β-环状糊精
环糊精在食品工业中的用途
使易挥发、氧化和光分解的物质稳定（易挥发的香精 、香料、色素、维生素、生理活性物质等） 可改变食品中色、香、味等成分的乳化性和分散性， 使某些难溶于水的物质溶剂化和乳化。 通过形成包接络合物去除食品中的异臭味和苦味等。 食品组织结构的提高与改良 抗氧化作用
支链淀粉的结构
在淀粉的糖链中，其葡萄糖残基异头碳原子上仍保留半缩醛羟基的一端称为还 原未端，而葡萄糖残基不再存在半缩醛羟基的一端，称非还原端。
淀粉酶：是水解淀粉和糖原的酶类的总称。 淀粉酶类属水解酶，可以将淀粉类原料降解转化 成不同的淀粉糖。 常用的淀粉酶有： α- 淀粉酶、 β- 淀粉酶、葡萄糖 淀粉酶、脱枝酶等。 酶法淀粉深加工的产物：主要有糊精、环状糊精 、饴糖、麦芽糖和麦芽糖浆、果葡糖浆以及一些 低聚糖等。
第四章
酶工程及其在食品工业中的应用
酶工程的应用前景
（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产； （2）自然酶的分离纯化及鉴定技术； （3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）； （4）酶反应器的研制和应用； （5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。 其中固定化酶技术是酶工程的核心。实际 上有了酶的固定化技术，酶在工业生产中的利 用价值才真正得以体现。
用固定化的葡萄糖异构酶来进行生产。
异构化工艺：普遍采用固定化酶床反应器法， 酶可连续使用约800h左右。 异构化出柱的糖浆指标为：pH≥7.0, 异构糖浆中 果糖含量≥42%。
（5） 果糖的分离
分离方法：冷却结晶分离法、果糖钙沉淀分离、 离子交换树脂分离、分子筛和色谱分离等。 美国环球石油公司开发的用分子筛作吸附剂 ，用旋转阀模拟流动床连续分离果糖工艺，果糖 提取率92％，果糖纯度可达94％以上，糖液中固 形物浓度达18％～24％。 英国P.E.Barber教授等采用半连续色谱分离法 ，用钙或其它阳离子交换树脂，分离果糖的纯度 可达99.9％，这是目前最有效的方法。
麦芽糖浆的应用
麦芽糖甜度（为蔗糖的30%～40％）柔和，具有良好防 腐性和热稳定性，吸湿性低，不参与胰岛素调节的糖代谢 ，在食品中不仅做甜味剂，还可做保鲜剂、保湿剂等。 麦芽糖浆具有良好的抗结晶性，在果酱、果冻和冷冻食 品中不会有结晶析出，延长食品的保存期。 麦芽糖具有良好的发酵性，可大量用于面包、糕点、啤 酒的制造，有防止淀粉凝沉和老化作用。 麦芽糖吸湿性低，保湿性高，能防止食品脱水和老化， 使食品长期绵、软、湿润、新鲜、可口。 高麦芽糖浆当前在食品工业中主要用于制造糖果、果 冻、糕点、饮料等产品，超高麦芽糖浆主要用于制造纯麦 芽糖、麦芽糖醇。
第三代（F-90）：含果糖90％以上，低聚糖3％，其甜度 为蔗糖的1.4倍。
（一）果葡糖浆的生产
1、果葡糖浆生产原理
以淀粉为原料，通过 α-淀粉酶和葡萄糖淀
粉酶将淀粉水解形成葡萄糖，然后利用葡萄糖 异构酶的作用将葡萄糖转化为果糖，制成一种 含有果糖和葡萄糖的混合糖浆。
2、果葡糖浆生产工艺流程
α-淀粉酶 葡萄糖淀粉酶
第一节 淀粉的酶法加工
淀粉：是多糖类的一种，是无色无臭的白色粉末。天然淀 粉一般由直链淀粉和支链淀粉构成。 直链淀粉：大约由几百至一千个 α-D-葡萄糖单位通过α-1,4糖苷键 连接的线形分子，但并不是一根 长的直链，而是盘旋成一个螺旋 状。 支链淀粉：支链淀粉是由多个直 链淀粉通过α-1,6糖苷键形成侧链 ，在侧链上还会形成另一个分支 的侧链。
（2）、淀粉糖化
糖化操作： 调液化液pH： 4.5～5.0
加糖化酶量：100～200U／g（干物质）
糖化温度： 60土1℃ 最终糖化液DE值达到95～98即终止糖化. （３）糖液精制 包括过滤、脱色、离子交换、脱氧。
脱氧的目的：提高葡萄糖异构化时酶对底物葡萄
糖的转化效率。
（４）、葡萄糖异构化
可采用游离酶或固定化酶，目前主要是采
淀粉
液化
糖化
糖液精
制（过滤、脱色、离子交换等）
葡萄糖异构酶
精制的葡萄糖液
脱氧
葡萄糖异构化
果葡糖浆（第一代）
果糖与葡萄糖分离
葡萄糖再异构化或加入果糖
果葡糖浆（第二、三代）。
（1）、淀粉液化
原料：一般为玉米淀粉 酶：α-淀粉酶 液化温度： 耐热性淀粉酶：温度在95～105℃。 非耐热性淀粉酶：温度在90℃以下。 淀粉液化程度：用DE值(dextrose equivalent，葡萄糖当量 值）来表示，它是淀粉液化液中还原糖（以葡萄糖计）占 干物质总量的百分率，一般控制在15～20。 液化设备：液化喷射器，工作原理是将加酶的淀粉乳瞬间 加热到淀粉酶的耐高温临界温度，在充分分散的条件 下，进行液化反应。
分子筛：是可以在分子水平上筛分物质的多孔材料，如 凝胶、沸石等都是多孔材料。分子筛分离是利用混合物 溶液中各物质的分子大小不同来分离。常使混合物通过 凝胶柱，由于不同的物质分子量大小不同，通过凝胶柱 后而得到分离，大分子先出，小分子后出。 色谱分离：色谱分离是通过混合物在两相间的分配差异 来实现的。构成色谱分离的两相分别是固定相和流动相 ，分离时流动相流过固定相。由于混合物中各组分在固 定相表面上的吸附强度或分配系数不同，当流动相流过 时各组分随流动相的移动速度不同而实现分离。
功能性低聚糖生理功能
1、促进人体内有益细菌-双歧杆菌的生长，抑
制腐败菌的生长繁殖，改善肠道菌群。
2、低热能，降低血脂，防止肥胖和糖尿病。 3、抗龋齿，抗肿瘤，提高人体免疫力等。
功能性低聚糖种类：
较多，如低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木 糖、异麦芽低聚糖、帕拉金糖、偶合糖、大豆
低聚糖、乳果糖、乳酮糖等等。
3、β-CD的生产工艺
β-环状糊精的生产一般分为三个阶段：
第一阶段：制造环状糊精合成酶
第二阶段：利用酶作用于淀粉合成环状糊精 第三阶段：环状糊精的分离提取与精制
第二节 功能性低聚糖的酶法生产
一、功能性低聚糖 定义
（ 1 ）功能性低聚糖是由 2~10 个相同或不同的单糖聚合 而成；
（ 2 ）具有糖类某些共同的特性，可直接代替蔗糖，作 为甜食配料，但不被人体胃酸、胃酶降解，不在小肠吸 收，可到达大肠； （3）具有促进人体双歧杆菌的增殖等生理特性。
应用
糖果、糕点、香口胶、饮料、乳制品以及 各种功能保健食品和婴幼儿食品等。
国外：日本和欧美已有多种新型低聚糖商品化工业生产。
据欧洲有关单位调研消费者对功能性低聚糖的认知度表明 ：日本70％，法国16％，德国9％，英国3％。在欧洲，功 能性低聚糖不作为食品添加剂管理，作为食品配料广泛应 用于各类食品 。在日本很多食品中添加了功能性低聚糖。 我国：功能性低聚糖的工业化生产始自 1996年，近十年发 展很快，目前大部分作为保健品或保健品的配料使用，很 少部分用于饮料、糖果和酒类等，有很多食品还没有涉及 ，总的来说应用的品种较少，和日本、欧洲比较，还有很 多食品行业的应用尚待开发。
α- 淀粉酶应用：工业上将 a- 淀粉酶称为液化型 淀粉酶，利用它对淀粉进行液化处理。
2、α-淀粉酶的来源及性质
来源：主要来自于细菌和曲霉。 不同来源的α-淀粉酶性质差异较大，目前人 们在致力于开发和应用各种耐热、耐酸、耐碱 性好的α-淀粉酶。
耐热性α-淀粉酶： 耐热性 α- 淀粉酶 : 指最适反应温度、热稳定 性在90℃以上的α-淀粉酶。 耐热性α-淀粉酶的优点： 在 90 ℃以上高温液化淀粉，反应快，液 化彻底，易过滤，且节省能源。 液化时不需添加 Ca2+，减少精制费用，降 低成本。 酶的稳定性好
作用特点：可作用于支链淀粉分支点的 α-1,6 糖
苷键。 与淀粉加工有关的微生物脱枝酶有两类: 普鲁兰酶（又称茁霉多糖酶）和异淀粉酶 应用：常与β-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶一起使用以 提高产物的得率。
二、果葡糖浆的生产
果葡糖浆：也称高果糖浆（High Fructose Syrups 简称 HFS），是一种以果糖和葡萄糖为主要成分的混合糖浆。 目前主要有三种糖浆工业产品： 第一代（F-42）：含42％的果糖、53％的葡萄糖、 5％的 低聚糖，甜度与蔗糖相同； 第二代（ F-55）：含果糖55％，葡萄糖40％，低聚糖5％ ，甜度约为蔗糖的1.1倍；
产物：麦芽糖和β-限制糊精
应用：淀粉糖化
（三）葡萄糖淀粉酶
1、葡萄糖淀粉酶作用特点 作用特点：从淀粉分子非还 原端末端开始依次水解一个 葡萄糖分子，并从α型转变为 β型，能作用于淀粉分子的 α1,4、α-1,3、α-1,6糖苷键。 产物：β-葡萄糖
应用：淀粉糖化等
（四）脱枝酶 脱枝酶：为水解糖原、支链淀粉中 α -1,6 葡糖 苷键的酶类的总称。
2、β-CD的酶法生产原理
以淀粉为原料，利用环状糊精葡萄糖基转移酶（ cyclodextrin glucanotransferase，CGTase）的催化作用， 在分解淀粉的同时将开链糊精环化形成环糊精。 环状糊精葡萄糖基转移酶来源不同，酶的性质差异 很大，生成的产物也有所不同。 来源于软化芽孢杆菌的CGTase生成的环糊精以αCD为主，而来源于巨大芽孢杆菌的CGTase生成的环糊精 以β-CD为主。
四、环状糊精的生产
1、环状糊精（cyclodextrin，简称CD ）： 是指由6~9个葡萄糖单位以α- l,4 糖苷键结合而成的环状 寡糖化合物。相应于葡萄糖单位的数量，分别称为α-CD、 β-CD、γ-CD和δ-CD。 环状糊精具有特殊的环 状空腔结构（呈锥筒状） ， 腔内亲油腔外亲水，能与有 机分子或化合物形成包接络 合物，使其具有吸附或包埋 各种有机物的性质，在食品 中有广泛的应用。
（二）、果葡糖浆在食品工业中的应用
目前，在美国、日本等发达国家，2/3的食糖已被高果 糖浆代替。
三、麦芽糖浆的生产
１、麦芽糖浆：是以淀粉为原料， 经酶或酸酶结合的方法水解而成的 以麦芽糖为主的糖浆。 ３种麦芽糖浆产品及组成：