第2章　葡萄糖、麥芽糊精及麥芽糖

2.1　葡萄糖

葡萄糖是自然界分布最廣且最為重要的一種單糖。因為擁有6個碳原子，被歸為己糖或六碳糖。葡萄糖是一種多羥基醛，分子式為C₆H₁₂O₆。純凈的葡萄糖為無色晶體，有甜味但甜味不如蔗糖，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。其水溶液旋光向右，故亦稱“右旋糖”。

2.1.1　葡萄糖漿

淀粉經不完全水解得葡萄糖和麥芽糖的混合糖漿，稱為葡萄糖漿，亦稱淀粉糖漿。這類糖漿中還含有低聚糖和糊精。糖漿的組成因所用工藝和水解程度不同而有差異，并且具有不同的物理和化學性質。通常葡萄糖漿的濃度在80%～83%，DE值在20%～80%之間，為無色、透明、黏稠的液體，儲存性質穩定，無結晶析出。

2.1.1.1　葡萄糖漿分類

葡萄糖漿根據其DE值可以分為：低轉化糖漿（DE值在30%以下的葡萄糖漿）、中轉化糖漿（DE值在30%～50%之間的葡萄糖漿）和高轉化糖漿（DE值在50%～70%的葡萄糖漿）。目前在工業上產量最大的葡萄糖漿產品包括“普通糖漿”和“葡麥糖漿”。普通糖漿DE值為42%，主要由酸法制造。糖漿的糖分組成為葡萄糖19%、麥芽糖14%、麥芽三糖11%，其余為低聚糖和糊精。而葡麥糖漿DE值為64%，由酸酶法或雙酶法產生，其葡萄糖和麥芽糖含量都在35%～40%之間。

2.1.1.2　葡萄糖漿的性質

葡萄糖漿的性質由DE值和特定DE值中各組分含量所決定，如甜度、熟度、膠熟性、增稠性、吸潮性、保水性、滲透壓力、食品保藏性、顏色穩定性、焦化性、發酵性、還原性、防止蔗糖結晶性、泡沫穩定性等。DE值增加葡萄糖漿的應用特性變化見表2-1。

葡萄糖漿的黏度同固體含量與溫度有關，在同一溫度和濃度下，葡萄糖漿的黏度取決于糖的組分與平均分子量，平均分子量越大，黏度也越大。不同轉化方式黏度也不同，同一溫度下，黏度大小依次為酸法>酸酶法>雙酶法。吸濕性關系到產品貨架期，若周圍大氣相對濕度使產品既不從空氣中吸收水分也不釋放水分，稱為相對濕度平衡。若產品的相對濕度平衡值低于空氣中的相對濕度，則將吸收水分，而且易受微生物侵蝕；若產品的相對濕度平衡值高于空氣中相對濕度，則將散失水分變干燥。

葡萄糖漿平均分子量與滲透壓是線性關系，DE值越高，葡萄糖漿的滲透壓值也越大。糖漿的冰點降低取決于溶液的濃度，在固形物含量一定時，DE值越高，冰點降低程度越大，這一特性對冰凍食品（如冰淇淋）非常重要。使用糖漿種類不同，冰淇淋的硬度和融化點也不同。沸點升高是葡萄糖漿的一個重要特性，加入不同葡萄糖漿可控制糖果生產沸點，以達節省能源、減少褐變反應的目的。

糖漿的甜度隨轉化程度增高而升高，糖漿濃度越高甜度越大。低DE值葡萄糖漿在某些食品領域中具有優勢，如在果醬中作防腐劑，可提供低甜度而不掩蓋水果風味。在溶液中結晶的形成與溶質的飽和點有關，即與分子量、溫度和其他性質有關。在42DE葡萄糖漿與蔗糖的混合液中，葡萄糖漿有抑制結晶作用，而且低DE值葡萄糖漿這種抑制特性更強，常被用于食品和糖果生產中。糖漿轉化程度與甜度的關系見表2-2。

2.1.1.3　葡萄糖漿生產工藝

（1）原料　由于性能和生產費用的關系，蠟質玉米和高直鏈玉米都不適合生產葡萄糖漿，特別是高直鏈玉米淀粉的糊化溫度很高。在美國和歐洲，玉米淀粉是最普遍的葡萄糖漿原料，除此之外還有馬鈴薯淀粉；日本還有部分甜馬鈴薯淀粉；在南美和亞洲部分地區，木薯作為淀粉的部分來源，還有少量的西米和大米淀粉。

澳大利亞已用小麥淀粉多年，過去12年間歐洲使用更廣，尤其是副產品蛋白質的利用和其先進的生產手段，更促進了糖漿的生產應用。經過磷脂和纖維素酶的作用后，進行過濾和離子交換脫色可制得高質量小麥淀粉水解產品。

玉米淀粉加工過程中的主要問題是脂肪和蛋白質在淀粉水解過程中的分離，其含量大約占整個固形物含量的1%。小麥淀粉中脂肪和蛋白質的含量同玉米相似，需要從水解產物中分離出來。另外，磷脂和戊聚糖的分離也是小麥淀粉加工過程中的問題。馬鈴薯淀粉含有少量蛋白質和脂肪，但是大量的磷容易產生泡沫而影響終產品質量，且減少離子交換樹脂使用壽命。

（2）酸轉化　早期葡萄糖漿的生產方法是在正常大氣壓下，用硫酸催化淀粉煮36h得到的。由于硫酸易形成不可溶硫酸鈣使終產品產生絮狀物，20世紀初，鹽酸替代了硫酸，其產品清澈透明。而鹽酸也并非完善，易生成氯銹，需使用不銹鋼設備。除此之外，其他類型催化劑，如有機酸效果并不好，日本采用過草酸，但是殘留的有毒草酸的不可溶鈣鹽需用石灰進行處理。

早期的轉化裝置只能控制壓力，在普通溫度、50kPa氣壓下轉化時間為6h。到20世紀60年代，隨著工藝技術的改進，30～40min糖漿DE值即可達到40%。而現代化的生產操作，溫度在160℃狀態下只需幾分鐘，即可使DE值達到40%。

連續式轉化生產使用40%固體含量的預酸化淀粉漿，酸的添加與均勻混合是轉化的關鍵。直接加酸也可以，但最好邊加邊攪拌，酸的使用不當將導致高黏度淀粉糊生成，從而堵塞反應裝置甚至停車。

酸的水解過程毫無規則，隨機作用在任一毗鄰的兩個無水吡喃葡萄糖單元糖苷鍵上，將碳水化合物的鏈打開。然而，水解的轉化參數（如時間、溫度、酸度、淀粉濃度）一定要保持恒定。在這些條件控制下，碳水化合物成分一定，決定了葡萄糖漿的性能及應用。

酸水解的無規則性使酸水解產品的生產具有很大局限性，若產品DE值小于30%，則淀粉分子有足夠的鏈長使其可以再次縮合或回生，形成不可溶淀粉聚合物，使終產品中有絮狀物生成。另外，生產DE值55%以上的產品，溫度和酸濃度的控制條件要求嚴格，并且由于吡喃葡糖六環的變化，極易產生顏色和顏色母體，如5-羥甲基糠醛（HMF）和乙酰丙酸的生成，這些物質均能使終產品產生顏色，還能引進苦味，影響糖漿在食品方面的應用。因此，淀粉的酸水解一般只限于DE值在30%～55%之間，在這一范圍內，產品組分可再生且顏色穩定透明，質量高。表2-3列出了不同DE值酸轉化糖漿的各種糖分含量和平均分子量。

達到水解要求后，減壓降溫到105℃，加堿調pH值到5，常用堿是碳酸鈉，此時的pH值處于蛋白質的等電點，蛋白質溶解度非常小。目前，普遍采用硅藻土和珍珠巖旋轉真空過濾器除蛋白質和脂肪等雜質。

（3）酸酶轉化　酸轉化葡萄糖漿工藝有一定的局限性，其DE值在30%以下55%以上至今還沒有滿意的產品。酶法的引進可克服這一不足，增加糖漿組分，擴大DE值范圍。糖化酶，如β-淀粉酶、真菌葡萄糖淀粉酶和真菌α-淀粉酶，若溫度超過淀粉糊化溫度（60℃），則酶失去活性。因此經常先用酸轉化達到DE值20%～40%，水解產物為可溶的、不回生低聚糖，再進一步在60℃用酶法進行糖化。

酸轉化過程往往是一個連續式加工過程，液化調中性后將產物放于糖化罐中，溫度控制在60℃以減少微生物污染，pH值調到最佳值，葡萄糖淀粉酶是pH 4.2～4.6，麥芽糖酶或真菌α-淀粉酶是pH 5.3，細菌α-淀粉酶是pH 6.0。反應完成后，產品呈酸性進行精制、蒸發。

利用這一技術，可將DE為17%～20%的酸性產物用細菌α-淀粉酶轉化成DE為26%的非回生糖漿。另外，用β-淀粉酶或真菌α-淀粉酶與葡萄糖淀粉酶混用，可將DE 40%～42%的糖漿轉化成DE 55%～70%的糖漿，這些糖漿風味好，比DE 42%糖漿甜度高，增加了應用范圍。用β-淀粉酶還可將DE 20%糖漿轉化成麥芽糖漿，這種高麥芽糖漿含有45%或更多的麥芽糖，特別適用于釀酒工業和糖果工業。

酶水解的關鍵在于水解結束后控制反應的繼續進行，例如，DE 63%糖漿很難剛好控制，當反應結束后，葡萄糖淀粉酶仍很活躍還將繼續水解，生成過量的葡萄糖和其他糖。這種葡萄糖淀粉酶的反應活性可通過調節pH值來控制，反應完成后，將pH值調到3以下30min，然后再調到pH 5進行過濾。

（4）雙酶法轉化　隨著耐熱細菌α-淀粉酶在淀粉液化中的應用，開始了雙酶法葡萄糖漿的生產，代替了無規則的酸催化，能夠完全控制糖漿組分。含有50%～90%麥芽糖的高麥芽糖漿可用于糖果工業和釀造工業。

耐熱α-淀粉酶用于液化抗熱溫度已達106～108℃，這些淀粉酶在pH值6.0～6.3，加入鈣離子條件下進行轉化。典型工藝中，含有酶和鈣離子（50～100mg/kg）的淀粉漿在106～108℃加熱5～6min，生產出一種低DE值產品，然后再在100℃狀態下加熱1～2h，DE值達到12%；接著利用這一底物，冷卻到60℃，調pH值進行酶法糖化，產品進行過濾、精制和蒸發，工藝與其他葡萄糖漿的生產相同。

在從酸法到酸酶法到雙酶法的工藝改進過程中，不僅是化合物的組分控制得好，市場應用更廣，同時還帶來了其他優點，糖漿中易使終產品產生顏色的5-羥甲基糠醛含量大幅度降低。同樣，糖漿中的灰分也減少許多，雙酶法糖漿葡萄糖含量的減少增加了顏色穩定性。

（5）精制與蒸發　“精制”即指葡萄糖漿經水解和過濾，除去大量蛋白質和脂肪后，進行提純和除味以脫去微量雜質，包括蛋白質或蛋白質水解產物、氨基酸及肽類、顏色體以及不良氣味。

葡萄糖漿的精制曾使用過骨炭柱子，與蔗糖精制相似，1950年以后，開始使用粉末活性炭，以后又發展了顆粒炭技術。目前，發展最快的歐洲已使用離子交換樹脂對葡萄糖漿進行去有機和無機雜質的精制。

雙酶法生產葡萄糖漿已廣泛流行于歐美，唯一的問題就是解決硫酸鈣或磷酸鈣絮狀物，鈣的使用是為了使酶更好地發揮作用。硫酸鹽和磷酸鹽可用炭或助濾劑吸附，而鈉型陽離子樹脂可過濾鈣。所有的糖漿在經過去離子后，無論是否采用了炭吸附步驟，都能改善糖漿顏色，增強其穩定性。這是因為顏色形成體是以離子形式存在，很容易被樹脂吸附。葡萄糖漿經離子交換樹脂精制后其顏色穩定性增加，離子交換精制后，二氧化硫的含量也減少。

糖漿經樹脂交換后，性質有很大改進。首先，改進了感官特性，無機鹽的減少增加了糖漿甜味。離子交換后糖漿灰分含量僅為0.025%（干基），而炭精制酸和雙酶糖漿灰分含量分別為0.6%和0.25%。同時，還除去了產品絮狀物的不可溶鈣鹽。另外，氯的含量也從3000mg/kg以上降低到250mg/kg以下，減少了受腐蝕的可能性，降低了儲存材料等級，減少了投資費用。去離子作用對糖漿的pH值和緩沖力也有一定影響，終產品中幾乎不含無機離子，這樣可在應用時隨意加入大量的已知無機物質。

精制后，葡萄糖漿的固形物含量要濃縮到80%，這一含量是根據以下幾方面而定的：最小水含量、黏度、抗微生物腐蝕、能夠用泵抽提和常溫儲存不產生顏色變化。為避免產生顏色，蒸發需在低溫下進行，通常使用三效、四效蒸發器進行連續生產，一些工廠使用多級汽化壓縮蒸發器進行連續生產。最后，一些糖漿用噴霧干燥，產品呈粉末狀，水分含量僅5%，但具有吸濕性，因此不宜大批儲藏及運輸，產品放于紙袋中銷售。

2.1.1.4　葡萄糖漿的應用

葡萄糖漿主要應用于食品工業，占全部用量的95%，非食品工業僅占5%，主要是醫藥工業。在食品工業中使用量最大的是糖果，其次是水果加工、飲料、烘焙。此外，在罐頭、乳制品中也有使用。葡萄糖漿在糖果制造中的作用主要是控制結晶度，以滿足不同類型糖果的需要。添加的葡萄糖漿要根據具體情況分別對待。DE 63%糖漿能增加糖果的吸濕性、柔軟度，抑制微生物腐蝕，常用于膠糖、軟糖的生產。而DE 35%～42%酸轉化葡萄糖漿可增加固形物含量，提高蔗糖溶解性，保證糖果粒度，常與蔗糖混合用于硬糖生產。果脯是水果加工中的一種重要產品，選用DE 63%葡萄糖漿，黏度低、滲透性好，容易滲入果肉或果皮間隙，而低DE值的糖漿，因平均分子量高，黏度大，效果就差。葡萄糖漿用于酒精飲料有兩方面的作用：一是控制懸浮性、熟度和甜度；二是作為發酵碳水化合物來源，應選用高DE值葡萄糖漿，在發酵或蒸餾萃取后加入。葡萄糖漿在烘焙業中被大量使用，它能控制產品的流變特性，還原糖能提高面包皮的褐變反應。糖漿中的低聚糖能控制產品組織結構，高DE值葡萄糖漿能使蛋糕吸水防止干燥，延長貨架期。葡萄糖漿用于冰淇淋生產，能控制產品柔軟度、晶體形成和冰點，使產品變得光滑，無冰晶產生，不過甜，不掩蓋風味。葡萄糖漿在醫藥工業領域的應用包括作為抗生素生產的原料，作為藥丸糖衣，與蔗糖共同作為止咳液的載體。

2.1.2　結晶葡萄糖

結晶葡萄糖是相對液體葡萄糖漿、固體全糖粉而言，是以結晶狀態存在的葡萄糖的總稱，產品種類較多，名稱也不統一。

2.1.2.1　結晶葡萄糖的分類

（1）按結晶葡萄糖產品用途分類

①注射用葡萄糖：注射用葡萄糖是生產葡萄糖輸液、注射液以及配制各種注射用制劑的原料，也可用作化學純試劑或者細菌培養劑。

②食品用葡萄糖：食品用葡萄糖可用作各種疾病治療中食療法的強健劑以及與各種維生素配合制成食品，可作為生產維生素C級山梨醇的原料。

③工業用葡萄糖：工業用葡萄糖可用作抗生素以及發酵制品的培養基，也可作為日化級山梨醇的原料。

④濕固糖：結晶葡萄糖分離母液后不經過干燥，直接溶解做下游產品，或作為進一步深加工的原料。

（2）按淀粉水解方法分類

①酸法葡萄糖　酸法水解生產葡萄糖溶液，精制后生產結晶葡萄糖，統稱為酸法葡萄糖。

②酸酶法葡萄糖　酸法液化、酶法糖化精制后的葡萄糖溶液生產的結晶葡萄糖，統稱為酸酶法結晶葡萄糖。

③雙酶法葡萄糖　酶法液化、酶法糖化精制后的葡萄糖溶液制取的結晶葡萄糖，統稱為雙酶法或全酶法結晶葡萄糖。

④葡萄糖全糖　它是由酶法糖漿省去結晶工序直接用噴霧干燥方法制成的顆粒狀的糖粉。

（3）按產品的葡萄糖分子結構分類　葡萄糖結晶有三種形式異構體。

①一水α-D-六環葡萄糖，也稱含水α-D-吡喃葡萄糖，簡稱含水α-葡萄糖或一水α-葡萄糖。

②無水α-D-六環葡萄糖，也稱無水α-D-吡喃葡萄糖，簡稱無水α-葡萄糖或無水葡萄糖。

③無水β-D-六環葡萄糖，也稱無水β-D-吡喃葡萄糖，簡稱無水β-葡萄糖或β-葡萄糖。

雙酶法葡萄糖有：無水β-D-注射葡萄糖、無水α-D-注射葡萄糖、無水α-D-食品葡萄糖、一水α-D-注射葡萄糖和一水α-D-食品葡萄糖。酸酶法葡萄糖有：一水α-D-食品葡萄糖和工業葡萄糖。酸法葡萄糖有：一水α-D-食品葡萄糖、一水α-D-注射葡萄糖和工業葡萄糖。

2.1.2.2　結晶葡萄糖的物理性質

（1）晶體構型　葡萄糖隨結晶溫度的改變，晶體構型也隨著改變。當溫度高于50.8℃時，含水α-葡萄糖會轉化為無水α-葡萄糖，而當溫度進一步達到108℃時，無水α-葡萄糖會轉化為無水β-葡萄糖。

（2）不同晶體構型在性質上的差別　由于三種晶體構型不同，在某些性質上存在差別。具體見表2-4。

（3）吸濕性　含水α-葡萄糖在相對濕度60%以上時吸收水分，濕度增加，吸收水分速度增快，水分含量達到15%～18%時晶粒開始溶化。

無水α-葡萄糖在相對濕度80%以上時吸濕性很強，吸收水分向含水α-葡萄糖轉變，30～60min轉變完成。這種產品當作吸水劑應用，如香料工業，將香料溶液與快速吸水的葡萄糖混合，葡萄糖吸收水分轉變成含水晶體，產品呈干燥粉末狀。產品在相對濕度80%以下時穩定不潮解，在密封狀態下可長期保存。

（4）黏度　葡萄糖的黏度較蔗糖低，但會隨著溫度的升高而增大。

（5）甜度　甜味是糖品的重要性質，各種糖類的相對甜度比較見表2-5。

（6）熱力學性質　溶質在溶于溶劑中時，經常從周圍吸收熱量（或放出熱量），稱為溶解熱（ΔH_溶解）。如果溶解發生在絕熱條件下，溶液的溫度就要下降（或上升）。它的逆過程就是從溶液中析出溶質的結晶，要放出熱量（或吸收熱量），稱為結晶熱（-ΔH_結晶）。在結晶的實際計算過程中，在溶液接近飽和時，常以溶解熱的數值代表結晶熱，而符號相反，ΔH_溶解=-ΔH_結晶。結晶葡萄糖在水中的溶解熱見表2-6。

含水α-葡萄糖的比熱容見表2-7。

（7）葡萄糖在水溶液中的平衡體系

①平衡體系　葡萄糖在水溶液中存在兩種異構體，α構型和β構型，主要以六環形結構存在，此外也有微量的開鏈結構存在。開鏈結構是α-異構體和β-異構體相互轉變的中間體，使兩種異構體呈動態平衡狀態存在。在穩定狀態下，α-異構體和β-異構體的比例大約為36%和64%，-5.3～50.8℃，溶液與含水α-葡萄糖保持平衡；50.8～80℃無水-葡萄糖呈固體狀態保持平衡；溫度超過100℃，溶液相則為β-葡萄糖。

②葡萄糖溶解度　不同異構體的葡萄糖在液相中具有不同的溶解度，但是它們在溶入水中后即開始發生變旋作用，即α-異構體和β-異構體相互轉變，轉變達到平衡狀態即趨于穩定，此時各占比例為：α-葡萄糖36%，β-葡萄糖64%。稱此時的溶解度為平衡狀態，溶解度計算以及繪制的葡萄糖溶液的相圖均為平衡狀態時的溶解度。

2.1.2.3　結晶葡萄糖生產工藝

結晶葡萄糖是以淀粉為原料，采用酸法、酸酶法或雙酶法生產的高轉化葡萄糖漿，經過精制（硅藻土過濾，活性炭過濾，樹脂離子交換等處理后）、濃縮、結晶（冷卻結晶、蒸發結晶或真空蒸發結晶）、再離心分離、干燥制取。在工業生產上應針對不同的葡萄糖品種選擇適宜的生產工藝路線。

（1）含水α-葡萄糖　在含水α-葡萄糖正常生產過程中，冷卻結晶均采用晶種起晶法，葡萄糖結晶大體分為三個階段：起晶與養晶、晶體成長、結晶完全。

①起晶與養晶　準備晶體：在工廠開工生產或設備放空清洗、檢修或更換晶種時，一般均采用投種法，需制備晶種。在正常生產過程中，臥式結晶罐批量生產采用留種法，連續結晶采用返回晶種法。

a.投種法

（a）采用質量好的糖膏。

（b）采用優質同類結晶葡萄糖。

（c）投種量：糖膏量20%；結晶糖量10～60kg/m³。

（d）投種前要求：結晶機用純水清洗干凈，蒸汽消毒半小時，再用純水清洗后方可投入糖液。

（e）投種步驟：首先將合格的高純度糖液注入結晶罐中，加入量為罐體的1/4～1/2，加入晶種量為25～50kg/m³，待16h視結晶較好時，再加入糖漿體積的1/4，在8h后檢査晶漿質量，如果晶型較差，可適當提高進入糖液的溫度和降低濃度，使晶型變好。合格的晶漿在結晶罐內或轉入其他結晶罐內作為晶種使用。對不合格的晶漿，在結晶機內溶解，糖液可作為同類產品使用。

b.留種法

（a）臥式結晶罐，在生產時，每批放料后留有質量合格的晶漿，作為下批料的晶種，因為此時溫度不再下降，晶體受攪拌的作用而碎裂，或受溫度升高的影響（在加料時糖漿溫度上升），一個晶體分裂為若干個晶核，即形成下批料的晶種。晶種量一般為30%～50%。如果晶種量過少，晶核數量不足而生產偽晶，使晶體不均勻，分離困難，影響產品質量和收率。

（b）立式結晶罐，在正常生產時，從罐體適當部位將留種返至結晶罐頂部結晶區與新加入的料液混合。

②晶體成長　在有晶種的糖膏中，葡萄糖液由于溫度降低（按結晶曲線控制降溫）而達到過飽和狀態，葡萄糖分子在晶核上析出，使晶體長大，此階段結晶時間較長，一般在50h以上。

③結晶完全　隨著溫度不斷下降，糖漿不斷達到過飽和，使葡萄糖分子在結晶體上析出，應保持結晶及放料過程處于不斷的過飽和-飽和-過飽和狀態，使晶體生長，結晶完全。要防止長時間處于飽和狀態，以致晶體不能持續生長，而被攪拌所破碎。

葡萄糖的結晶過程為放熱過程，含水α-葡萄糖從溶解狀態變為固態析出，結晶時放熱量為20.94kJ/mol。為了保持一定的過飽和度，結晶過程應需不斷降溫，放熱量可由結晶機的夾套和攪拌蛇管中通入的冷卻水帶走，以避免糖膏溫度升高，降低過飽和度而影響結晶速度。溶液中的葡萄糖在滿足結晶的條件下應析出完全，達到平衡。取樣檢測，待收率達到規定值時，可以放料。

④結晶的操作要求

（a）糖漿準備　按工藝條件調整如下指標：檢査糖漿質量（純度、色相），調節糖漿濃度，調節糖漿溫度，調節糖漿pH。

糖漿的質量在精制階段（特別是后面的離子交換工序）控制，濃度在蒸發工段控制，溫度通過熱交換器或在調漿槽內通過夾套或蛇管內通入蒸汽或冷卻水調節，pH一般加入鹽酸調節。

（b）進料、養晶　將準備好的糖漿輸入需要進糖并已經留有晶種的結晶機內，糖漿與晶種混合后，溫度控制在40～44℃，糖漿進滿后，在2～10h內保持溫度不變，進行養晶。

（c）降溫結晶　按結晶曲線進行降溫結晶：結晶一般在單臺或串聯結晶罐內進行，嚴格按降溫曲線進行控制，不應急降或反降，降溫結晶時間40～100h。結晶在緩慢降溫條件下進行，而且要經常調節溫度，調節夾套中的冷卻水量，以保證糖溫與水溫不得超過2～12℃，每1～2h用儀表或人工進行檢測，每次檢測結果偏差不得超過±0.5℃。

分段進行降溫結晶：結晶在兩臺串聯的結晶罐內進行，按兩個溫度梯度自動控制。在第一段，新進入的糖漿與留種的結晶體混合，結晶罐內含晶體較少，稱為“貧糖膏”，提留時間為結晶時間的2/5，將50%的物料放入第二段結晶罐內，第二段結晶機內晶體產率達到52%以上時即可放料50%。

連續降溫階段：結晶在立式結晶罐內進行，有兩種進料方法。上進式，物料從結晶罐上部進入，含晶種的糖膏從結晶罐中部返回，與加入的葡萄糖漿混合，糖膏自上而下流動，從底部連續排出，根據產率要求控制排出速度。另外一種立式結晶罐是從下部進料，結晶好的成品從上部排出結晶罐。該結晶罐的內部結構簡單，便于操作。

放料：結晶到終點后，化驗母液濃度達到要求后即可放料。放料車或混料機應保持清潔，定期清洗。不進料時，進料口應加蓋防止異物進入。

結晶過程是在攪拌情況下進行的，因為結晶速度與糖漿的相對運動速度有關，同時也可防止晶體逐漸沉積結晶罐的底部。攪拌速度一般在2～4r/min，即維持在外圈線速度3～4m/min為宜。必須注意防止在攪拌稠度大的糖膏時，攪拌器帶著糖膏一起轉。

在生長注射級葡萄糖時，如果糖膏質量變差，應將結晶機內糖放空，用蒸汽消毒和用蒸餾水沖洗干凈后，改裝質量好的品種。

在結晶過程中，結晶罐內壁和冷卻攪拌的蛇管上常有葡萄糖結塊，應注意定期用蒸汽清洗。

在生產過程中，如遇到停電，應拉下電力開關。停電時間超過30min，應用人拉動攪拌，轉速不低于半小時一轉。來電后應先拉動攪拌器（盤車），逐個啟動結晶機，操作人員待設備正常運轉后方可離開。

⑤注意事項

（a）糖膏中晶體含量　含水α-葡萄糖在結晶過程中，其糖膏中晶體含量為15%～50%，晶體越多，糖漿脫糖越快。但是增加留種量，使結晶罐利用率降低。一般晶種含量以30%～40%為宜，當糖膏中晶體含量增大時，其黏度增高很快，晶體含量從40%增加到45%時，黏度增加一倍；而從45%增加到50%時，黏度增加10倍。再往上增加到一定程度后，就開始反復自相磨損，因此必須盡快保持最終糖膏中晶體對糖膏的質量比在50%左右為佳。

（b）防止結晶過程染菌　酸酶法、全酶法的葡萄糖漿注罐純度高，5-羥甲基糠醛含量少，但在結晶過程中，由于酵母菌的帶入而易引發發酵。發酵后的糖會生成菌體及其他生成物而影響糖的澄清度，影響產品質量。因此，防止糖在結晶過程中染菌和發酵是至關重要的，必須確保晶種無菌，注意調整糖漿的pH。

（c）做好清潔衛生工作，做到無蠅、無蚊、無蟲、無蟻、無蜘蛛，防止結晶罐內混入異物，結晶罐內充入無菌空氣保持正壓，結晶罐周圍每周消毒一次。

（d）加快注罐速度，經常注意糖膏的氣味，發現有發酵的甜味應立即分離，進行消毒處理，并重新養晶。

（2）無水α-葡萄糖　無水α-葡萄糖結晶，在工業生產上采用冷卻結晶、煮糖結晶、真空蒸發結晶三種方法。目前比較成功的是煮糖結晶法，生產過程進行全自動控制。

葡萄糖結晶大體分為三個階段：起晶與整晶、晶體成長、結晶完全。

①起晶與整晶　煮糖結晶有三種起晶方法。

（a）自然起晶法　煮糖罐先抽真空，打開進料閥門放進糖漿（淹沒排管），蒸發到起晶過飽和度時，引入適量糖漿。關閉進料閥門，提高真空度約8.8kPa，打開蒸汽閥，增高溫度進行蒸發。蒸發速度逐漸降低，糖液濃度增高，循環流動的速度變緩慢，當糖漿濃度82%，起晶開始后，保持蒸發條件不變（溫度、真空度），直到獲得適量的結晶數量為止。

（b）刺激起晶法　在起晶時加入少量粉末晶種促進起晶。

（c）全量投晶法　加入需要量的晶種。

在煮糖結晶操作中采用投種法起晶，即先在煮糖罐中加入約1/3的物料，在一定真空度下，溫度在70℃左右時蒸發，使糖漿濃度達到起晶點，加入適量晶種。將優質無水葡萄糖成品磨成細粉后加入罐內。

②晶體成長　控制糖液的過飽和度，降低煮糖罐內真空度（約7.7kPa），增高糖漿的沸點（70～80℃）。糖漿溫度增高，糖漿與蒸汽溫差減小，傳熱的速度和糖漿的蒸發速度降低，可避免偽晶產生。

在煮糖操作中不斷加入少量糖漿，保持溫度在70℃左右，糖漿濃度在80%～83%；在此較高的蒸發溫度下，有利于促進異構體的轉變。在良好狀態下，可保持較高的過飽和度，加快晶體生長速度。

③結晶完全　當煮糖體積3/4時，逐漸增高真空度，降低蒸發溫度，每次少量引入新的糖液，最終的真空度可以提高到9.0kPa，這樣可以降低母液的過飽和度，提高無水α-葡萄糖的產率。結晶完之后，糖膏濃度約為90%，母液濃度70%。當煮糖接近完成時，可以引入少量水進真空罐，助長糖膏的循環效果，再繼續煮片刻，然后放入助晶罐，使結晶完全。

④結晶的操作要求

（a）準備　啟動真空系統，達到最小真空度，打開進料閥，開始進料，料漿達到規定液位，接通汽源。

（b）預濃縮和濃縮　在預濃縮時應低速攪拌，保持真空度和蒸汽壓力，使糖漿進料保持恒定液位情況下，罐內糖膏濃度達到設定值。

在濃縮時，停止給料，使糖漿繼續濃縮處于輕微過飽和狀態。此階段攪拌器換成高速擋，應盡量縮短濃縮期，避免晶體生成。當濃度達到投種要求時，開始投種。

（c）投種、起晶、整晶　投種：將保持清潔的晶種按量裝入投料漏斗中，再將其吸入煮糖罐中，與此同時適量加入糖漿，通過糖漿給料閥控制糖漿的實際濃度。

起晶：在起晶期間要保持高濃度和高過飽和度，產生的晶核必須增大，以形成適量的規則單晶。通過顯微鏡觀察，如果只能看到很少的晶體，說明濃度和過飽和度太低，或起晶期太短；如果單晶數量合適，但晶體太小，則起晶期加長；如果晶體生長擠在一起，形成星狀和凝聚塊，則是因為過飽和度太高或起晶時間過長。形成晶體的數量取決于投進罐中晶種的數量。

整晶：在整晶期間必須形成適量的、足夠大小、形狀良好的單晶。如果在此期間出現聚集，則是整晶不足，需降低濃度；如果晶體出現大小不均一，晶形有圓角或消失，則說明濃度改變太多或整晶期太短。該階段時間長短以及是否需要，應根據糖膏的質量決定。

煮糖：攪拌器應低速旋轉。根據煮糖蒸發速度，往罐中注入一定量的新糖漿，為使晶體生長，隨著增高的糖膏液位，連續改變濃度。在煮糖期間，可以根據晶體生長情況改變給料量、真空度和蒸汽壓力，使糖膏濃縮，晶體達到最終大小顆粒，使煮糖在最高允許濃度（高飽和度）下，得到快速規則生長的晶體。與此同時，要注意產品的純度，保持罐中良好的循環和傳熱過程。如果糖膏稀，晶體不生長，這是因為濃度不足，應改變濃縮曲線的斜率，得到較高的濃度。如果糖膏變得太稠或聚集，出現偽晶，這是由于濃縮太強烈，最終濃度過高，也應該改變濃縮曲線的斜率。在糖膏液位達到最大值時，應改為補水。

最終煮糖與放料：此項操作是使糖膏增重達到排料所需的錘度。關閉進料閥、進水閥，只有在真空和蒸汽供應的情況下，使錘度達到要求后放料。

⑤注意事項

（a）觀察煮糖罐內晶體的成長過程。通過顯微鏡可以清晰地看到正在生長的葡萄糖晶體，能容易地將晶體與糖汁中的雜質分辨開來。操作人員根據觀察情況，調整和控制煮糖。

（b）必須密切注意真空度的變化，因為真空度的變化直接影響糖膏溫度的變換，對過飽和度的影響也很大。糖膏溫度低于煮糖溫度，它由糖膏上面的絕對壓力（真空度）、糖膏的靜壓力和糖膏的黏度所決定，因此，控制真空度對結晶速率有很大影響，必須控制真空度來達到最佳狀態。

（c）必須有設定壓力的穩定蒸汽。糖漿循環程度控制了煮糖的結晶速度。給入的蒸汽壓力不僅要考慮到煮糖罐的負荷，也要考慮到罐內糖漿的循環程度和晶體的生長情況。