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1、木薯淀粉粉的生产产及应用用摘要：本本文主要要介绍了了木薯淀淀粉的生生产工艺艺以及木木薯淀粉粉发酵产产生酒精精的工艺艺及要点点和影响响因素。关键词：木薯淀淀粉；生生产；发发酵木薯淀粉粉是从盛盛长与北北回归线线和南回回归线自自检大部部分赤道道区域的的一种植植物的肥肥大根制制得的(美R.LL.惠斯斯特勒等等，19987)。木薯块块根干物物质含量量30-40%，鲜薯薯含淀粉粉32-35%，蛋白白质1-2%，脂脂肪0.3-44.3%，纤维维素1-2%，灰灰分1%，维生生素C330mgg/1000g左左右。还还含有少少量的维维生素AA、维生生素B11、维生生素B22等。木木薯植株株各部分分都含有有氢氰酸酸
2、，其中中叶部约约占全株株含量的的2.11%，茎茎部约占占36%，根部部约占661%，块块根以皮皮层含量量最高，为为肉质部部的155-1000倍。木薯的块根含30 %的淀粉,木薯干则含有70 %的淀粉,是被誉为“淀粉之王”,是很有前途的酒精生产原料。广西的木薯种植面积占全国的60 % ,年产鲜薯250 - 300 万吨（章克昌,1995）。利用木薯块根和叶子作食物和饲料时，应注意去毒，即浸水、切片干燥、剥皮蒸煮、研磨制淀粉等。切片干燥一般可除去75%的氢氰酸，加工制淀粉后含量甚微。甜品种类型剥皮蒸煮或切片干燥后均可安全使用，苦品种类型去毒处理后，也可食用和饲用，但主要用于加工淀粉。木薯淀粉粉呈白
3、色色，无异异味，口口味平淡淡，无味味道、无无余味(例如玉玉米)，适适用于需需精调气气味的产产品，例例如食品品和化妆妆品等。木木薯淀粉粉蒸煮后后 形成成的浆糊糊清澈透透明，适适合于用用色素调调色。这这一特性性对木薯薯淀粉用用于高档档纸张的的施胶也也很重要要。由于于木薯原原淀粉中中支链淀淀粉与直直链淀粉粉的比率率高达880:220，因因此具有有很高的的尖峰粘粘度，这这一特点点适合于于很多用用途。同同时，木木薯淀粉粉也可通通过改性性消除粘粘性产生生疏松结结构，这这在许多多食品加加工中相相当重要要。木薯薯原淀粉粉浆糊表表现出相相对低的的逆转性性，因而而在冷冻冻解冻循循环中可可防止水水份丢失失，这一一特
4、性还还可通过过改性进进一步增增强。木薯淀粉粉以原淀淀粉和各各种变性性淀粉两两大类广广泛应用用于食品品工业及及非食品品工业。木木薯原淀淀粉广泛泛应用于于食品配配方中，例例如焙烤烤制品，也也应用于于制作挤挤压成形形的小食食品和木木薯粒珠珠。变性性淀粉或或淀粉衍衍生物已已用作增增稠剂、粘粘结剂、膨膨化剂和和稳定剂剂，也是是最佳的的增量剂剂、甜味味剂、调调味剂载载体和脂脂肪替代代品。变变性淀粉粉在含固固体成份份的饮料料中用作作胶体稳稳定剂。在在饮料中中，木薯薯淀粉甜甜味剂优优于蔗糖糖，因为为前者改改善了加加工过程程并强化化了产品品特性，与与其它甜甜味剂结结合，能能充分满满足消费费者需求求。木薯薯淀粉水
5、水解形成成的高水水解度糖糖浆是啤啤酒酿造造中易发发酵糖的的理想来来源。木木薯原淀淀粉和各各种变性性淀粉在在糖果生生产中有有很多用用途，如如胶凝、增增稠、稳稳定体系系、增强强发泡、控控制结晶晶、粘结结、成膜膜、增添添光泽等等。低粘粘度木薯薯淀粉广广泛应用用于胶质质化糖果果，例如如果冻和和口香糖糖。干淀淀粉用作作糖果制制作中的的脱模剂剂。淀粉粉基聚糖糖实现了了无糖口口香糖的的生产。木木薯淀粉粉基糖浆浆可通过过酸解或或酶解过过程实现现低成本本生产，从从而作为为原料用用于生产产各种化化学品，例例如谷氨氨酸钠、氨氨基酸、有有机酸、乙乙醇、酮酮、维生生素和抗抗生素等等。木薯薯淀粉糊糊精是优优良的胶胶粘剂，
6、用用途广泛泛，包括括瓦楞纸纸板、纸纸袋、胶胶合板、胶胶纸、胶胶粘带、标标签、邮邮票和信信封等。变变性淀粉粉应用于于造纸工工业可改改善纸张张质量、提提高生产产率和纸纸浆利用用率。变变性淀粉粉也在颜颜料涂布布中用作作粘合剂剂以生产产光滑、洁洁白的高高档纸张张。在纺纺织工业业中为了了提高纺纺织效率率，木薯薯淀粉常常被用作作上浆剂剂以硬化化和保护护纱线；用作整整理剂以以生产手手感滑爽爽的布料料；用作作增色剂剂以获得得清晰、耐耐磨的印印花布料料。对纺纺织应用用而言，使使用轻度度蒸煮的的淀粉效效果更理理想。木木薯原淀淀粉和变变性淀粉粉可用作作药片生生产的粘粘结剂、增增量剂和和崩解剂剂。特殊殊改性的的淀粉可
7、可同作润润肤剂载载体，通通常这类类润肤剂剂是矿物物油基物物质。其其它变性性淀粉可可用作乳乳化剂、封封囊剂(维生素素)、定定型剂(发用摩摩丝) 和增稠稠剂(洗洗发香波波)等。木木薯原淀淀粉和变变性淀粉粉可与石石油基或或人工合合成的高高分子材材料混和和以改善善材料的的可生物物降解性性，从而而使这类类环保材材料的生生产成本本降至最最低。1. 木薯淀粉粉的生产产1.1木木薯淀粉粉生产过过程木薯淀粉粉生产过过程，是是物理分分离过程程，即是是将木薯薯原料中中的淀粉粉与纤维维素、白白、无机机等其它它物质分分开。在在生产过过程中，根根椐淀 粉不溶溶于冷水水和比重重大于水水的性质质，用水水及专用用机械设设备，将
8、将淀粉从从水的悬悬浮液中中分离出出来，从从而达到到回收淀淀粉的目目的。其其生产工工艺流程程分为输输送、清清洗、碎碎解、浸浸渍、筛筛分、漂漂白、除除砂、分分离、脱脱水、干干澡、风风冷、包包装等工工序。1.1.1木薯薯清理木薯通常常带有泥泥沙、杂杂草，加加工前需需先清洗洗。清洗洗的好坏坏直接影影响粉碎碎和筛分分系统设设备的寿寿命和产产品的质质量。此此外，木木薯的表表皮主要要为木质质纤维，并并含有氢氢氰酸，在在生产过过程中会会使淀粉粉变色，应应尽量除除去（梁梁于朝,李开绵绵,20007）。1.1.2木薯薯破碎碎解的作作用是破破坏木薯薯的组织织结构，从从而使微微小的淀淀粉颗粒粒能够从从木薯块块根中解解
9、体、分分离出来来（梁于于朝,李开绵绵,20007）。1.1.3纤维维洗涤和和提浆粉碎后的的鲜木薯薯稀浆，再再进入纤纤维逆流流洗涤系系统(立式离离心筛组组)，洗水水由系统统的尾端端加入，粗粗淀粉乳乳则由第第一级的的筛下物物出来，泵泵送入除除砂旋流流器除砂砂后，进进入精筛筛(压力曲曲筛)，筛下下物去分分离精制制工段，筛筛上物提提出细纤纤维后回回入洗涤涤系统。洗洗涤水用用部分循循环水和和补充部部分新鲜鲜水。最最后一级级立筛出出的湿纤纤维，经经脱水立立筛脱去去稀浆后后，直接接用来做做饲料。1.1.4蛋白白分离及及精制经纤维洗洗涤系统统的粗淀淀粉乳，其其中含有有细砂、细细纤维、蛋蛋白质、脂脂肪及可可溶物
10、等等。淀粉粉乳再经经除砂器器和旋转转过滤器器，除去去细泥砂砂及细颗颗粒后再再进入碟碟片分离离机，经经过除砂砂和过滤滤，不仅仅可以除除去细砂砂等杂质质，而且且可以保保护分离离机。分分离机从从淀粉乳乳浆中分分离出不不溶性蛋蛋白质及及残余的的可溶性性蛋白质质及其他他杂质，从从而达到到淀粉乳乳洗涤、精精制、浓浓缩的目目的。1.1.5淀粉粉的脱水水干燥精制后淀淀粉乳，浓浓度约118-21B，进入入刮刀离离心机中中脱水，脱脱水后，湿湿淀粉含含水388以下下，再进进入散蒸蒸汽流干干燥器中中干燥，干干燥器热热源可采采用锅炉炉、热风风炉或导导热油炉炉，热风风温度11602000左右，尾尾气温度度55时，对对应的
11、淀淀粉水分分13左左右，使使用一台台水分自自动调节节器，可可使淀粉粉水分限限在很小小的范围围内波动动。因为为水分的的蒸发是是在湿淀淀粉与热热空气直直接接触触下进行行的，故故干燥过过程可在在很短的的时间内内完成。1.2变变性淀粉粉生产工工艺流程程化学药品品板式换换热器PPH值测测定仪中中浓度分分离机回回收淀粉粉淀粉乳淀粉乳乳调浆反反应罐洗涤离心脱脱水气流干干燥筛分计量包包装成品图1变性性淀粉工工艺流程程图1.3变变性淀粉粉生产工工艺说明明淀粉乳被被泵送入入带调速速搅拌的的调浆反反应罐内内，然后后加入化化学药品品进行搅搅拌反应应，浆液液通过板板式换热热器外循循环调温温的方式式进行温温度控制制，f司
12、时测测得PHH值。待待反应达达到要求求后，泵泵入储罐罐，反应应后的淀淀粉乳经经旋转过过滤器、流流量计，计计量后进进入八级级洗涤旋旋流机组组进行逆逆流洗涤涤，清水水由末级级进入，洗洗去多余余化学残残留物等等。第一一、二级级的溢流流通过中中间浓缩缩分离机机回收淀淀粉，废废液溢流流排放。由由末级底底流排出出的精淀淀粉乳浓浓度达220-21BB，靠靠背压压压入高位位储罐，然然后经刮刮刀离心心机脱水水，得含含水366的湿湿淀粉，由由螺旋输输送机输输入气流流干燥系系统干燥燥，经1120-1600目分级级筛分，筛筛下物计计量打包包即为成成品（廉廉卫,20006）。2. 木薯淀粉粉发酵木薯属于于高产作作物，耐
13、耐肥、耐耐瘠、耐耐水、耐耐旱，是是酒精工工业的良良好原料料，其所所含的淀淀粉品质质较纯，淀淀粉颗粒粒大，加加工方便便。2.1 工艺艺流程与与操作要要点液化糖糖化加酒母母发酵蒸馏酒精（赵赵江,赵华, 20003）。2.1.1 液化化木薯淀粉粉中含直直链淀粉粉17%, 支支链淀粉粉83% , 淀粉浆浆的液化化是将淀淀粉链打打断, 淀粉的的网状结结构被破破坏, 从而使使淀粉浆浆的粘度度降低, 使淀淀粉水解解为糖和和糊精（薛薛万伟,党选举举,李鑫鑫. 220055）。传传统的液液化工艺艺采用高高温高压压蒸煮法法。原料料和水混混均后, 于1130下进行行高温高高压处理理。随着着酶工程程的发展展, 传传统
14、的高高压高温温蒸煮逐逐渐被取取代, 液化可可分为有有蒸煮方方式和无无蒸煮方方式, 现在的的有蒸煮煮液化方方式与传传统的高高温高压压蒸煮液液化方式式有着本本质的不不同, 它是建建立在酶酶制剂技技术上的的一种液液化方式式。液化化过程中中广泛使使用液化化酶(- 淀淀粉酶)对原料料进行液液化处理理。根据据蒸煮温温度和加加酶品种种的不同同, 目目前的有有蒸煮液液化处理理方式可可分为三三种, 高温蒸蒸煮、中中温蒸煮煮和低温温蒸煮, 高温温蒸煮会会造成原原料中可可发酵性性物质损损失, 且安全全性差; 中温温蒸煮不不易染菌菌, 但但冷却设设备投资资大, 耐高温温淀粉酶酶价格高高, 酒酒精成本本高; 低温蒸蒸煮
15、节约约蒸汽和和冷却水水效果显显著, 可发酵酵性物质质损失少少, 但但糊化、糖糖化不彻彻底, 易染菌菌, 发发酵升酸酸高。无无蒸煮方方式又称称为生料料发酵工工工艺, 凡是是完全排排除对淀淀粉质原原料进行行热处理理的酒精精生产工工艺属于于无蒸都都煮方式式。但是是, 目目前生料料发酵中中液化, 糖化化效果比比有蒸煮煮方式要要低。2.1.2 糖化化糖化是将将短的淀淀粉链即即糊精转转化为可可发酵性性糖, 糖化分分前糖化化阶段和和后糖化化阶段, 因为为糖化过过程的时时间限制制, 不不可能将将全部的的淀粉转转化为糖糖, 所所以在发发酵过程程中还存存在糖化化过程, 称为为后糖化化（薛万万伟,党党选举,李鑫.2
16、0005）。糖糖化是一一个复杂杂的生物物化学变变化过程程, 受受糖化酶酶添加量量、时间间、温度度等多种种因素的的影响。糖糖化酶在在木薯酒酒精发酵酵中有很很大的作作用, 它将木木薯中的的淀粉分分解成可可发酵性性糖, 以利于于酵母酒酒精发酵酵。糖化化酶的用用量对酒酒精发酵酵有很大大的影响响, 糖糖化酶的的用量太太少, 会造成成发酵不不彻底; 糖化化酶太多多, 则则增加了了生产成成本。糖糖化的效效果不仅仅取决于于糖化酶酶的添加加量, 而且与与糖化时时间有很很大的关关系, 糖化时时间不足足, 造造成糖化化不完全全, 不不利于提提高原料料出酒率率; 糖糖化时间间过长, 会延延长生产产周期,降低设设备的利
17、利用率。糖糖化温度度的高低低对糖化化也有一一定的影影响，酶的化化学本质质是蛋白白质, 反应温温度高于于适宜温温度时, 酶蛋蛋白会逐逐渐产生生变性而而作用减减弱, 甚至丧丧失其催催化活性性, 温温度过低低于适宜宜温度容容易染菌菌, 所所以糖化化温度的的控制是是非常重重要的，糖糖化阶段段的温度度在588- 662。2.1.3 发酵阶阶段从发酵罐罐消毒、淀淀粉的调调浆到前前糖化阶阶段完成成需要33h ,而后续续的发酵酵阶段要要进行660h 左右,所以对对发酵阶阶段的研研究非常常重要。2. 11.3.1 酵母的的活化发酵前要要进行酵酵母的活活化,这是很很重要的的一个步步骤（俞俞学锋,李雪松松,李志军军
18、20002）。安琪琪耐高温温干酵母母可以在在41 下进行行主发酵酵,可以大大大节约约冷却水水,缩短整整个发酵酵时间,被很多多酒精厂厂采用。干干酵母在在包装袋袋内处于于休眠状状态,要通过过复水使使其苏醒醒,并且使使酵母细细胞适应应发酵的的环境,快速生生长。2.1.3.22酵母母接种常用的接接种方法法有三种种（俞学学锋,李雪松松,李志军军20002）:分隔主主发酵法法,驯化法法,直接投投加法。2.1.3.33生物物发酵酒酒精的原原理酵母菌属属于兼性性微生物物,可以在在有氧或或者无氧氧条件下下生长。在在有氧条条件下,酵母细细胞中的的酒化酶酶受到抑抑制,酵母会会利用充充足的氧氧气将葡葡萄糖分分解为CC
19、O2 ,不产生生酒精,细胞进进行自我我增殖;在无氧氧条件下下,酵母才才将葡萄萄糖分解解为酒精精和COO2,得到自自身生命命活动所所需要的的热量。所以在在酒精发发酵过程程中要注注意酵母母菌生长长条件的的控制,保证适适当的时时间进行行有氧呼呼吸,然后在在无氧条条件下酒酒精发酵酵,如果在在发酵的的时候还还存在氧氧气就会会产生巴巴斯德效效应（俞俞学锋,李雪松松,李志军军20002）。2. 11.3.3发发酵阶段段的控制制酒精的发发酵可以以分为三三个阶段段:前发酵酵期、主主发酵期期、后发发酵期（薛薛万伟,党选举举,李鑫 20005）。前发酵阶阶段是酵酵母增殖殖阶段,又称为为对生长长期。活活化后的的酵母加
20、加入到糖糖化醪中中,因为有有充足的的氧气和和糖分,酵母会会快速的的繁殖,以达到到生长优优势,抑制杂杂菌的生生长,并且为为发酵酒酒精作酵酵母数量量上的准准备。前前发酵期期的温度度不能过过高,否则影影响酵母母的活性性,使酵母母容易衰衰老,控制在在3133 。由于于前发酵酵期间,醪液中中不可避避免的存存在杂菌菌,杂菌不不仅要消消耗糖分分和其它它营养物物质,而且会会产酸,影响酵酵母的生生长。实实验通过过补加碱碱液来调调节醪液液的pHH ,碱碱液使用用KOHH 和K2HPOO4的混合合溶液,同时起起到补充充K+、PO43 -的作用用。主发酵期期间,由于发发酵速度度快,会产生生大量的的热量,导致醪醪液的温
21、温度升高高,而温度度的升高高会造成成酵母衰衰老,并且会会造成杂杂菌的污污染,所以要要控制温温度,耐高温温酵母可可以耐441 的高温温,控制温温度在33840 ,可以节节约大量量的冷却却用水。主主发酵期期的时间间在18824hh 之间间,这个时时间主要要取决于于醪液中中糖的浓浓度以及及其他营营养成份份的含量量。后发酵期期。主发发酵期结结束后,进入后后发酵期期,随着糖糖分的消消耗、酒酒精的积积累,酵母的的活性会会逐渐降降低,发酵速速度减慢慢,直到大大多数酵酵母死亡亡,发酵结结束。后后发酵期期持续时时间在33440hh。2.2 影响因因素2.2.1 酶酶用量对对发酵的的影响糖化和发发酵同时时进行，若
22、若酶用量量太少，则则会导致致淀粉糖糖化速度度慢或糖糖化不完完全，不不利于发发酵；若若酶用量量太多，则则糖化速速度大于于发酵速速度，过过剩的葡葡萄糖有有利于杂杂菌的生生长，从从而降低低发酵率率。另外外，反应应液中葡葡萄糖的的浓度过过高时，酶酶的活性性会显著著降低（松元信也等.1985）。2.2.2 糖化时时间对木木薯酒精精发酵的的影响糖化的效效果不仅仅取决于于糖化酶酶的添加加量,而且与与糖化时时间有很很大的关关系。:糖化时时间对木木薯酒精精发酵影影响不是是太大,当糖化化时间为为30mmin 时,发酵醪醪的各项项理化数数据都很很正常。所所以确定定糖化时时间为330miin（赵赵江,赵华, 2000
23、3）。2.2.3 pH 值对木木薯酒精精发酵的的影响酵母菌的的适宜生生长条件件为弱酸酸性,ppH 值值为44.5。而且且调整ppH 值值为弱酸酸性时,可以抑抑制木薯薯糖化醪醪中的杂杂菌生长长,达到以以酸治酸酸,促进酵酵母酒精精发酵的的作用（赵江,赵华, 2003）。2.2.4 发发酵时间间对发酵酵的影响响随着发酵酵时间的的延长，其其发酵率率增大，第第4 天天达到最最大值，44 d 后发酵酵率开始始下降（李李志平,庞宗文文, 20005）。3 结论论木薯以及及木薯淀淀粉的开开发利用用，可以以使木薯薯淀粉得得到充分分的利用用。木薯薯淀粉的的酒精发发酵还有有待于继继续研究究创新，使使其工艺艺完善。
24、参考文文献1 美R.LL.惠斯斯特勒 J. N.贝贝密勒 E.FF.帕斯斯卡尔著著 王雒雒文 闵闵大铨 杨家顺顺 高天天舜 张张陆等译译 王雒雒文校,淀粉的的化学与与工艺学学M 中国国食品出出版社.198872 章克昌昌.酒精精与蒸馏馏酒工艺艺M1 北北京:中国轻轻工业出出版社.199953 梁于朝朝,李开绵绵；木薯薯酒精发发酵研究究进展J.广西轻轻工业，220077（1）4廉廉卫；LLIDCC公司木木薯淀粉粉加工项项目商业业计划.200065 赵江江,赵华华,木薯薯酒精发发酵条件件优化J. 酿酒酒科技220033（2）776-778 6 薛万伟伟,党选举举,李鑫鑫,木薯薯酒精发发酵工艺艺的研究究J . 酿酒220055.7（44）7俞俞学锋,李雪松松,李志军军1 安琪琪耐高温温酿酒高高活性干干酵母在在中国的的应用J .酿酿酒20002 ,299 (22)8 松元信信也，等等.发酵酵原料省-的发发酵JJ.发发酵工工业，119855，433(9):832283999 李志平平，庞宗宗文，生生木薯淀淀粉直接接发酵生生产酒精精的发酵酵条件研研究JJ.酿酿酒科技技20005（112）