直链糊精、麦 芽糖
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酶在燃料工业中的应用
酶在生物质转化为燃料酒精中的应用
酶在燃料工业中的应用
▪ 燃料工业中的酶 ▪ 纤维素酶
▪ 应用酶水解技术处理生物质所制造的燃料 酒精可以部分替代石油 ,生物质还可以被 进一步转化成其他的化学产品及生物化学 品。预处理过程和纤维素酶成本的降低 , 纤维素酶效率的提高是生产生物质酒精及 其他化学产品的关键。
PH：5.7-
7.0 温度： 90-95℃
作用于淀粉分子 内部的α-1.4葡萄 糖苷键
作用 基质
分解产物
直链 短链糊精、麦芽糖、葡萄 淀粉 糖
支链 含α-1.6葡萄糖苷键的α-界 淀粉 限糊精、麦芽糖、葡萄糖
β-淀粉 酶
纤维素 酶
β-葡聚 糖酶
PH：5.0-
5.5 温度： 60-65℃
从淀粉分子的非 还原性末端进行 分解
生产含水α-葡萄糖，需要重新溶解含水α一葡萄 糖，用所得糖化液精制后生产无水α一葡萄糖或β 一葡萄糖。用酸法糖化制得的全糖，因质量差， 甜味不纯，不适于食品工业用。
▪ 酸法糖化产生复合糖类多，结晶后复合糖 类存在于母液中，一般是再用酸水解一次 ，将复合糖类转变成葡萄糖，再结晶。
▪ 酶法糖化基本避免了复合反应，不需要再 糖化。酶法糖化液结晶以后所剩母液的纯 度高，甜味纯正，适于食品工业应用，
▪ 在固态无盐酱油发酵过程中，加入适量的 纤维素酶，能将包裹蛋白质的纤维素充分 分解，进一步加强了蛋白质的裸露状态， 便于蛋白酶更加完全地分解蛋白质，使酱 油收得率、发酵速度、酱油风味和质量都 得到明显提高酱油大生产中的试验结果表 明，当添加比例为0.1%时，酱油成品中全 氮、氨基酸态氮、总酸、还原糖、无盐固 形物含量等均有明显增加，并且风味也明 显好于未加纤维素酶的产品。
液化酶 糖化酶
↗蒸发结晶→分蜜→干燥→无水β一葡萄糖
▪↓ ↓
↗冷却结晶→分蜜→干燥→无水a一葡萄糖
▪ 淀粉乳→ 液化→ 糖化→精制→浓缩→浓缩浆 →→→ 凝固→ 粉碎→ 干燥→ 全
--------
糖
▪
↘ 结晶→ 喷雾干燥→ 全糖
▪
▪ 结晶葡萄糖主要生产工序包括糖化、精制、结晶，其中结晶工艺较为复
杂，而糖化、精制工艺和全糖生产类似，本文主要介绍酶法生产全糖的工艺 过程。
▪ 但是，当酶的加入量达到50μmol/min时， 酒精度的增加则变得十分缓慢。在醋酸发 酵期间，酸度随着纤维素酶量的加大呈梯 度上升，说明加入纤维素酶可以使底物的 分解速度加快，促进醋酸的生成。
在香菇醋的酿造过程中，加入纤维素酶 后也得到了类似的效果。
名称
最适作用 条件
作用方式
耐高温 α-淀粉 酶
▪ 传统方法将谷物转化成啤酒的酶来自麦芽， 如果麦芽汁中酶活性变化或过低可能导致 一系列质量问题：提取率低，麦汁分离时 间长，发酵慢，啤酒的口味及稳定性差。
▪ 工业酶可用来补充麦芽天然含有的酶，用 辅料(玉米、小麦、大米等淀粉类原料)和大 麦酿造啤酒时分别加入α- 淀粉酶、β- 葡聚 糖酶及蛋白酶可确保酿造质量。
酶制剂常用品种
一．α-淀粉酶
▪ 1. 耐高温α-淀粉酶 ▪ 2. 高效耐高温α-淀粉酶 ▪ 3. 洗涤剂α-淀粉酶 ▪ 4. 中温α-淀粉酶
二．糖化酶
▪ 1．葡萄糖糖化酶 ▪ 2．高效糖化酶 ▪ 3．强效糖化酶 ▪ 4．新型液体糖化酶
其他品种
▪ 三． ß-淀粉酶 ▪ 四． 普鲁兰酶 ▪ 五． 转苷酶 ▪ 六． 果胶酶 ▪ 七． 蛋白酶 ▪ 八． 木聚糖酶 ▪ 九． 脂肪酶 ▪ 十． 纤维素酶
▪ 采用固态醋酸发酵生产工艺对纤维素酶在食醋 酿造方面的应用进行了系统研究，结果表明，当 纤维素酶的加入量为10μmol/min～50μmol/min时， 食醋产量可以提高0.25kg～1.38kg，主料的出品 率提高幅度为5.1%～27.2%。
▪ 在糖化阶段和发酵阶段，随着纤维素酶活量的 逐渐加大，酒精含量也相应增加，由于醋酸是醋 酸菌转化酒精而来，所以酒精度越高，产酸量也 就越高，相应的食醋产量也会增加。
▪
(3)糖化液化液冷却至60℃，调pH值4．5，按50～100 u／g加入
糖化酶进行糖化，保温，定时搅拌，时间一般为24～48 h，当DE值
≥97％时，即可结束糖化。如欲得到DE值更高的产品，可在糖化时加
少量普鲁蓝酶。
▪
(4)过滤升温灭酶，同时使糖化液中蛋白质凝结。过滤，最好加少量硅
藻土作为助滤剂。
▪ 这种产品质量虽逊于结晶葡萄糖，但生产工艺简单，成本 较低，在食品、发酵、化工、纺织等行业应用也十分广泛 。
▪ 葡萄糖的生产因糖化方法不同在工艺和产品方 面都存在差别。
▪ 酶法糖化所得淀粉糖化液的纯度高，除适于生
产含水α一葡萄糖、无水α一葡萄糖、无水β一结 晶葡萄糖以外，也适于生产全糖。
▪ 酸法糖化所得淀粉糖化液的纯度较低，只适于
作用于淀粉分 子非还原性末 端的α-1.4葡萄 糖苷键，缓慢 水解α-1.6葡萄 糖苷键
作用于淀粉分 子的α-1.6键连 接的麦芽三糖 和麦芽四糖
作用于淀粉分 子的α-1.6键连 接的两分子麦 芽糖
淀粉 支链淀粉 支链糊精
肽及氨基酸 戊聚糖片断、 小分子戊聚糖、 木糖、阿拉伯 糖等
葡萄糖
直链淀粉、麦 芽三糖
葡糖浆 ▪ c. 结晶→离心分离→干燥→结晶葡萄糖
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酶制剂在酿造工业中的应用技术
酶制剂在酿造工业中的应用技术
▪ 一．酶解技术在啤酒酿造过程中的应用 ▪ 二．酶解技术在果酒酿造过程中的应用 ▪ 三．酶解技术在酱油酿造过程中的应用 ▪ 四．酶解技术在食醋酿造过程中的应用
一·酶解技术在啤酒酿造过程中的 应用
▪ 将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中， 可显著增加麦粒溶解性，明显缩短发芽时 间。
▪ 在啤酒酿造过程中，谷物皮壳中含有的木 聚糖、戊聚糖等半纤维素和麦芽中释放出 的 β-葡聚糖，常常造成麦汁黏度的增加以 及啤酒的后浑浊，将半纤维素酶与β-葡聚 糖酶配合使用可以有效减少糖化液中β-葡 萄糖的含量，改进过滤性能，并且能够避 免沉淀的产生，使麦汁的透明度明显提高， 显著改善啤酒的品质。
中性蛋白酶 戊聚糖酶 糖化酶 异淀粉酶 普鲁兰酶
PH：6.5-7.0 温度：45-50℃
作用于蛋白质 分子内的酰胺 键
蛋白质
PH：4.5-5.2 温度：40-65℃
从戊聚糖内部 及非还原性末 端进行分解
戊聚糖
PH：4.0-4.5 温度：58-65℃
PH：5.6-7.0 温度：50-55℃
PH：5.6-7.2 温度：45-52℃
酶解技术在酿造食醋过程中的应 用
▪ 在食醋酿造过程中加入适量纤维素酶与糖 化酶的混合物，同样可明显提高原料利用 率和食醋的出品率。
▪ 在固体倒缸醋（添加糖化酶和活性干酵母） 的酿造过程中，添加0.1%的乾氏曲霉纤维 素酶，试验醋的感官和理化指标优于对照 组，其产量提高了4.6%，当乾氏曲霉纤维 素酶的添加量为0.2%时，试验醋的感官和 理化指标明显优于对 照组，其产量则提高 了l5.7%。
▪ 在黑莓酒酿造过程中，将黑莓破碎后利用
▪ 半纤维素酶、纤维素酶和果胶酶等进行生
▪ 物酶解，经过灭酶、澄清处理后，再用脱
▪
臭酒精浸制或酵母菌发酵，然后通
▪
过酯化、冷处理、过滤、调配等
▪
一系列工艺，所酿造出的各种黑
▪
莓果酒均具有果香浓郁、清澈明
▪
亮、营养丰富、口味纯正等特点。
▪
加入纤维素酶还可以显著提高出汁
▪
(1)调浆 淀粉乳含量为30％～35％，调节pH值到6．2～6．5，以10 u
／g添加量加入高温α一淀粉酶。
▪
(2)液化采用喷射液化法
▪
一级喷射液化，105℃，进入层流罐保温30～60 min；
▪
二级喷射液化，125～135℃，汽液分离，如碘色反应未达棕色，可补加
少量中温α一淀粉酶，进行二次液化。
▪
率，缩短酿造周期，从而提高了设
▪
备利用率，降低了用
▪ 酱油的天然酿造过程中需要加入淀粉酶、 蛋白酶等多种酶，如果在入池发酵时同时 加入一定量的纤维素酶，则可以使大豆等 原料的细胞膜的膨胀、软化和破坏都更加 充分，从而使包藏在细胞中的蛋白质、碳 水化合物等成分充分释放。纤维素酶的加 入显著缩短了酿造时间，提高了产率，在 提高酱油浓度、改善酱油质量方面也有明 显的促进作用，所得的成品酱油色泽较好， 无需另外加入糖色。
▪ 啤酒酿造过程包括大麦的发芽及随后麦芽 汁的制备和发酵。麦芽制造主要依靠种子 萌发，种子萌发开始于种子内α、β-淀粉酶 和葡聚糖酶的活化以及种子内储藏物的水 解，这些与萌发相关的生化酶只有在最适 合的条件下、并且要协同作用才能生产出 高质量的麦芽。通常情况下，由于不同的 栽培作物、不良的耕作方式和季节变更等 原因，使得作物中这些与种子萌发密切相 关的内切-β-葡聚糖酶等生化酶活性很低， 导致一些酿酒厂只能使用质量低劣的麦芽 进行啤酒酿造，影响了啤酒的质量和效益。
啤酒生产流程1
酶解技术在果酒酿造过程中的应 用
▪ 在木瓜果酒酿造过程中，加入适当比例的 纤维素酶和果胶酶的复合酶液后，木瓜汁 的出汁率明显提高，营养物质更加丰富， 成品酒的酒质澄清透明，无悬浮物和沉淀 物等杂质，口味更加宜人
▪ 葡萄酒的酿造具有十分悠久的历史，葡萄 酒需要从葡萄里抽提出葡萄汁并且用酵母 使果汁发酵。将纤维素酶应用于葡萄酒酿 造，可以明显提高葡萄汁的发酵效率，并 且能够增加葡萄酒的香味，提高葡萄酒的 质量和稳定性。
酶在工业上的应用
费巧瑛（20125112） 蒋瑶翰（20125115） 李仕涛（20125119） 孙春红（20125127）
酶的工业化应用
▪ 一 、酶制剂常用品种 ▪ 二、 酶制剂在淀粉糖工业中的应用 ▪ 三、 酶制剂在酿造工业中的应用 ▪ 四、 酶制剂在燃料工业中的应用 ▪ 五、 酶制剂在饲料工业中应用 ▪ 六、 酶制剂在洗涤工业中的应用 ▪ 七、 纺织、皮革、造纸工业中的应用 ▪ 八、 酶制剂在医疗工业中的应用