روش های تولید آنزیمی و شیمیایی قند مایع گلوکزی 10 ص + 10اسلاید

روش های تولید آنزیمی و شیمیایی قند مایع گلوکزی 10 ص + 10اسلاید

مقدمه :

تولید صنعتی شربت گلوکز شامل 2 مرحله می باشد : هیدرولیز نشاسته و به دنبال آن تصفیه مواد هیدرولیز شده.

گسترده ترین روش هیدرولیز نشاسته ، استفاده از اسیدهای معدنی در سیستم غیرمداوم است. گرچه امروزه استفاده از آنزیم و تولید مداوم آن نیز کاربرد دارد . تولید شربت گلوکز با آنزیم و یا هیدرولیز دو آنزیمی ، امکان تولید محصولات با ویژگی های متفاوت را فراهم می آورد . تولید مداوم در سیستم های با اتوماسیون بالا نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است . گلوکز تولید شده را می توان به صورت مایع ، بلوری (کریستالی) و خشک به بازار عرضه کرد.

هیدرولیز نشاسته با اسید :

نشاسته از 2 نوع پلیمر تشکیل یافته است : ترکیب خطی آمیلوز و ترکیب انشعابی آمیلوپکتین .

در قسمت خطی نشاسته (آمیلوز) ، واحدهای گلوکز منحصراً توسط پیوندهای گلیکوزیدی(1→4) α بهم متصل شده است . تعداد واحدهای گلوکز ممکن است در نشاسته های مختلف از چندصد تا چندین هزار تغییر کند. در رایجترین نشاسته ها نظیر نشاسته ذرت ، برنج و سیب زمینی قسمت خطی جزء کوچکی بوده و در حدود 30- 17% کل نشاسته را تشکیل می دهد . نشاسته تعدادی از واریته های نخودفرنگی و ذرت نشاسته ای از 75% آمیلوز تشکیل یافته است .

آمیلوپکتین به خاطر وجود پیوندهای(1→6) α در نقاط معین ملکول به صورت انشعابی است . انشعاب ها نسبتاً کوتاه هستند واز 30-20 واحد گلوکز تشکیل شده اند .

هیدرولیز نشاسته با کاتالیست های اسیدی به طور کلی شامل شکست در هر دو انشعاب(1→4) α،(1→6)α برای رسیدن به اجزائی با وزن ملکولی پائین تر است . برای تولید شربت گلوکز هیدرولیز جزئی انجام شده و محصول حاصل شامل مخلوطی از دکستروز و مالتوز می باشد . البته ترکیبات هیدرولیز شده متفاوت بوده و بستگی به واکنش های انجام گرفته دارد . این درجه از هیدرولیز را معادل دکستروز( DE) می گویند .

 :DE میزان قندهای احیا شده تولیدی در طی تبدیل نشاسته به شربت نشاسته را می گویند .

به طور کلی نشاسته از آسیاب مرطوب ذرت به دست می آید . مطلوب است که از ناخالصی هایی مانند روغن،  پروتئین و فیبر جدا شود . ویژگی های عمومی محلول نشاسته برای تصفیه گلوکز به طور کلی شامل :

معایب استفاده از روش اسیدی برای تولید شربت گلوکز :

هیدرولیز اسیدی نشاسته در دماهای بالا انجام شده ، بنابراین منجر به واکنش های جانبی نامطلوب می شود .

• امکان انجام فرایند برگشت در محیط اسیدی و تولید دی ساکاریدهای برگشتی (مانند ایزومالتوز و جنتیوبیوز) .
• انجام واکنش میلارد و کاراملیزاسیون و تولید هیدروکسی متیل فورفورال که باعث تیره رنگ شدن شربت می شود .
• افزایش خاکستر شربت طی خنثی سازی
• نیاز به دستگاه های مقاوم به خوردگی

اگرچه از نظر تئوری انواع اسیدهای معدنی به عنوان کاتالیست برای هیدرولیز نشاسته مؤثر است ، اما به طور معمول از اسید کلریدریک در این ارتباط استفاده می شود . اسید فسفریک و اسید سولفوریک نیز برای این منظور پیشنهاد شده است ، هرچند استفاده از اسید سولفوریک با آب سخت باعث تیرگی نهایی شربت به علت رسوب سولفات کلسیم می شود .

روش های تولید قند مایع گلوکزی :

• ·        هیدرولیز اسیدی به روش غیر مداوم                                                                        
• سیستم مداوم هیدرولیز                                                                                                  
• ·        هیدرولیز اسید – آنزیم                                                                                        
• ·        هیدرولیز آنزیم _ آنزیم غیر مداوم                                                                              

1.هیدرولیز اسیدی به روش غیر مداوم

محلول نشاسته تا PH:1.8-2.0  اسیدی شده و با تزریق بخار زنده به سمت اتوکلاو هدایت می شود . برای ممانعت از تشکیل گلوله های نشاسته ژلاتینه شده شربت باید به آهستگی افزوده شود .برای تولید شربت گلوکز فشار بخار30-35lb  و دمای حدود  c۫ 136 نیاز است . کل زمان تبدیل در حدود 25  دقیقه بوده ، گرچه شربت گلوکز مدت زمان محدودی در این فشار قرار دارد .

پس از پایان هیدرولیز و رسیدن به  DEمورد نظر اسید با کربنات سدیم خنثی می شود . با خنثی شدن اسید توسط کربنات سدیم ، اولاً ادامه فرایند متوقف می شود ، ثانیاً افزایش PH  منجر به ته نشینی ناخالصی هایی مانند اسیدهای چرب و پروتئین ها می شود ، که در طی خنثی سازی برای اطمینان از ته نشینی همه پروتئین ها  pHبه نقطه ایزوالکتریک پروتئین ها رسانده می شود .

معمول ترین تجهیزات خنثی سازی مجهز به هم زن برای مخلوط کردن شربت با قلیا است و از کربنات سدیم با درجه بومه16  برای تنظیم PH  در محدوده 4.9-5.2  استفاده می شود . افزودن کربن فعال نیز برای کمک به فلوکوله شدن ذرات رسوب و در نتیجه انتقال راحت تر آن به فیلترهای جداسازی گاهی قبل از جداسازی شربت ، صورت می گیرد .