離子交換樹脂在玉米淀粉糖生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊錦霞

摘要：利用離子變換樹船純化和分離玉米淀粉糖在50年代初得到了應(yīng)用。按照已開發(fā)的技術(shù)，玉米淀粉在酸（或）酶的作用下轉(zhuǎn)化成糖漿。用碳和離子交換樹脂處理.減少其顏色及灰分，生產(chǎn)出一種質(zhì)量穩(wěn)定舶玉米淀粉糖赦，或用做深加工工藝過(guò)程中的原料，通過(guò)離子交換過(guò)程除去灰分、蛋白質(zhì)及色澤?？稍黾犹菨{色澤的長(zhǎng)期穩(wěn)定性而不用加人二氧化硫，因成品中如有二氧化硫?qū)?duì)人體產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)，制糖及食品工業(yè)使用離子交換樹脂供脫鈣、除鹽、脫色、色譜分離及去除離子等用途，離子交換樹脂在純化和分離玉米淀粉糖中的應(yīng)用則是本論文主題。

關(guān)鍵詞：離子交換樹疆;淀粉境;精制;除鹽;脫色

一、玉米淀粉糖概述

（1）玉米粒的浸漬。當(dāng)去除玉米粒中含有的雜質(zhì)后，將其浸泡在含有亞硫酸的溶液中，使玉米粒得到軟化;（2）分離。需要將軟化的玉米粒進(jìn)行破碎，使其分離成殼皮、淀粉、胚芽以及面筋，并分離其中具有較高含油量的胚種，將其應(yīng)用于玉米油的提取工作中;（3）回收纖維。研磨含有已破碎玉米粒中成分的懸浮液，然后分離其中的殼皮;（4）分離面筋和淀粉。使用離心設(shè)備分離面筋和淀粉，然后分離其中蛋白;（5）液化。將所得固體淀粉進(jìn)行調(diào)漿工作，只后使用酸或酶進(jìn)行分解產(chǎn)生糊精，對(duì)糊精進(jìn)行液化;（6）糖化。使用酸或者酶水解糊精，使其分解為三聚糖、二聚糖、單糖等低聚糖成分;（7）過(guò)濾：用過(guò)濾機(jī)除去糖化液中的淀粉、油、蛋白質(zhì)、糊精或其它不溶性物質(zhì);（8）脫色：用碳或樹脂除去過(guò)濾后糖漿色澤、氣味、有臭物質(zhì);（9）除鹽精制：用離子交換樹脂除去淀粉糖漿中的灰分、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸及色澤，使產(chǎn)品的色澤及氣味穩(wěn)定，提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性;（10）異構(gòu)化：葡萄糖用酶異構(gòu)化成果糖（42%果糖），以增加甜度;（11）除鹽精制：用離子交換樹脂除去色澤及在異構(gòu)化時(shí)加入的鹽類;（12）濃縮：稀糖漿經(jīng)蒸發(fā)增加濃度;（13）色譜分離：果糖/葡萄糖混合物（42HFCS）用色譜分離樹脂分成高果糖液體（90%果糖或90HFCS）及高葡萄糖液體;（14）精處理/脫色：以離子交換樹脂除去色澤、羥甲基糠醛（HMF），然后再將高含量果糖液體調(diào)成55HFCS;（15）蒸發(fā)：將糖液蒸發(fā)濃縮。除果葡糖漿以外，其它精制過(guò)程不用經(jīng)過(guò)（10）到（14）過(guò)程。

二、玉米淀粉糖生產(chǎn)過(guò)程綜述

玉米淀粉糖在玉米濕磨法中經(jīng)下述過(guò)程制成：

（1）浸漬：將玉米粒除雜后，浸于亞硫酸水溶液中將它們軟化;

（2）胚種分離：玉米粒破碎成為淀粉、面筋、殼皮及胚芽，將含油量很高的胚種分離，并用于油的提取;

（3）纖維回收：將淀粉、面筋及殼皮的懸浮液磨細(xì).將殼皮分離;

（4）淀粉及面筋分離：以離心機(jī)將淀粉及面筋分離，都分別洗凈（蛋白分離）;

（5）液化：將固體淀粉調(diào)漿后，用酶（或酸）將其分解為糊精，使其液化，糊精是淀粉鏈部分降解的產(chǎn)物;

（6）糖化：糊精用酶（或酸）水解成為單糖、二聚糖、三聚糖及其它低聚糖;

（7）過(guò)濾：用過(guò)濾機(jī)除去糖化液中的淀粉、油、蛋白質(zhì)、糊精或其它不溶性物質(zhì);

（8）脫色：用碳或樹脂除去過(guò)濾后糖漿色澤、氣味、有臭物質(zhì);

（9）除鹽精制用離子交換樹脂除去淀粉糖漿中的灰分、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸及色澤，使產(chǎn)品的色澤及氣味穩(wěn)定，提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性;

（1O）異構(gòu)化：葡萄糖用酶異構(gòu)化成果糖（42%果糖或421-wcs）.以增加甜度;

（11）除鹽精制：用離子交換樹脂除去色澤及在異構(gòu)化時(shí)加入的鹽類;

（12）濃縮：稀糖漿經(jīng)蒸發(fā)增加濃度;03）色譜分離：果糖，葡萄糖混合物（42-i-wcs）用色譜分離樹脂分成高果糖液體（90%果糖或9o～cs）及高葡萄糖液體;

（14）精處理，脫色：以離子交換樹脂除去色澤、羥甲基糠醛（舯），然后再將高含量果糖液體調(diào)55HFCS;

（15）蒸發(fā)：將糖液蒸發(fā)濃縮。除果葡糖漿以外，其它精制過(guò)程不用經(jīng)過(guò)（1O）到（14）過(guò)程。

三、離子交換樹脂的應(yīng)用

在淀粉糖生產(chǎn)過(guò)程中，受其原料、催化劑和水的影響，其成分中會(huì)含有較多雜質(zhì)，這些雜質(zhì)成分及其復(fù)雜，通常有無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸、有色物質(zhì)、含氮物質(zhì)等，在糖漿生產(chǎn)過(guò)程中以上雜質(zhì)的出現(xiàn)會(huì)給糖漿質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重影響，不利于其純度的提升，會(huì)使結(jié)晶穩(wěn)定性降低。離子交換樹脂在應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)良好的吸附以及離子交換工作，在使用樹脂吸附劑或者活性炭對(duì)玉米淀粉糖化液進(jìn)行脫色工作后，應(yīng)用離子交換樹脂對(duì)糖漿進(jìn)行精制，能夠?qū)崿F(xiàn)大多數(shù)雜質(zhì)的去除。

其中含有的色素、有機(jī)酸以及灰分等基本被清除，使糖漿純度得到提升。在長(zhǎng)期應(yīng)用實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，采取離子交換樹脂對(duì)糖漿進(jìn)行分離和純化后，所得到的產(chǎn)品質(zhì)量都有明顯提升。糖漿中灰分和有色物質(zhì)使影響糖漿顏色的主要成分，經(jīng)過(guò)精制工作后，糖漿中雜質(zhì)得到去除，因此即使放置很長(zhǎng)時(shí)間，糖漿也不會(huì)出現(xiàn)變色反應(yīng)。生產(chǎn)結(jié)晶葡萄糖，會(huì)使結(jié)晶速度快，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率都高;而生產(chǎn)果葡糖漿，由于灰分等雜質(zhì)對(duì)異構(gòu)酶穩(wěn)定性有不利影響，也需要離子交換樹脂精制糖化液。

用離子交換樹脂精制淀粉糖化液，目前應(yīng)用較普遍的工藝流程為陽(yáng)陰兩床兩套并聯(lián)使用;或者陽(yáng)陰陽(yáng)陰四床串聯(lián)使用，另有一對(duì)床再生待使用;個(gè)別也有采用陽(yáng)陰陰陽(yáng)和陽(yáng)陰（陽(yáng)陰）混床工藝流程。糖化液經(jīng)過(guò)濾除雜后，用活性炭或樹脂吸附劑脫色，然后降溫至40℃左右，流經(jīng)離子交換樹脂床。兩對(duì)陽(yáng)陰離子交換樹脂床串聯(lián)使用，為了充分發(fā)揮每臺(tái)的交換能力，當(dāng)?shù)谝粚?duì)陽(yáng)陰床能力消失后，停止使用，進(jìn)行再生;將第二對(duì)陽(yáng)陰床當(dāng)做第一對(duì)床使用，將再生好的一對(duì)當(dāng)做第二對(duì)使用。這種使用方法生產(chǎn)能力較小，但節(jié)省酸堿消耗，樹脂利用率高，使用壽命長(zhǎng)。而陽(yáng)陰、陽(yáng)陰兩套四床并聯(lián)使用，生產(chǎn)能力大，但樹脂利用率低，使用壽命稍短。兩種方法設(shè)備投資差不多。在同一種工藝下，離子交換樹脂的使用周期長(zhǎng)短與再生好壞和糖漿中雜質(zhì)含量有關(guān)。再生徹底，糖漿中雜質(zhì)含量低，則使用周期長(zhǎng)。離子交換樹脂精制的糖漿質(zhì)量高，無(wú)色透明，pH值在4.5～6.0之間波動(dòng)。有的工廠用兩對(duì)陽(yáng)陰離子交換樹脂床加一級(jí)混合床串聯(lián)使用。糖液流經(jīng)兩對(duì)陽(yáng)陰離子交換床，再流經(jīng)混合床，糖液質(zhì)量更好。

結(jié)語(yǔ)：

離子交換樹脂在玉米淀粉糖生產(chǎn)中的應(yīng)用能夠提高糖漿精制水平，有效去除其中所含雜質(zhì)。其所生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、不易變色、純度較高，因此需要對(duì)離子交換樹脂的應(yīng)用方式進(jìn)行深入分析，使其在玉米淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用水平得到進(jìn)一步提升，為糖行業(yè)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)水平提高提供條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐小衛(wèi).離子交換樹脂在糖行業(yè)中的應(yīng)用[C].中國(guó)國(guó)際淀粉糖技術(shù)交流會(huì).2017.

[2]葉紅玲.全酶法制備超高麥芽糖漿工藝的研究[D].合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017年.