乳酸的微生物发酵是以还原糖(葡萄糖为主)来作为底物的,它给那些产酸微生物生长繁殖和代谢提供所必需的原料,也就是说给乳酸发酵提供所需要的葡萄糖是生产高质量乳酸的首要条件。我国混悬乳酸产品的生产中面临的最大问题是产品的色泽不稳定而且颜色较深,颜色的产生有多种原因,其中发酵液中残余还原糖与蛋白质在热的条件下遇到酸反应生成色素,应该是很重要的原因。成熟发酵液中残余还原糖的形成和量的多少,除了与发酵条件有关外,还与液化、糖化技术的运用情况有密切的关系。如果液化、糖化工艺技术控制的好,使淀粉能够尽可能的水解转化成葡萄糖,而剩余少部分也是易于水解的小分子的糊精和低聚糖,在发酵结束后所测定的残余还原糖量和残余总糖量是基本一致的,大致应该都在0.05%左右,这样低的残余还原糖量在后续的精制过程中就不容易产生高的色值,乳酸的颜色就会很浅,色泽澄清透明。反之,就会是液化、糖化工艺控制不好的情况。用不好的发酵液再去发酵制取乳酸,乳酸的色泽就很难达到规定的指标。
早期国内乳酸行业淀粉质原料的选择大多数选用玉米粗料来进行水解,后期进行乳酸发酵,随着乳酸行业的快速发展,乳酸发酵对前段葡糖糖的品质提出了更高的要求。目前使用玉米为原料经过湿磨工艺完全提取的高纯度的淀粉逐步替代了早期的玉米粗料。
为了生产高质量的葡萄糖保证乳酸的发酵,在淀粉原料的液化和糖化过程中必须要做好以下的工作。
?淀粉酶的选择:
目前国内使用的淀粉酶主要是耐高温淀粉酶,选择耐酸、耐热、低钙的优质产品,配合稳定的高压喷射系统,是目前淀粉转化的发展方向。
?控制好液化DE值:
液化DE值的高低对糖化反应影响很大,液化DE控制的越低,糖化终点的DE就会越高,葡萄糖转化就越好。需要注意的是,液化DE值控制过低,淀粉容易出现老化,回生,而且粘度大,不易于生产控制。一般液化DE值控制在12--14%为好。
?液化方式的选择:
目前国内乳酸工厂液化方式主要有间歇式液化和连续液化两种,间歇液化设备简单,对蒸汽压力的要求不高,适合于产量低的小型工厂。连续液化是采用高压蒸汽喷射器和耐高温淀粉酶相结合的工艺方式。目前连续液化是行业发展趋势。
?糖化酶的选择:
糖化酶的种类很多,不同的淀粉糖产品选择应用不同的糖化酶,在乳酸生产中,要求淀粉所转化的葡萄糖的量越多越好,这就要求糖化酶要选择无转苷酶成分并且活力高的、复配有普鲁兰酶的糖化酶产品。优选好的品牌,优质的复合糖化酶是乳酸行业的首选,目前在酶制剂选择搭配合适,参数控制良好的情况下,糖化反应可以产出DX值达到96.5%--97%的高质量糖液了。
?糖化的控制:
在糖化中为了得到更多的葡萄糖,提高DE值,可以适当的延长糖化时间,确保糖化的完全和彻底,提高糖化的收率。在边糖化边发酵的乳酸工艺中,通常要求糖化的DE值要高于85%,少量的小分子糊精在后期的发酵过程中还会被继续糖化。随着乳酸工艺的不断优化,开发新产品对发酵前糖化液的要求越来越高,这就需要更高的葡萄糖值(DX),这时候就需要把糖化和发酵分开,完全单独的糖化反应工段,配合高质量的复合糖化酶制剂,选择最优的糖化反应时间,以此来保证高糖化葡萄糖值。乳酸企业一般建议糖化反应时间40--48小时为宜(具体到工厂,合适准确的糖化时间视选择的糖化酶制剂、糖化曲线的绘制来做最后的判定的)。