如何控制异构化糖液中的钙镁离子的含量?
许多酶都属于金属酶,顾名思义,某些金属离子对于酶都有激活或者抑制的作 用。最为熟悉的就是Ca2+和Na + 对α-淀粉酶有激活和保护酶活的作用。同样, 葡萄糖异构化酶也是金属酶,但它的激活剂是镁,而钙却是它的抑制剂。
在果糖生产过程中,葡萄糖浆在进人异构柱之前必须经过脱色和离子交换,以尽 可能将糖浆中的杂质去除干净,包括各种离子。由于技术进步使淀粉酶对钙离子的 依赖降低,现在多数情况下液化已经不需要额外添加钙离子了,糖浆中的钙离子主要 来自于生产用水、原料以及生产辅料。 钙离子浓度过高会造成异构化酶效率的降低,通 常lmg/kg的钙离子需要20mg/kg的镁离子来抵消其抑制作用,即1...全部
许多酶都属于金属酶,顾名思义,某些金属离子对于酶都有激活或者抑制的作 用。最为熟悉的就是Ca2+和Na + 对α-淀粉酶有激活和保护酶活的作用。同样, 葡萄糖异构化酶也是金属酶,但它的激活剂是镁,而钙却是它的抑制剂。
在果糖生产过程中,葡萄糖浆在进人异构柱之前必须经过脱色和离子交换,以尽 可能将糖浆中的杂质去除干净,包括各种离子。由于技术进步使淀粉酶对钙离子的 依赖降低,现在多数情况下液化已经不需要额外添加钙离子了,糖浆中的钙离子主要 来自于生产用水、原料以及生产辅料。
钙离子浓度过高会造成异构化酶效率的降低,通 常lmg/kg的钙离子需要20mg/kg的镁离子来抵消其抑制作用,即1:20。镁离子是在 异构之前人为添加到糖浆里的,工厂里通常是添加七水硫酸镁(MgS04 • 7H20)作 为异构化酶的激活剂,毫无疑问,钙离子含量越高,需要消耗的镁离子也就越高,这 样既增加了生产成本,也给离子交换增加了负荷。
有的厂家经常会问及镁离子的最低添加量是多少? 一般来说,镁离子的添加 量是由钙离子的浓度决定的,如果有1mg/kg的钙离子,就需要添加20mg/kg浓度 的镁离子来补偿。由于果糖生产难免出现波动,钙离子浓度随着生产用水和原料 的变化以及离子交换柱效率的下降也会不断变化,因此,镁离子需要有一个最低的 添加量来保证异构化酶活力的稳定释放,一般镁离子的最小添加量需要36mg/kg。
以七水硫酸镁计算,每立方米糖液中最少需要添加约400g。对于生产者来说,适当 提高一点镁离子的浓度,能有效消除钙离子对酶的抑制作用,对提髙异构柱效率、 延长使用寿命非常有利。如果生产因为短时间内钙离子浓度过高而造成异构柱转 化效率降低,可以通过增加镁离子得到弥补。
在实验室运行异构柱,在异构柱正常 生产6天后,出口 FX=45。 165%,用Ca2+浓度10mg/kg、Mg2+浓度为0mg/kg的糖 液进行生产,结果两天内出口 FX降为25。231 %,第九天用Ca2 +浓度0mg/kg、Mg2 + 浓度为90mg/kg的糖液补救生产,结果两天内出口 FX恢复到44。
796%。
果糖工厂通常用检测糖液的电导率来衡量糖液中的离子等杂质的水平,异构 前要求电导率一般控制在20 ~30mg/kg以下。当然,电导率控制得越低越好,个别 工厂甚至可以将电导率控制在10mg/kg以下。
目前,绝大部分工厂对于钙离子没有监控,这是因为检测钙离子的通用方法是比色法,这种方法无法准确地检测微含 量的钙离子,而个别大型企业使用离子色谱或质谱检测,设备投资巨大,也非一般 企业所能。虽然如此,监测异构前糖浆中的钙离子浓度仍具有重要的生产指导意 义,可以定期送样到具有检测能力和资质的机构代为检测。
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