离子交换树脂在玉米淀粉糖生产中的应用

杨锦霞

摘要：利用离子变换树船纯化和分离玉米淀粉糖在50年代初得到了应用。按照已开发的技术，玉米淀粉在酸（或）酶的作用下转化成糖浆。用碳和离子交换树脂处理.减少其颜色及灰分，生产出一种质量稳定舶玉米淀粉糖赦，或用做深加工工艺过程中的原料，通过离子交换过程除去灰分、蛋白质及色泽。可增加糖浆色泽的长期稳定性而不用加人二氧化硫，因成品中如有二氧化硫将对人体产生过敏反应，制糖及食品工业使用离子交换树脂供脱钙、除盐、脱色、色谱分离及去除离子等用途，离子交换树脂在纯化和分离玉米淀粉糖中的应用则是本论文主题。

关键词：离子交换树疆;淀粉境;精制;除盐;脱色

一、玉米淀粉糖概述

（1）玉米粒的浸渍。当去除玉米粒中含有的杂质后，将其浸泡在含有亚硫酸的溶液中，使玉米粒得到软化;（2）分离。需要将软化的玉米粒进行破碎，使其分离成壳皮、淀粉、胚芽以及面筋，并分离其中具有较高含油量的胚种，将其应用于玉米油的提取工作中;（3）回收纤维。研磨含有已破碎玉米粒中成分的悬浮液，然后分离其中的壳皮;（4）分离面筋和淀粉。使用离心设备分离面筋和淀粉，然后分离其中蛋白;（5）液化。将所得固体淀粉进行调浆工作，只后使用酸或酶进行分解产生糊精，对糊精进行液化;（6）糖化。使用酸或者酶水解糊精，使其分解为三聚糖、二聚糖、单糖等低聚糖成分;（7）过滤：用过滤机除去糖化液中的淀粉、油、蛋白质、糊精或其它不溶性物质;（8）脱色：用碳或树脂除去过滤后糖浆色泽、气味、有臭物质;（9）除盐精制：用离子交换树脂除去淀粉糖浆中的灰分、蛋白质、有机酸及色泽，使产品的色泽及气味稳定，提高产品的质量稳定性;（10）异构化：葡萄糖用酶异构化成果糖（42%果糖），以增加甜度;（11）除盐精制：用离子交换树脂除去色泽及在异构化时加入的盐类;（12）浓缩：稀糖浆经蒸发增加浓度;（13）色谱分离：果糖/葡萄糖混合物（42HFCS）用色谱分离树脂分成高果糖液体（90%果糖或90HFCS）及高葡萄糖液体;（14）精处理/脱色：以离子交换树脂除去色泽、羟甲基糠醛（HMF），然后再将高含量果糖液体调成55HFCS;（15）蒸发：将糖液蒸发浓缩。除果葡糖浆以外，其它精制过程不用经过（10）到（14）过程。

二、玉米淀粉糖生产过程综述

玉米淀粉糖在玉米湿磨法中经下述过程制成：

（1）浸渍：将玉米粒除杂后，浸于亚硫酸水溶液中将它们软化;

（2）胚种分离：玉米粒破碎成为淀粉、面筋、壳皮及胚芽，将含油量很高的胚种分离，并用于油的提取;

（3）纤维回收：将淀粉、面筋及壳皮的悬浮液磨细.将壳皮分离;

（4）淀粉及面筋分离：以离心机将淀粉及面筋分离，都分别洗净（蛋白分离）;

（5）液化：将固体淀粉调浆后，用酶（或酸）将其分解为糊精，使其液化，糊精是淀粉链部分降解的产物;

（6）糖化：糊精用酶（或酸）水解成为单糖、二聚糖、三聚糖及其它低聚糖;

（7）过滤：用过滤机除去糖化液中的淀粉、油、蛋白质、糊精或其它不溶性物质;

（8）脱色：用碳或树脂除去过滤后糖浆色泽、气味、有臭物质;

（9）除盐精制用离子交换树脂除去淀粉糖浆中的灰分、蛋白质、有机酸及色泽，使产品的色泽及气味稳定，提高产品的质量稳定性;

（1O）异构化：葡萄糖用酶异构化成果糖（42%果糖或421-wcs）.以增加甜度;

（11）除盐精制：用离子交换树脂除去色泽及在异构化时加入的盐类;

（12）浓缩：稀糖浆經蒸发增加浓度;03）色谱分离：果糖，葡萄糖混合物（42-i-wcs）用色谱分离树脂分成高果糖液体（90%果糖或9o～cs）及高葡萄糖液体;

（14）精处理，脱色：以离子交换树脂除去色泽、羟甲基糠醛（舯），然后再将高含量果糖液体调55HFCS;

（15）蒸发：将糖液蒸发浓缩。除果葡糖浆以外，其它精制过程不用经过（1O）到（14）过程。

三、离子交换树脂的应用

在淀粉糖生产过程中，受其原料、催化剂和水的影响，其成分中会含有较多杂质，这些杂质成分及其复杂，通常有无机盐、有机酸、有色物质、含氮物质等，在糖浆生产过程中以上杂质的出现会给糖浆质量带来严重影响，不利于其纯度的提升，会使结晶稳定性降低。离子交换树脂在应用过程中能够实现良好的吸附以及离子交换工作，在使用树脂吸附剂或者活性炭对玉米淀粉糖化液进行脱色工作后，应用离子交换树脂对糖浆进行精制，能够实现大多数杂质的去除。

其中含有的色素、有机酸以及灰分等基本被清除，使糖浆纯度得到提升。在长期应用实践中发现，采取离子交换树脂对糖浆进行分离和纯化后，所得到的产品质量都有明显提升。糖浆中灰分和有色物质使影响糖浆颜色的主要成分，经过精制工作后，糖浆中杂质得到去除，因此即使放置很长时间，糖浆也不会出现变色反应。生产结晶葡萄糖，会使结晶速度快，产品质量和产率都高;而生产果葡糖浆，由于灰分等杂质对异构酶稳定性有不利影响，也需要离子交换树脂精制糖化液。

用离子交换树脂精制淀粉糖化液，目前应用较普遍的工艺流程为阳阴两床两套并联使用;或者阳阴阳阴四床串联使用，另有一对床再生待使用;个别也有采用阳阴阴阳和阳阴（阳阴）混床工艺流程。糖化液经过滤除杂后，用活性炭或树脂吸附剂脱色，然后降温至40℃左右，流经离子交换树脂床。两对阳阴离子交换树脂床串联使用，为了充分发挥每台的交换能力，当第一对阳阴床能力消失后，停止使用，进行再生;将第二对阳阴床当做第一对床使用，将再生好的一对当做第二对使用。这种使用方法生产能力较小，但节省酸碱消耗，树脂利用率高，使用寿命长。而阳阴、阳阴两套四床并联使用，生产能力大，但树脂利用率低，使用寿命稍短。两种方法设备投资差不多。在同一种工艺下，离子交换树脂的使用周期长短与再生好坏和糖浆中杂质含量有关。再生彻底，糖浆中杂质含量低，则使用周期长。离子交换树脂精制的糖浆质量高，无色透明，pH值在4.5～6.0之间波动。有的工厂用两对阳阴离子交换树脂床加一级混合床串联使用。糖液流经两对阳阴离子交换床，再流经混合床，糖液质量更好。

结语：

离子交换树脂在玉米淀粉糖生产中的应用能够提高糖浆精制水平，有效去除其中所含杂质。其所生产出的产品质量稳定、不易变色、纯度较高，因此需要对离子交换树脂的应用方式进行深入分析，使其在玉米淀粉生产中的应用水平得到进一步提升，为糖行业发展与经济水平提高提供条件。

参考文献：

[1]徐小卫.离子交换树脂在糖行业中的应用[C].中国国际淀粉糖技术交流会.2017.

[2]叶红玲.全酶法制备超高麦芽糖浆工艺的研究[D].合肥：安徽农业大学，2017年.