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淀粉是一种多晶高聚物,其颗粒中一部分分子排列成疏松的非晶区(无定形区),另一部分分子则排列成高度有序的结晶区。由于淀粉这种独特的分子结构特点,水及反应物等不易触及结晶区内的分子,导致淀粉的糊化温度高、糊粘度过大、流动性差、化学反应活性低,淀粉的这种结构特点使淀粉酶无法直接作用于原淀粉。以淀粉为原料,无论是淀粉糖系列产品还是酒精、乳酸等的生产都必须先加热淀粉乳使淀粉颗粒吸水膨胀、糊化,破坏其结晶结构,然后用酸或α-淀粉酶对糊化淀粉进行催化水解到一定的糊精和低聚糖程度,粘度大为降低,流动性增强,最后再糖化。因此,研究如何通过新技术手段的运用来强化淀粉的液化水解,提高水解效率,实现无蒸煮液化、糖化工艺,降低能耗,已成为一个重要的研究方向。本文采用自制搅拌磨对淀粉进行机械活化,做了如下研究:(1)采用不同活化时间淀粉为原料、α-淀粉酶为液化试剂,以液化水解产物的葡萄糖值(Dextrose Equivalent,DE)为评价指标,通过研究机械活化时间、糊化温度、反应时间、反应温度、淀粉糊浓度、淀粉酶用量、pH值等因素对DE值的影响规律,分析讨论机械活化对淀粉酶解反应活性的影响。研究结果表明,经机械活化处理后的淀粉酶解反应活性明显提高,酶解速度加快,酶解时间大大缩短。这主要是机械活化能有效将淀粉的α-1,6葡萄糖苷键破坏,降低粘度,提高冷水溶解度,从而实现从内部强化淀粉的液化过程。(2)用α-淀粉酶和糖化酶协同作用木薯、玉米淀粉,探讨双酶作用下淀粉的水解情况。结果表明,双酶作用下淀粉的水解程度比单酶单独使用的作用大,双酶处理下机械活化淀粉甚至可不经糊化直接与酶作用,这对生产实际具有重要的指导意义。(3)用高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)检测液化水解产物组成,经糊化处理的木薯原淀粉和活化60min木薯淀粉、未经糊化处理的活化60min木薯淀粉还原糖(葡萄糖和麦芽糖)含量依次为6.06%、12.31%、11.46%,经糊化处理的玉米原淀粉和活化60min玉米淀粉、未经糊化处理的活化60min玉米淀粉还原糖含量依次为4.12%、8.14%、7.66%,结果表明活化淀粉的还原糖含量较原淀粉高。双酶作用下水解产物的主成分为葡萄糖,经糊化处理的木薯原淀粉和活化60min木薯淀粉、未经糊化处理的活化60min木薯淀粉还原糖含量依次为16.93%、30.47%、27.71%,经糊化处理的玉米原淀粉和活化60min玉米淀粉、未经糊化处理的活化60min玉米淀粉还原糖含量依次为15.84%、28.02%、26.12%,证明机械活化能有效提高淀粉反应活性,活化淀粉可不经糊化达到较好的酶解效果。