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葡萄糖生产工艺
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第一葡萄糖的发现和命名
欧洲人喜欢甜食,在19世纪初,法国人曾时兴研究用各种水果和许多种才料来制造糖品,1801年,法国人朴罗斯特试验成功了由葡萄的汁液中提取出的糖即葡萄糖,葡萄糖的名称由此得来,一直沿用到现在。
用淀粉水解生产葡萄糖是由德国化学家柯乔夫,在1811年发现的;柯乔夫最初是在研究一种胶粘剂,在一次试验过程中,在用硫酸处理马铃薯淀粉时,原意是制造可能代替阿拉伯树胶用的胶粘剂,但一不小心酸加多了;酸的作用过量,所得产物成为粘度很低的液体;清澄,具有甜味。柯乔夫乃开始研究制造淀粉糖。
经反复试验,最后制成一种糖浆液;放置一定时间,有结晶析出, 用布袋装起来,压榨,除去大部分母液,得到固体产品。
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当时欧洲正值拿破仑战争时代,由于战争封锁,欧洲不能获得甘蔗糖,不少工厂设立生产这种淀粉糖,这种淀粉糖畅销一时,主要给酿造工业做原料。1815年战争结束,甘蔗恢复进口,这种淀粉糖工厂相继停工。
法国化学家沙苏里经过长期研究证明,由淀粉制造的淀粉糖的化学反应为水解反应,水解的最终产品与葡萄汁中制成的糖为同一性质的糖;它的分子式和分子结构与葡萄汁中的葡萄糖完全相同。

糖化酶、60℃/60h
(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6
162 18 180
100
法国化学家沙苏里于1815年确定,淀粉经水解生成的糖为葡萄糖。
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第二葡萄糖的性质和用途
一葡萄糖的性质
1、葡糖糖的构型
葡萄糖主要为六环结构
应用酶法糖化工艺,使用糖化酶催化水解,生成的葡萄糖是ß - 构型;在酶水解的过程中构型发生了转变,生成的ß - 葡萄糖在水溶液中向a-构型转变,最后这两种异构体达到动态平衡。不论酸法还是酶法糖化工艺,所得淀粉糖化液中的葡萄糖都是不同异构体的平衡体系。如葡萄糖投影结构式示意图所示(下页):
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OH
OH
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
OH
OH
CH2OH
O
a-葡萄糖
ß-葡萄糖
OH H

C
|
H—C—OH
|
OH—C—H O
|
H—C—OH
|
H—C
|
CH2OH
H OH

C
|
H—C—OH
|
OH—C—H O
|
H—C—OH
|
H—C
|
CH2OH
CHO
|
H—C—OH
|
OH—C—H
|
H—C—OH
|
H—C—OH
|
CH2OH
a-葡萄糖
开链葡萄糖
ß-葡萄糖
葡萄糖投影结构式示意图
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在水溶液中,葡萄糖主要是以六环结构存在,但也有微量的开链异构体。开链异构体虽然微量,但是作用并不小,a-和ß-异构体的互相转变都是经过它为中间体。这3种异构体是呈动态平衡状态存在,a-和ß-异构体的比例为36%和64%。这种动态平衡受浓度和温度的影响很小。在工业生产的糖化液中,葡萄糖异构体间的转变度已达到这动态的平衡。
a-葡萄糖异构体的比旋光度为+,ß-葡萄糖异构体的比旋光度为+。随着异构体的转变,比旋光度也随着转变,这种现象称为“变旋光”现象。若溶解a-葡萄糖于水中,葡萄糖溶液将向ß-异构体转变,比旋光度逐渐降低,达到平衡状态时,,不在变化。若溶解ß-葡萄糖于水中,将向a-异构体转变,比旋光度逐渐升高,达到平衡状态时,比旋光度达到相同的平衡值+,不在变化
。这个平衡比旋光度不属于a-或ß-异构体,是两种异构体旋光的总和。
用方程式表示:
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2、物理性质:
【1】性状:葡萄糖为无色或白色结晶性或颗粒性粉末,无臭, 味甜,、熔点83℃;
【2】溶解度:易溶于水,在20℃时,,%,在25℃时,100g水能溶解111,42g葡萄糖,%。在乙醇中微溶。
【3】具有光学异构现象:由于葡萄糖结构中含有不对称碳原子,因此具有旋光现象。比旋光度为+ — 。
二葡萄糖的实用特性
1、甜味:葡萄糖是由淀粉制成的甜味剂,在淀粉糖中其甜度仅次于果糖,而高于其他麦芽糖、山梨醇等,以蔗糖甜度为100计,葡萄糖甜度约为75。如和蔗糖混合使用,葡萄糖在代替40%蔗糖时,葡萄糖的相对甜度可高达90%,同时,葡萄糖的浓度与相对甜度关系也很大,所以,葡萄糖浓度增加甜度也会大幅提高。
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2、风味:葡萄糖具有特殊的风味,甜味温和,特别是味凉,吃在口中有凉爽的感觉;葡萄糖在溶解时为吸热反应,固葡萄糖特别适用于夏季食品的甜味剂,如薄荷糖果,冷冻食品等。
葡萄糖的另一特性为冰点降低,相同浓度的葡萄糖液冰点液比蔗糖低,如30%浓度的葡萄糖