浆下层，从糖化罐中导出糖浆；

步骤6、有机膜过滤：糖浆通过有机膜进行再过滤；

步骤7、浓缩成品：经过步骤6有机膜过滤后的糖浆输送至蒸发器中进行浓缩，然后再输送至储存罐中储存备用。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.调浆步骤温度升高至60～65℃，到达玉米淀粉的临界耐热温度，在此温度下，玉米淀粉不会糊化，由60～65℃升高至液化阶段所需的103～115℃，中间的温度差小，所需要的升温时间短，这一过程复合分解反应少，副产物少，液化效果好，层流柱保温液化，进一步提高玉米淀粉的液化效果，步骤3和步骤5分别添加一次液化酶，能够提高液化酶和玉米淀粉的接触时间，使得玉米淀粉充分液化。液化后的淀粉乳再经过糖化、过滤、浓缩制备成玉米淀粉糖浆，该工艺一方面通过添加两次液化酶，提高玉米淀粉的液化效果，另一方面减少液化的升温时间，减少复合反应发生的时间，降低副产物，进一步提高液化效果；

2.β-淀粉酶是一种外切型淀粉酶，它作用于淀粉时从非还原性末端依次切开相隔的α-1，4葡萄糖苷键，水解产物为麦芽糖和葡萄糖。普鲁兰酶的作用是切开支链淀粉和糖原等分支点的α-1，6糖苷键，形成直链，能够提高糖化效果和缩短糖化时间；

3.闪蒸罐中的热量循环至调浆罐中，能够使热量得到循环利用，降低蒸汽使用量，从而降低能耗。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种玉米淀粉糖浆的生产工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、调浆：粉碎过筛后的玉米淀粉颗粒和水按照质量比为1：1的质量比加入到调浆罐中，充分搅拌，搅拌均匀后调节混合浆液的pH在5.4，加入液化酶搅拌均匀，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.005％，液化酶为α-高温淀粉酶，升高体系温度至60℃，得到玉米淀粉乳，然后将玉米淀粉乳输送至喷射缓冲罐内备用；

步骤2、液化：将玉米淀粉乳经蒸汽液化喷射器喷射至闪蒸罐进行闪蒸，喷射温度控制在103℃，喷射时间为10min，通过真空冷却系统使闪蒸罐温度控制在95℃，闪蒸时间在10min，闪蒸结束，将玉米淀粉乳输送到缓冲罐，闪蒸罐内温度循环至调浆罐；

步骤3、层流维持：向缓冲罐中再次加入液化酶，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.02％，调节pH在6.1，然后将玉米淀粉乳输送至层流柱中进行保温液化，保温温度在90℃，保温60min；

步骤4、糖化：经过步骤3保温液化的淀粉液输送至糖化罐中，加入糖化酶进行糖化处理，糖化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.02％，糖化酶为β-淀粉酶，糖化温度控制在60℃，糖化时间为60h；

步骤5、初步过滤：糖化罐温度控制在60℃，静置后，轻渣浮到糖浆上层，重渣沉淀至糖浆下层，从糖化罐中导出糖浆；

步骤6、有机膜过滤：糖浆通过有机膜进行再过滤，有机膜的孔径为0.22um；

步骤7、浓缩成品：经过步骤6有机膜过滤后的糖浆输送至蒸发器中进行浓缩，然后再输送至储存罐中储存备用。

实施例2

一种玉米淀粉糖浆的生产工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、调浆：粉碎过筛后的玉米淀粉颗粒和水按照质量比为1：1.2的质量比加入到调浆罐中，充分搅拌，搅拌均匀后调节混合浆液的pH在5.8，加入液化酶搅拌均匀，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.01％，液化酶为α-高温淀粉酶，升高体系温度至65℃，得到玉米淀粉乳，然后将玉米淀粉乳输送至喷射缓冲罐内备用；

步骤2、液化：将玉米淀粉乳经蒸汽液化喷射器喷射至闪蒸罐进行闪蒸，喷射温度控制在110℃，喷射时间为7min，通过真空冷却系统使闪蒸罐温度控制在100℃，闪蒸时间在5min，闪蒸结束，将玉米淀粉乳输送到缓冲罐，闪蒸罐内温度循环至调浆罐；

步骤3、层流维持：向缓冲罐中再次加入液化酶，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.015％，调节pH在5.4，然后将玉米淀粉乳输送至层流柱中进行保温液化，保温温度在95℃，保温30min；

步骤4、糖化：经过步骤3保温液化的淀粉液输送至糖化罐中，加入糖化酶进行糖化处理，糖化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.03％，糖化酶为β-淀粉酶，糖化温度控制在60℃，糖化时间为40h；

步骤5、初步过滤：糖化罐温度控制在60℃，静置后，轻渣浮到糖浆上层，重渣沉淀至糖浆下层，从糖化罐中导出糖浆；

步骤6、有机膜过滤：糖浆通过有机膜进行再过滤，有机膜的孔径为0.22um；

步骤7、浓缩成品：经过步骤6有机膜过滤后的糖浆输送至蒸发器中进行浓缩，然后再输送至储存罐中储存备用。

实施例3

一种玉米淀粉糖浆的生产工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、调浆：粉碎过筛后的玉米淀粉颗粒和水按照质量比为1：1.5的质量比加入到调浆罐中，充分搅拌，搅拌均匀后调节混合浆液的pH在6.1，加入液化酶搅拌均匀，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.015％，液化酶为α-高温淀粉酶，升高体系温度至65℃，得到玉米淀粉乳，然后将玉米淀粉乳输送至喷射缓冲罐内备用；

步骤2、液化：将玉米淀粉乳经蒸汽液化喷射器喷射至闪蒸罐进行闪蒸，喷射温度控制在115℃，喷射时间为5min，通过真空冷却系统使闪蒸罐温度控制在98℃，闪蒸时间在7min，闪蒸结束，将玉米淀粉乳输送到缓冲罐，闪蒸罐内温度循环至调浆罐；

步骤3、层流维持：向缓冲罐中再次加入液化酶，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.01％，调节pH在5.8，然后将玉米淀粉乳输送至层流柱中进行保温液化，保温温度在93℃，保温45min；

步骤4、糖化：经过步骤3保温液化的淀粉液输送至糖化罐中，加入糖化酶进行糖化处理，糖化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.03％，糖化酶为0.02％的β-淀粉酶和0.01％的普鲁兰酶，糖化温度控制在62℃，糖化时间为60h；

步骤5、初步过滤：糖化罐温度控制在62℃，静置后，轻渣浮到糖浆上层，重渣沉淀至糖浆下层，从糖化罐中导出糖浆；

步骤6、有机膜过滤：糖浆通过有机膜进行再过滤，有机膜的孔径为0.22um；

步骤7、浓缩成品：经过步骤6有机膜过滤后的糖浆输送至蒸发器中进行浓缩，然后再输送至储存罐中储存备用。

实施例4

一种玉米淀粉糖浆的生产工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、调浆：粉碎过筛后的玉米淀粉颗粒和水按照质量比为1：1.3的质量比加入到调浆罐中，充分搅拌，搅拌均匀后调节混合浆液的pH在5.9，加入液化酶搅拌均匀，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.008％，液化酶为α-高温淀粉酶，升高体系温度至62℃，得到玉米淀粉乳，然后将玉米淀粉乳输送至喷射缓冲罐内备用；

步骤2、液化：将玉米淀粉乳经蒸汽液化喷射器喷射至闪蒸罐进行闪蒸，喷射温度控制在108℃，喷射时间为9min，通过真空冷却系统使闪蒸罐温度控制在100℃，闪蒸时间在8min，闪蒸结束，将玉米淀粉乳输送到缓冲罐，闪蒸罐内温度循环至调浆罐；

步骤3、层流维持：向缓冲罐中再次加入液化酶，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.018％，调节pH在5.6，然后将玉米淀粉乳输送至层流柱中进行保温液化，保温温度在90℃，保温75min；

步骤4、糖化：经过步骤3保温液化的淀粉液输送至糖化罐中，加入糖化酶进行糖化处理，糖化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.03％，糖化酶为0.01％的β-淀粉酶和0.02％的普鲁兰酶，糖化温度控制在60℃，糖化时间为60h；

步骤5、初步过滤：糖化罐温度控制在60℃，静置后，轻渣浮到糖浆上层，重渣沉淀至糖浆下层，从糖化罐中导出糖浆；

步骤6、有机膜过滤：糖浆通过有机膜进行再过滤，有机膜的孔径为0.22um；

步骤7、浓缩成品：经过步骤6有机膜过滤后的糖浆输送至蒸发器中进行浓缩，然后再输送至储存罐中储存备用。

实施例5

一种玉米淀粉糖浆的生产工艺，具体包括如下步骤：

步骤1、调浆：粉碎过筛后的玉米淀粉颗粒和水按照质量比为1：1.4的质量比加入到调浆罐中，充分搅拌，搅拌均匀后调节混合浆液的pH在5.7，加入液化酶搅拌均匀，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.012％，液化酶为α-高温淀粉酶，升高体系温度至60℃，得到玉米淀粉乳，然后将玉米淀粉乳输送至喷射缓冲罐内备用；

步骤2、液化：将玉米淀粉乳经蒸汽液化喷射器喷射至闪蒸罐进行闪蒸，喷射温度控制在110℃，喷射时间为8min，通过真空冷却系统使闪蒸罐温度控制在95℃，闪蒸时间在10min，闪蒸结束，将玉米淀粉乳输送到缓冲罐，闪蒸罐内温度循环至调浆罐；

步骤3、层流维持：向缓冲罐中再次加入液化酶，液化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.015％，调节pH在5.5，然后将玉米淀粉乳输送至层流柱中进行保温液化，保温温度在95℃，保温60min；

步骤4、糖化：经过步骤3保温液化的淀粉液输送至糖化罐中，加入糖化酶进行糖化处理，糖化酶的加入量为玉米淀粉质量的0.03％，糖化酶为0.015％的β-淀粉酶和0.015％的普鲁兰酶，糖化温度控制在60℃，糖化时间为50h；

步骤5、初步过滤：糖化罐温度控制在65℃，静置后，轻渣浮到糖浆上层，重渣沉淀至糖浆下层，从糖化罐中导出糖浆；

步骤6、有机膜过滤：糖浆通过有机膜进行再过滤，有机膜的孔径为0.22um；

步骤7、浓缩成品：经过步骤6有机膜过滤后的糖浆输送至蒸发器中进行浓缩，然后再输送至储存罐中储存备用。

对比例1

一种玉米淀粉糖浆的生产工艺，与实施例5的区别在于步骤3中不升高体系温度，其它同实施例5。

对比例2

一种玉米淀粉糖浆的生产工艺，与实施例5的区别在于步骤3中先升高体系温度至65℃，再加入液化酶。

实施例1～实施例5，对比例1～对比例2制备的玉米淀粉糖浆进行如下性能测试：糖收率＝(糖浆体积×比重×葡萄糖浓度)/(玉米淀粉质量×淀粉含量)×100％；

麦芽糊精的测定：参照GB/T2320-1997《麦芽糊精》测定。

表1性能测试结果

	糖收率(％)	麦芽糊精(％)
			实施例1	85.6	9.3
实施例2	86.1	8.8
			实施例3	86.4	8.2
实施例4	87.5	7.6
			实施例5	90.7	6.2
对比例1	52.8	21.5
			对比例2	31.3	33.4

根据性能测试结果，实施例1～实施例2制备的玉米淀粉糖浆与实施例3～实施例5制备的玉米淀粉糖浆相比，糖收率高，说明糖化阶段β-淀粉酶和普鲁兰酶的复配作用，使得糖化效果更好。实施例5与对比例1比较，说明调浆阶段升温，有利于液化反应进行，使得液化效果好，对比例1没有升温，液化升温时间长，复合反应时间长，副产物麦芽糊精的含量高。实施例5与对比例2比较，在加入液化酶之前升温，玉米淀粉会糊化，玉米淀粉转化为麦芽糊精，影响玉米淀粉的液化。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。