CN109234330A - 一种食用级葡萄糖的连续生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种食用级葡萄糖的连续生产方法，本发明利用二次喷射等工艺，从玉米淀粉乳中制得高纯度的葡萄糖，工艺过程中液化酶和糖化酶的添加量少，工艺简单；本发明用亚硫酸铁浸泡玉米，即可以对玉米进行消毒杀菌，又能促进玉米内淀粉的降解，对后续葡萄糖的生产起到了一定的促进作用；本发明还在液化和糖化之前均采用氢氧化钙溶液对淀粉溶液的pH值进行调节，利用钙离子对液化酶的活化作用，达到促进淀粉的分解的效果，从而提高玉米淀粉乳的利用率；本发明采用活性炭和超滤膜对葡萄糖液进行二次脱色处理，还采用凹凸棒‑细菌纤维素复合吸附微球吸附葡萄糖液中的蛋白质、脂肪以及小分子无机盐。

Description

一种食用级葡萄糖的连续生产方法
技术领域
本发明涉及葡萄糖生产工艺技术领域，特别涉及一种食用级葡萄糖的连续生产方法。
背景技术
葡萄糖是一种多羟基醛，是世界上分布最为广泛的一种单糖。纯净的葡萄糖为无色或白色的晶体，不如蔗糖的甜度高，易溶于水中。葡萄糖在生物学领域有着非常重要的地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢的中间产物，即生物的主要供能物质。植物可通过光合作用产生葡萄糖，在糖果制造业和医药领域有着广泛的应用。
目前，葡萄糖的工业化生产是以淀粉为原料，现有的葡萄糖的生产线采用双酶法生产工艺，包括液化、糖化、活性炭脱色、离子交换、真空浓缩、结晶、离心、干燥等工序。在传统的生产工艺中，液化工序采用二次喷射液化，过滤工序采用板框过滤，浓缩工序采用五效降膜蒸发器，烘干工序采用气流干燥设备。该生产线自投入使用后运行正常，产品质量符合相关标准要求。尽管该生产线采用了目前较先进的生产工艺，但通过对该生产线的调研仍发现了很多有待改进之处。主要表现在过滤工序采用板框过滤，过滤精度低滤液质量较差，过滤过程中需要添加硅藻土等助滤剂对环境污染大。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种食用级葡萄糖的连续生产方法，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种食用级葡萄糖的连续生产方法，包括如下步骤：
(1)将玉米放入亚硫酸溶液中浸泡2～4天后，放入磨浆机中研磨成浓浆，然后用细筛过滤去除杂质，取滤液放入离心机内脱水，然后在放入80～100℃的干燥箱中干燥得到玉米淀粉；
(2)将步骤(1)所得的玉米淀粉和纯化水放入配料罐中混合后，加入氢氧化钙溶液，加热至40～45℃搅拌混合均匀，使配料罐内的玉米淀粉乳的pH值为5～6，然后向所述玉米淀粉乳中加入液化酶，得到淀粉浆；
(3)用泵将步骤(2)所得的淀粉浆打入喷射液化器内进行二次喷射液化工艺处理；
(4)用泵将步骤(3)所得的产物打入真空闪蒸冷却系统降温至50～60℃保温，加入氢氧化钙溶液调节pH值至4～5，然后加入糖化酶，用泵将冷却后的产物打入糖化罐内进行糖化，得到葡萄糖液；
(5)采用膜过滤系统对步骤(4)所得的葡萄糖液进行除渣过滤，用泵将过滤后的清液打入储料罐中，加入活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球搅拌30～60min，再滤除活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球，得到滤液；
(6)对步骤(5)所得的滤液进行超滤膜脱色，超滤后得到透过液和截留液；
(7)将步骤(6)所得的透过液装入离子交换柱中进行净化提纯，得到净化糖液；
(8)用泵将步骤(7)所得的净化糖液用泵打入真空蒸发浓缩器中进行蒸发浓缩，得到葡萄糖晶体；
(9)将步骤(8)所得的葡萄糖晶体通过干燥机组进行干燥，经粉碎、过筛、包装得到成品。
优选的，所述步骤(2)中，所述玉米淀粉乳的美度为15～20。
优选的，所述步骤(2)中，所述液化酶的加入量为所述玉米淀粉乳的重量的2～5‰。
优选的，所述步骤(2)和步骤(4)中，所述氢氧化钙溶液的质量浓度为0.1～0.5％。
优选的，所述步骤(3)中，所述二次喷射液化工艺包括第一次喷射液化和第二次喷射液化，所述第一次喷射液化的温度控制在100～130℃，所述第二次喷射液化的温度控制在135～145℃。
优选的，所述步骤(5)中，所述凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球为采用下述方法制得：按照2～20％的接种量，将木醋杆菌接种入下述按重量百分比计的培养基中：2～5％葡萄糖、5～10％食用酒精、0.5～2％酵母粉、0.1～1％木聚糖、0.5～1％纳米凹凸棒土粉末、余量水，在20～28℃的条件下震荡培养发酵3～8天，得到包裹有凹凸棒土的细菌纤维素，用碱溶液浸泡30～120min后，用去离子水反复冲洗至中性，干燥得到凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球。
优选的，所述步骤(5)中，所述凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球的添加量为所述葡萄糖液的重量的0.5～2‰。
优选的，所述步骤(5)中，所述活性炭的添加量为所述葡萄糖液的重量的1～5‰。
优选的，所述步骤(6)中，所述超滤膜的截留分子量为5000～10000，膜通量为200～400ml/m2·min。
优选的，所述步骤(8)具体包括：用泵将步骤(7)所得的净化糖液用泵打入真空蒸发浓缩器中，先升温至130～145℃进行蒸发处理20～60min，再降温至30～50℃浓缩5～25min，得到葡萄糖晶体。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明利用二次喷射等工艺，从玉米淀粉乳中制得高纯度的葡萄糖，工艺过程中液化酶和糖化酶的添加量少，工艺简单；本发明用亚硫酸铁浸泡玉米，即可以对玉米进行消毒杀菌，又能促进玉米内淀粉的降解，对后续葡萄糖的生产起到了一定的促进作用；本发明还在液化和糖化之前均采用氢氧化钙溶液对淀粉溶液的pH值进行调节，利用钙离子对液化酶的活化作用，达到促进淀粉的分解的效果，从而提高玉米淀粉乳的利用率；本发明采用活性炭和超滤膜对葡萄糖液进行二次脱色处理，还采用凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球吸附葡萄糖液中的蛋白质、脂肪以及小分子无机盐。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
以下实施例中的凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球为采用下述方法制得：按照8％的接种量，将木醋杆菌接种入下述按重量百分比计的培养基中：4％葡萄糖、7％食用酒精、0.8％酵母粉、0.5％木聚糖、0.65％纳米凹凸棒土粉末、余量水，在25℃的条件下震荡培养发酵6天，得到包裹有凹凸棒土的细菌纤维素，用氢氧化钠溶液浸泡60min后，用去离子水反复冲洗至中性，干燥得到凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球。
实施例1
本实施例提供的一种食用级葡萄糖的连续生产方法，包括如下步骤：
(1)将玉米放入亚硫酸溶液中浸泡3天后，放入磨浆机中研磨成浓浆，然后用细筛过滤去除杂质，取滤液放入离心机内脱水，然后在放入95℃的干燥箱中干燥得到玉米淀粉；
(2)将步骤(1)所得的玉米淀粉和纯化水放入配料罐中混合后，加入质量浓度为0.2％的氢氧化钙溶液，加热至42℃搅拌混合均匀，使配料罐内的玉米淀粉乳的pH值为5.3，然后向所述玉米淀粉乳中加入液化酶，得到淀粉浆，其中，所述玉米淀粉乳的美度为18，所述液化酶的加入量为所述玉米淀粉乳的重量的3.5‰；
(3)用泵将步骤(2)所得的淀粉浆打入喷射液化器内进行二次喷射液化工艺处理所述二次喷射液化工艺包括第一次喷射液化和第二次喷射液化，所述第一次喷射液化的温度控制在110℃，所述第二次喷射液化的温度控制在140℃；
(4)用泵将步骤(3)所得的产物打入真空闪蒸冷却系统降温至55℃保温，加入质量浓度为0.2％的氢氧化钙溶液调节pH值至4.6，然后加入糖化酶，用泵将冷却后的产物打入糖化罐内进行糖化，得到葡萄糖液，其中，所述糖化酶的加入量为步骤(3)所得的产物的重量的3‰；
(5)采用膜过滤系统对步骤(4)所得的葡萄糖液进行除渣过滤，用泵将过滤后的清液打入储料罐中，加入活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球搅拌45min，再滤除活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球，得到滤液，所述活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球的添加量分别为所述葡萄糖液的重量的3‰和1.2‰；
(6)对步骤(5)所得的滤液进行超滤膜脱色，超滤后得到透过液和截留液，其中，所述超滤膜的截留分子量为8000，膜通量为300ml/m2·min。；
(7)离子交换除盐：将步骤(6)所得的透过液装入离子交换柱中进行净化提纯，得到净化糖液；
(8)浓缩：用泵将步骤(7)所得的净化糖液用泵打入真空蒸发浓缩器中，先升温至140℃进行蒸发处理40min，再降温至40℃浓缩10min，得到葡萄糖晶体；
(9)干燥：将步骤(8)所得的葡萄糖晶体通过干燥机组进行干燥，经粉碎、过筛、包装得到成品。
实施例2
本实施例提供的一种食用级葡萄糖的连续生产方法，包括如下步骤：
(1)将玉米放入亚硫酸溶液中浸泡2天后，放入磨浆机中研磨成浓浆，然后用细筛过滤去除杂质，取滤液放入离心机内脱水，然后在放入90℃的干燥箱中干燥得到玉米淀粉；
(2)将步骤(1)所得的玉米淀粉和纯化水放入配料罐中混合后，加入质量浓度为0.1％的氢氧化钙溶液，加热至40℃搅拌混合均匀，使配料罐内的玉米淀粉乳的pH值为5.5，然后向所述玉米淀粉乳中加入液化酶，得到淀粉浆，其中，所述玉米淀粉乳的美度为15，所述液化酶的加入量为所述玉米淀粉乳的重量的2‰；
(3)用泵将步骤(2)所得的淀粉浆打入喷射液化器内进行二次喷射液化工艺处理所述二次喷射液化工艺包括第一次喷射液化和第二次喷射液化，所述第一次喷射液化的温度控制在105℃，所述第二次喷射液化的温度控制在135℃；
(4)用泵将步骤(3)所得的产物打入真空闪蒸冷却系统降温至50℃保温，加入质量浓度为0.1％的氢氧化钙溶液调节pH值至4.4，然后加入糖化酶，用泵将冷却后的产物打入糖化罐内进行糖化，得到葡萄糖液，其中，所述糖化酶的加入量为步骤(3)所得的产物的重量的2‰；
(5)采用膜过滤系统对步骤(4)所得的葡萄糖液进行除渣过滤，用泵将过滤后的清液打入储料罐中，加入活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球搅拌30min，再滤除活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球，得到滤液，所述活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球的添加量分别为所述葡萄糖液的重量的1‰和0.5‰；
(6)对步骤(5)所得的滤液进行超滤膜脱色，超滤后得到透过液和截留液，其中，所述超滤膜的截留分子量为5000，膜通量为200ml/m2·min。；
(7)离子交换除盐：将步骤(6)所得的透过液装入离子交换柱中进行净化提纯，得到净化糖液；
(8)浓缩：用泵将步骤(7)所得的净化糖液用泵打入真空蒸发浓缩器中，先升温至130℃进行蒸发处理20min，再降温至30℃浓缩5min，得到葡萄糖晶体；
(9)干燥：将步骤(8)所得的葡萄糖晶体通过干燥机组进行干燥，经粉碎、过筛、包装得到成品。
实施例3
本实施例提供的一种食用级葡萄糖的连续生产方法，包括如下步骤：
(1)将玉米放入亚硫酸溶液中浸泡4天后，放入磨浆机中研磨成浓浆，然后用细筛过滤去除杂质，取滤液放入离心机内脱水，然后在放入100℃的干燥箱中干燥得到玉米淀粉；
(2)将步骤(1)所得的玉米淀粉和纯化水放入配料罐中混合后，加入质量浓度为0.5％的氢氧化钙溶液，加热至45℃搅拌混合均匀，使配料罐内的玉米淀粉乳的pH值为5.8，然后向所述玉米淀粉乳中加入液化酶，得到淀粉浆，其中，所述玉米淀粉乳的美度为17，所述液化酶的加入量为所述玉米淀粉乳的重量的3‰；
(3)用泵将步骤(2)所得的淀粉浆打入喷射液化器内进行二次喷射液化工艺处理所述二次喷射液化工艺包括第一次喷射液化和第二次喷射液化，所述第一次喷射液化的温度控制在130℃，所述第二次喷射液化的温度控制在145℃；
(4)用泵将步骤(3)所得的产物打入真空闪蒸冷却系统降温至60℃保温，加入质量浓度为0.5％的氢氧化钙溶液调节pH值至4.3，然后加入糖化酶，用泵将冷却后的产物打入糖化罐内进行糖化，得到葡萄糖液，其中，所述糖化酶的加入量为步骤(3)所得的产物的重量的5‰；
(5)采用膜过滤系统对步骤(4)所得的葡萄糖液进行除渣过滤，用泵将过滤后的清液打入储料罐中，加入活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球搅拌60min，再滤除活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球，得到滤液，所述活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球的添加量分别为所述葡萄糖液的重量的5‰和2‰；
(6)对步骤(5)所得的滤液进行超滤膜脱色，超滤后得到透过液和截留液，其中，所述超滤膜的截留分子量为10000，膜通量为400ml/m2·min。；
(7)离子交换除盐：将步骤(6)所得的透过液装入离子交换柱中进行净化提纯，得到净化糖液；
(8)浓缩：用泵将步骤(7)所得的净化糖液用泵打入真空蒸发浓缩器中，先升温至145℃进行蒸发处理60min，再降温至50℃浓缩25min，得到葡萄糖晶体；
(9)干燥：将步骤(8)所得的葡萄糖晶体通过干燥机组进行干燥，经粉碎、过筛、包装得到成品。
实施例4
本实施例提供的一种食用级葡萄糖的连续生产方法，包括如下步骤：
(1)将玉米放入亚硫酸溶液中浸泡3天后，放入磨浆机中研磨成浓浆，然后用细筛过滤去除杂质，取滤液放入离心机内脱水，然后在放入90℃的干燥箱中干燥得到玉米淀粉；
(2)将步骤(1)所得的玉米淀粉和纯化水放入配料罐中混合后，加入质量浓度为0.3％的氢氧化钙溶液，加热至42℃搅拌混合均匀，使配料罐内的玉米淀粉乳的pH值为5.4，然后向所述玉米淀粉乳中加入液化酶，得到淀粉浆，其中，所述玉米淀粉乳的美度为16，所述液化酶的加入量为所述玉米淀粉乳的重量的3.5‰；
(3)用泵将步骤(2)所得的淀粉浆打入喷射液化器内进行二次喷射液化工艺处理所述二次喷射液化工艺包括第一次喷射液化和第二次喷射液化，所述第一次喷射液化的温度控制在108℃，所述第二次喷射液化的温度控制在140℃；
(4)用泵将步骤(3)所得的产物打入真空闪蒸冷却系统降温至55℃保温，加入质量浓度为0.3％的氢氧化钙溶液调节pH值至4.8，然后加入糖化酶，用泵将冷却后的产物打入糖化罐内进行糖化，得到葡萄糖液，其中，所述糖化酶的加入量为步骤(3)所得的产物的重量的2.8‰；
(5)采用膜过滤系统对步骤(4)所得的葡萄糖液进行除渣过滤，用泵将过滤后的清液打入储料罐中，加入活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球搅拌40min，再滤除活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球，得到滤液，所述活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球的添加量分别为所述葡萄糖液的重量的3‰和1.2‰；
(6)对步骤(5)所得的滤液进行超滤膜脱色，超滤后得到透过液和截留液，其中，所述超滤膜的截留分子量为8000，膜通量为300ml/m2·min。；
(7)离子交换除盐：将步骤(6)所得的透过液装入离子交换柱中进行净化提纯，得到净化糖液；
(8)浓缩：用泵将步骤(7)所得的净化糖液用泵打入真空蒸发浓缩器中，先升温至135℃进行蒸发处理40min，再降温至40℃浓缩15min，得到葡萄糖晶体；
(9)干燥：将步骤(8)所得的葡萄糖晶体通过干燥机组进行干燥，经粉碎、过筛、包装得到成品。
对比例1
为了进一步说明本发明的有益效果，将实施例1中步骤(5)所采用的“活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球”替换成单一的“活性炭”，按照本发明实施例1的生产方法，制得葡萄糖。
对各实施例和对比例的葡萄糖成品及传统工艺生产的葡萄糖进行质量检测，检测结果参见表1。
表1葡萄糖的质量检测结果
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将玉米放入亚硫酸溶液中浸泡2～4天后，放入磨浆机中研磨成浓浆，然后用细筛过滤去除杂质，取滤液放入离心机内脱水，然后在放入80～100℃的干燥箱中干燥得到玉米淀粉；
(2)将步骤(1)所得的玉米淀粉和纯化水放入配料罐中混合后，加入氢氧化钙溶液，加热至40～45℃搅拌混合均匀，使配料罐内的玉米淀粉乳的pH值为5～6，然后向所述玉米淀粉乳中加入液化酶，得到淀粉浆；
(3)用泵将步骤(2)所得的淀粉浆打入喷射液化器内进行二次喷射液化工艺处理；
(4)用泵将步骤(3)所得的产物打入真空闪蒸冷却系统降温至50～60℃保温，加入氢氧化钙溶液调节pH值至4～5，然后加入糖化酶，用泵将冷却后的产物打入糖化罐内进行糖化，得到葡萄糖液；
(5)采用膜过滤系统对步骤(4)所得的葡萄糖液进行除渣过滤，用泵将过滤后的清液打入储料罐中，加入活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球搅拌30～60min，再滤除活性炭颗粒和凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球，得到滤液；
(6)对步骤(5)所得的滤液进行超滤膜脱色，超滤后得到透过液和截留液；
(7)将步骤(6)所得的透过液装入离子交换柱中进行净化提纯，得到净化糖液；
(8)用泵将步骤(7)所得的净化糖液用泵打入真空蒸发浓缩器中进行蒸发浓缩，得到葡萄糖晶体；
(9)将步骤(8)所得的葡萄糖晶体通过干燥机组进行干燥，经粉碎、过筛、包装得到成品。
2.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述玉米淀粉乳的美度为15～20。
3.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述液化酶的加入量为所述玉米淀粉乳的重量的2～5‰。
4.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(4)中，所述氢氧化钙溶液的质量浓度为0.1～0.5％。
5.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述二次喷射液化工艺包括第一次喷射液化和第二次喷射液化，所述第一次喷射液化的温度控制在100～130℃，所述第二次喷射液化的温度控制在135～145℃。
6.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球为采用下述方法制得：按照2～20％的接种量，将木醋杆菌接种入下述按重量百分比计的培养基中：2～5％葡萄糖、5～10％食用酒精、0.5～2％酵母粉、0.1～1％木聚糖、0.5～1％纳米凹凸棒土粉末、余量水，在20～28℃的条件下震荡培养发酵3～8天，得到包裹有凹凸棒土的细菌纤维素，用碱溶液浸泡30～120min后，用去离子水反复冲洗至中性，干燥得到凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球。
7.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述凹凸棒-细菌纤维素复合吸附微球的添加量为所述葡萄糖液的重量的0.5～2‰。
8.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述活性炭的添加量为所述葡萄糖液的重量的1～5‰。
9.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述超滤膜的截留分子量为5000～10000，膜通量为200～400ml/m2·min。
10.根据权利要求1所述的食用级葡萄糖的连续生产方法，其特征在于，所述步骤(8)具体包括：用泵将步骤(7)所得的净化糖液用泵打入真空蒸发浓缩器中，先升温至130～145℃进行蒸发处理20～60min，再降温至30～50℃浓缩5～25min，得到葡萄糖晶体。
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