離子交換樹脂在玉米淀粉糖生產中的應用

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年代初得到了應用。按照已開發的技術，玉米淀粉在酸（或）酶的作用下轉化成糖漿。用碳和離子交換樹脂處理.減少其顏色及灰分，生產出一種質量穩定舶玉米淀粉糖赦，或用做深加工工藝過程中的原料，通過離子交換過程除去灰分、蛋白質及色澤。可增加糖漿色澤的長期穩定性而不用加人二氧化硫，因成品中如有二氧化硫將對人體產生過敏反應，制糖及食品工業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用則是本論文主題。

關鍵詞：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。當去除玉米粒中含有的雜質后，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。將所得固體淀粉進行調漿工作，只后使用酸或酶進行分解產生糊精，對糊精進行液化;（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）過濾：用過濾機除去糖化液中的淀粉、油、蛋白質、糊精或其它不溶性物質;（8）脫色：用碳或樹脂除去過濾后糖漿色澤、氣味、有臭物質;（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、有機酸及色澤，使產品的色澤及氣味穩定，提高產品的質量穩定性;（10）異構化：葡萄糖用酶異構化成果糖（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化時加入的鹽類;（12）濃縮：稀糖漿經蒸發增加濃度;（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成55HFCS;（15）蒸發：將糖液蒸發濃縮。除果葡糖漿以外，其它精制過程不用經過（10）到（14）過程。

二、玉米淀粉糖生產過程綜述

玉米淀粉糖在玉米濕磨法中經下述過程制成：

（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.將殼皮分離;

（4）淀粉及面筋分離：以離心機將淀粉及面筋分離，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）過濾：用過濾機除去糖化液中的淀粉、油、蛋白質、糊精或其它不溶性物質;

（8）脫色：用碳或樹脂除去過濾后糖漿色澤、氣味、有臭物質;

（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、有機酸及色澤，使產品的色澤及氣味穩定，提高產品的質量穩定性;

（1O）異構化：葡萄糖用酶異構化成果糖（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化時加入的鹽類;

（12）濃縮：稀糖漿經蒸發增加濃度;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55HFCS;

（15）蒸發：將糖液蒸發濃縮。除果葡糖漿以外，其它精制過程不用經過（1O）到（14）過程。

三、離子交換樹脂的應用

在淀粉糖生產過程中，受其原料、催化劑和水的影響，其成分中會含有較多雜質，這些雜質成分及其復雜，通常有無機鹽、有機酸、有色物質、含氮物質等，在糖漿生產過程中以上雜質的出現會給糖漿質量帶來嚴重影響，不利于其純度的提升，會使結晶穩定性降低。離子交換樹脂在應用過程中能夠實現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玉米淀粉糖化液進行脫色工作后，應用離子交換樹脂對糖漿進行精制，能夠實現大多數雜質的去除。

其中含有的色素、有機酸以及灰分等基本被清除，使糖漿純度得到提升。在長期應用實踐中發現，采取離子交換樹脂對糖漿進行分離和純化后，所得到的產品質量都有明顯提升。糖漿中灰分和有色物質使影響糖漿顏色的主要成分，經過精制工作后，糖漿中雜質得到去除，因此即使放置很長時間，糖漿也不會出現變色反應。生產結晶葡萄糖，會使結晶速度快，產品質量和產率都高;而生產果葡糖漿，由于灰分等雜質對異構酶穩定性有不利影響，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，目前應用較普遍的工藝流程為陽陰兩床兩套并聯使用;或者陽陰陽陰四床串聯使用，另有一對床再生待使用;個別也有采用陽陰陰陽和陽陰（陽陰）混床工藝流程。糖化液經過濾除雜后，用活性炭或樹脂吸附劑脫色，然后降溫至40℃左右，流經離子交換樹脂床。兩對陽陰離子交換樹脂床串聯使用，為了充分發揮每臺的交換能力，當第一對陽陰床能力消失后，停止使用，進行再生;將第二對陽陰床當做第一對床使用，將再生好的一對當做第二對使用。這種使用方法生產能力較小，但節省酸堿消耗，樹脂利用率高，使用壽命長。而陽陰、陽陰兩套四床并聯使用，生產能力大，但樹脂利用率低，使用壽命稍短。兩種方法設備投資差不多。在同一種工藝下，離子交換樹脂的使用周期長短與再生好壞和糖漿中雜質含量有關。再生徹底，糖漿中雜質含量低，則使用周期長。離子交換樹脂精制的糖漿質量高，無色透明，pH值在4.5～6.0之間波動。有的工廠用兩對陽陰離子交換樹脂床加一級混合床串聯使用。糖液流經兩對陽陰離子交換床，再流經混合床，糖液質量更好。

結語：

離子交換樹脂在玉米淀粉糖生產中的應用能夠提高糖漿精制水平，有效去除其中所含雜質。其所生產出的產品質量穩定、不易變色、純度較高，因此需要對離子交換樹脂的應用方式進行深入分析，使其在玉米淀粉生產中的應用水平得到進一步提升，為糖行業發展與經濟水平提高提供條件。

參考文獻：

[1]徐小衛.離子交換樹脂在糖行業中的應用[C].中國國際淀粉糖技術交流會.2017.

[2]葉紅玲.全酶法制備超高麥芽糖漿工藝的研究[D].合肥：安徽農業大學，2017年.