第2章　葡萄糖、麦芽糊精及麦芽糖

2.1　葡萄糖

葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖。因为拥有6个碳原子，被归为己糖或六碳糖。葡萄糖是一种多羟基醛，分子式为C₆H₁₂O₆。纯净的葡萄糖为无色晶体，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，故亦称“右旋糖”。

2.1.1　葡萄糖浆

淀粉经不完全水解得葡萄糖和麦芽糖的混合糖浆，称为葡萄糖浆，亦称淀粉糖浆。这类糖浆中还含有低聚糖和糊精。糖浆的组成因所用工艺和水解程度不同而有差异，并且具有不同的物理和化学性质。通常葡萄糖浆的浓度在80%～83%，DE值在20%～80%之间，为无色、透明、黏稠的液体，储存性质稳定，无结晶析出。

2.1.1.1　葡萄糖浆分类

葡萄糖浆根据其DE值可以分为：低转化糖浆（DE值在30%以下的葡萄糖浆）、中转化糖浆（DE值在30%～50%之间的葡萄糖浆）和高转化糖浆（DE值在50%～70%的葡萄糖浆）。目前在工业上产量最大的葡萄糖浆产品包括“普通糖浆”和“葡麦糖浆”。普通糖浆DE值为42%，主要由酸法制造。糖浆的糖分组成为葡萄糖19%、麦芽糖14%、麦芽三糖11%，其余为低聚糖和糊精。而葡麦糖浆DE值为64%，由酸酶法或双酶法产生，其葡萄糖和麦芽糖含量都在35%～40%之间。

2.1.1.2　葡萄糖浆的性质

葡萄糖浆的性质由DE值和特定DE值中各组分含量所决定，如甜度、熟度、胶熟性、增稠性、吸潮性、保水性、渗透压力、食品保藏性、颜色稳定性、焦化性、发酵性、还原性、防止蔗糖结晶性、泡沫稳定性等。DE值增加葡萄糖浆的应用特性变化见表2-1。

葡萄糖浆的黏度同固体含量与温度有关，在同一温度和浓度下，葡萄糖浆的黏度取决于糖的组分与平均分子量，平均分子量越大，黏度也越大。不同转化方式黏度也不同，同一温度下，黏度大小依次为酸法>酸酶法>双酶法。吸湿性关系到产品货架期，若周围大气相对湿度使产品既不从空气中吸收水分也不释放水分，称为相对湿度平衡。若产品的相对湿度平衡值低于空气中的相对湿度，则将吸收水分，而且易受微生物侵蚀；若产品的相对湿度平衡值高于空气中相对湿度，则将散失水分变干燥。

葡萄糖浆平均分子量与渗透压是线性关系，DE值越高，葡萄糖浆的渗透压值也越大。糖浆的冰点降低取决于溶液的浓度，在固形物含量一定时，DE值越高，冰点降低程度越大，这一特性对冰冻食品（如冰淇淋）非常重要。使用糖浆种类不同，冰淇淋的硬度和融化点也不同。沸点升高是葡萄糖浆的一个重要特性，加入不同葡萄糖浆可控制糖果生产沸点，以达节省能源、减少褐变反应的目的。

糖浆的甜度随转化程度增高而升高，糖浆浓度越高甜度越大。低DE值葡萄糖浆在某些食品领域中具有优势，如在果酱中作防腐剂，可提供低甜度而不掩盖水果风味。在溶液中结晶的形成与溶质的饱和点有关，即与分子量、温度和其他性质有关。在42DE葡萄糖浆与蔗糖的混合液中，葡萄糖浆有抑制结晶作用，而且低DE值葡萄糖浆这种抑制特性更强，常被用于食品和糖果生产中。糖浆转化程度与甜度的关系见表2-2。

2.1.1.3　葡萄糖浆生产工艺

（1）原料　由于性能和生产费用的关系，蜡质玉米和高直链玉米都不适合生产葡萄糖浆，特别是高直链玉米淀粉的糊化温度很高。在美国和欧洲，玉米淀粉是最普遍的葡萄糖浆原料，除此之外还有马铃薯淀粉；日本还有部分甜马铃薯淀粉；在南美和亚洲部分地区，木薯作为淀粉的部分来源，还有少量的西米和大米淀粉。

澳大利亚已用小麦淀粉多年，过去12年间欧洲使用更广，尤其是副产品蛋白质的利用和其先进的生产手段，更促进了糖浆的生产应用。经过磷脂和纤维素酶的作用后，进行过滤和离子交换脱色可制得高质量小麦淀粉水解产品。

玉米淀粉加工过程中的主要问题是脂肪和蛋白质在淀粉水解过程中的分离，其含量大约占整个固形物含量的1%。小麦淀粉中脂肪和蛋白质的含量同玉米相似，需要从水解产物中分离出来。另外，磷脂和戊聚糖的分离也是小麦淀粉加工过程中的问题。马铃薯淀粉含有少量蛋白质和脂肪，但是大量的磷容易产生泡沫而影响终产品质量，且减少离子交换树脂使用寿命。

（2）酸转化　早期葡萄糖浆的生产方法是在正常大气压下，用硫酸催化淀粉煮36h得到的。由于硫酸易形成不可溶硫酸钙使终产品产生絮状物，20世纪初，盐酸替代了硫酸，其产品清澈透明。而盐酸也并非完善，易生成氯锈，需使用不锈钢设备。除此之外，其他类型催化剂，如有机酸效果并不好，日本采用过草酸，但是残留的有毒草酸的不可溶钙盐需用石灰进行处理。

早期的转化装置只能控制压力，在普通温度、50kPa气压下转化时间为6h。到20世纪60年代，随着工艺技术的改进，30～40min糖浆DE值即可达到40%。而现代化的生产操作，温度在160℃状态下只需几分钟，即可使DE值达到40%。

连续式转化生产使用40%固体含量的预酸化淀粉浆，酸的添加与均匀混合是转化的关键。直接加酸也可以，但最好边加边搅拌，酸的使用不当将导致高黏度淀粉糊生成，从而堵塞反应装置甚至停车。

酸的水解过程毫无规则，随机作用在任一毗邻的两个无水吡喃葡萄糖单元糖苷键上，将碳水化合物的链打开。然而，水解的转化参数（如时间、温度、酸度、淀粉浓度）一定要保持恒定。在这些条件控制下，碳水化合物成分一定，决定了葡萄糖浆的性能及应用。

酸水解的无规则性使酸水解产品的生产具有很大局限性，若产品DE值小于30%，则淀粉分子有足够的链长使其可以再次缩合或回生，形成不可溶淀粉聚合物，使终产品中有絮状物生成。另外，生产DE值55%以上的产品，温度和酸浓度的控制条件要求严格，并且由于吡喃葡糖六环的变化，极易产生颜色和颜色母体，如5-羟甲基糠醛（HMF）和乙酰丙酸的生成，这些物质均能使终产品产生颜色，还能引进苦味，影响糖浆在食品方面的应用。因此，淀粉的酸水解一般只限于DE值在30%～55%之间，在这一范围内，产品组分可再生且颜色稳定透明，质量高。表2-3列出了不同DE值酸转化糖浆的各种糖分含量和平均分子量。

达到水解要求后，减压降温到105℃，加碱调pH值到5，常用碱是碳酸钠，此时的pH值处于蛋白质的等电点，蛋白质溶解度非常小。目前，普遍采用硅藻土和珍珠岩旋转真空过滤器除蛋白质和脂肪等杂质。

（3）酸酶转化　酸转化葡萄糖浆工艺有一定的局限性，其DE值在30%以下55%以上至今还没有满意的产品。酶法的引进可克服这一不足，增加糖浆组分，扩大DE值范围。糖化酶，如β-淀粉酶、真菌葡萄糖淀粉酶和真菌α-淀粉酶，若温度超过淀粉糊化温度（60℃），则酶失去活性。因此经常先用酸转化达到DE值20%～40%，水解产物为可溶的、不回生低聚糖，再进一步在60℃用酶法进行糖化。

酸转化过程往往是一个连续式加工过程，液化调中性后将产物放于糖化罐中，温度控制在60℃以减少微生物污染，pH值调到最佳值，葡萄糖淀粉酶是pH 4.2～4.6，麦芽糖酶或真菌α-淀粉酶是pH 5.3，细菌α-淀粉酶是pH 6.0。反应完成后，产品呈酸性进行精制、蒸发。

利用这一技术，可将DE为17%～20%的酸性产物用细菌α-淀粉酶转化成DE为26%的非回生糖浆。另外，用β-淀粉酶或真菌α-淀粉酶与葡萄糖淀粉酶混用，可将DE 40%～42%的糖浆转化成DE 55%～70%的糖浆，这些糖浆风味好，比DE 42%糖浆甜度高，增加了应用范围。用β-淀粉酶还可将DE 20%糖浆转化成麦芽糖浆，这种高麦芽糖浆含有45%或更多的麦芽糖，特别适用于酿酒工业和糖果工业。

酶水解的关键在于水解结束后控制反应的继续进行，例如，DE 63%糖浆很难刚好控制，当反应结束后，葡萄糖淀粉酶仍很活跃还将继续水解，生成过量的葡萄糖和其他糖。这种葡萄糖淀粉酶的反应活性可通过调节pH值来控制，反应完成后，将pH值调到3以下30min，然后再调到pH 5进行过滤。

（4）双酶法转化　随着耐热细菌α-淀粉酶在淀粉液化中的应用，开始了双酶法葡萄糖浆的生产，代替了无规则的酸催化，能够完全控制糖浆组分。含有50%～90%麦芽糖的高麦芽糖浆可用于糖果工业和酿造工业。

耐热α-淀粉酶用于液化抗热温度已达106～108℃，这些淀粉酶在pH值6.0～6.3，加入钙离子条件下进行转化。典型工艺中，含有酶和钙离子（50～100mg/kg）的淀粉浆在106～108℃加热5～6min，生产出一种低DE值产品，然后再在100℃状态下加热1～2h，DE值达到12%；接着利用这一底物，冷却到60℃，调pH值进行酶法糖化，产品进行过滤、精制和蒸发，工艺与其他葡萄糖浆的生产相同。

在从酸法到酸酶法到双酶法的工艺改进过程中，不仅是化合物的组分控制得好，市场应用更广，同时还带来了其他优点，糖浆中易使终产品产生颜色的5-羟甲基糠醛含量大幅度降低。同样，糖浆中的灰分也减少许多，双酶法糖浆葡萄糖含量的减少增加了颜色稳定性。

（5）精制与蒸发　“精制”即指葡萄糖浆经水解和过滤，除去大量蛋白质和脂肪后，进行提纯和除味以脱去微量杂质，包括蛋白质或蛋白质水解产物、氨基酸及肽类、颜色体以及不良气味。

葡萄糖浆的精制曾使用过骨炭柱子，与蔗糖精制相似，1950年以后，开始使用粉末活性炭，以后又发展了颗粒炭技术。目前，发展最快的欧洲已使用离子交换树脂对葡萄糖浆进行去有机和无机杂质的精制。

双酶法生产葡萄糖浆已广泛流行于欧美，唯一的问题就是解决硫酸钙或磷酸钙絮状物，钙的使用是为了使酶更好地发挥作用。硫酸盐和磷酸盐可用炭或助滤剂吸附，而钠型阳离子树脂可过滤钙。所有的糖浆在经过去离子后，无论是否采用了炭吸附步骤，都能改善糖浆颜色，增强其稳定性。这是因为颜色形成体是以离子形式存在，很容易被树脂吸附。葡萄糖浆经离子交换树脂精制后其颜色稳定性增加，离子交换精制后，二氧化硫的含量也减少。

糖浆经树脂交换后，性质有很大改进。首先，改进了感官特性，无机盐的减少增加了糖浆甜味。离子交换后糖浆灰分含量仅为0.025%（干基），而炭精制酸和双酶糖浆灰分含量分别为0.6%和0.25%。同时，还除去了产品絮状物的不可溶钙盐。另外，氯的含量也从3000mg/kg以上降低到250mg/kg以下，减少了受腐蚀的可能性，降低了储存材料等级，减少了投资费用。去离子作用对糖浆的pH值和缓冲力也有一定影响，终产品中几乎不含无机离子，这样可在应用时随意加入大量的已知无机物质。

精制后，葡萄糖浆的固形物含量要浓缩到80%，这一含量是根据以下几方面而定的：最小水含量、黏度、抗微生物腐蚀、能够用泵抽提和常温储存不产生颜色变化。为避免产生颜色，蒸发需在低温下进行，通常使用三效、四效蒸发器进行连续生产，一些工厂使用多级汽化压缩蒸发器进行连续生产。最后，一些糖浆用喷雾干燥，产品呈粉末状，水分含量仅5%，但具有吸湿性，因此不宜大批储藏及运输，产品放于纸袋中销售。

2.1.1.4　葡萄糖浆的应用

葡萄糖浆主要应用于食品工业，占全部用量的95%，非食品工业仅占5%，主要是医药工业。在食品工业中使用量最大的是糖果，其次是水果加工、饮料、烘焙。此外，在罐头、乳制品中也有使用。葡萄糖浆在糖果制造中的作用主要是控制结晶度，以满足不同类型糖果的需要。添加的葡萄糖浆要根据具体情况分别对待。DE 63%糖浆能增加糖果的吸湿性、柔软度，抑制微生物腐蚀，常用于胶糖、软糖的生产。而DE 35%～42%酸转化葡萄糖浆可增加固形物含量，提高蔗糖溶解性，保证糖果粒度，常与蔗糖混合用于硬糖生产。果脯是水果加工中的一种重要产品，选用DE 63%葡萄糖浆，黏度低、渗透性好，容易渗入果肉或果皮间隙，而低DE值的糖浆，因平均分子量高，黏度大，效果就差。葡萄糖浆用于酒精饮料有两方面的作用：一是控制悬浮性、熟度和甜度；二是作为发酵碳水化合物来源，应选用高DE值葡萄糖浆，在发酵或蒸馏萃取后加入。葡萄糖浆在烘焙业中被大量使用，它能控制产品的流变特性，还原糖能提高面包皮的褐变反应。糖浆中的低聚糖能控制产品组织结构，高DE值葡萄糖浆能使蛋糕吸水防止干燥，延长货架期。葡萄糖浆用于冰淇淋生产，能控制产品柔软度、晶体形成和冰点，使产品变得光滑，无冰晶产生，不过甜，不掩盖风味。葡萄糖浆在医药工业领域的应用包括作为抗生素生产的原料，作为药丸糖衣，与蔗糖共同作为止咳液的载体。

2.1.2　结晶葡萄糖

结晶葡萄糖是相对液体葡萄糖浆、固体全糖粉而言，是以结晶状态存在的葡萄糖的总称，产品种类较多，名称也不统一。

2.1.2.1　结晶葡萄糖的分类

（1）按结晶葡萄糖产品用途分类

①注射用葡萄糖：注射用葡萄糖是生产葡萄糖输液、注射液以及配制各种注射用制剂的原料，也可用作化学纯试剂或者细菌培养剂。

②食品用葡萄糖：食品用葡萄糖可用作各种疾病治疗中食疗法的强健剂以及与各种维生素配合制成食品，可作为生产维生素C级山梨醇的原料。

③工业用葡萄糖：工业用葡萄糖可用作抗生素以及发酵制品的培养基，也可作为日化级山梨醇的原料。

④湿固糖：结晶葡萄糖分离母液后不经过干燥，直接溶解做下游产品，或作为进一步深加工的原料。

（2）按淀粉水解方法分类

①酸法葡萄糖　酸法水解生产葡萄糖溶液，精制后生产结晶葡萄糖，统称为酸法葡萄糖。

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产的结晶葡萄糖，统称为酸酶法结晶葡萄糖。

③双酶法葡萄糖　酶法液化、酶法糖化精制后的葡萄糖溶液制取的结晶葡萄糖，统称为双酶法或全酶法结晶葡萄糖。

④葡萄糖全糖　它是由酶法糖浆省去结晶工序直接用喷雾干燥方法制成的颗粒状的糖粉。

（3）按产品的葡萄糖分子结构分类　葡萄糖结晶有三种形式异构体。

①一水α-D-六环葡萄糖，也称含水α-D-吡喃葡萄糖，简称含水α-葡萄糖或一水α-葡萄糖。

②无水α-D-六环葡萄糖，也称无水α-D-吡喃葡萄糖，简称无水α-葡萄糖或无水葡萄糖。

③无水β-D-六环葡萄糖，也称无水β-D-吡喃葡萄糖，简称无水β-葡萄糖或β-葡萄糖。

双酶法葡萄糖有：无水β-D-注射葡萄糖、无水α-D-注射葡萄糖、无水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-食品葡萄糖和工业葡萄糖。酸法葡萄糖有：一水α-D-食品葡萄糖、一水α-D-注射葡萄糖和工业葡萄糖。

2.1.2.2　结晶葡萄糖的物理性质

（1）晶体构型　葡萄糖随结晶温度的改变，晶体构型也随着改变。当温度高于50.8℃时，含水α-葡萄糖会转化为无水α-葡萄糖，而当温度进一步达到108℃时，无水α-葡萄糖会转化为无水β-葡萄糖。

（2）不同晶体构型在性质上的差别　由于三种晶体构型不同，在某些性质上存在差别。具体见表2-4。

（3）吸湿性　含水α-葡萄糖在相对湿度60%以上时吸收水分，湿度增加，吸收水分速度增快，水分含量达到15%～18%时晶粒开始溶化。

无水α-葡萄糖在相对湿度80%以上时吸湿性很强，吸收水分向含水α-葡萄糖转变，30～60min转变完成。这种产品当作吸水剂应用，如香料工业，将香料溶液与快速吸水的葡萄糖混合，葡萄糖吸收水分转变成含水晶体，产品呈干燥粉末状。产品在相对湿度80%以下时稳定不潮解，在密封状态下可长期保存。

（4）黏度　葡萄糖的黏度较蔗糖低，但会随着温度的升高而增大。

（5）甜度　甜味是糖品的重要性质，各种糖类的相对甜度比较见表2-5。

（6）热力学性质　溶质在溶于溶剂中时，经常从周围吸收热量（或放出热量），称为溶解热（ΔH_溶解）。如果溶解发生在绝热条件下，溶液的温度就要下降（或上升）。它的逆过程就是从溶液中析出溶质的结晶，要放出热量（或吸收热量），称为结晶热（-ΔH_结晶）。在结晶的实际计算过程中，在溶液接近饱和时，常以溶解热的数值代表结晶热，而符号相反，ΔH_溶解=-ΔH_结晶。结晶葡萄糖在水中的溶解热见表2-6。

含水α-葡萄糖的比热容见表2-7。

（7）葡萄糖在水溶液中的平衡体系

①平衡体系　葡萄糖在水溶液中存在两种异构体，α构型和β构型，主要以六环形结构存在，此外也有微量的开链结构存在。开链结构是α-异构体和β-异构体相互转变的中间体，使两种异构体呈动态平衡状态存在。在稳定状态下，α-异构体和β-异构体的比例大约为36%和64%，-5.3～50.8℃，溶液与含水α-葡萄糖保持平衡；50.8～80℃无水-葡萄糖呈固体状态保持平衡；温度超过100℃，溶液相则为β-葡萄糖。

②葡萄糖溶解度　不同异构体的葡萄糖在液相中具有不同的溶解度，但是它们在溶入水中后即开始发生变旋作用，即α-异构体和β-异构体相互转变，转变达到平衡状态即趋于稳定，此时各占比例为：α-葡萄糖36%，β-葡萄糖64%。称此时的溶解度为平衡状态，溶解度计算以及绘制的葡萄糖溶液的相图均为平衡状态时的溶解度。

2.1.2.3　结晶葡萄糖生产工艺

结晶葡萄糖是以淀粉为原料，采用酸法、酸酶法或双酶法生产的高转化葡萄糖浆，经过精制（硅藻土过滤，活性炭过滤，树脂离子交换等处理后）、浓缩、结晶（冷却结晶、蒸发结晶或真空蒸发结晶）、再离心分离、干燥制取。在工业生产上应针对不同的葡萄糖品种选择适宜的生产工艺路线。

（1）含水α-葡萄糖　在含水α-葡萄糖正常生产过程中，冷却结晶均采用晶种起晶法，葡萄糖结晶大体分为三个阶段：起晶与养晶、晶体成长、结晶完全。

①起晶与养晶　准备晶体：在工厂开工生产或设备放空清洗、检修或更换晶种时，一般均采用投种法，需制备晶种。在正常生产过程中，卧式结晶罐批量生产采用留种法，连续结晶采用返回晶种法。

a.投种法

（a）采用质量好的糖膏。

（b）采用优质同类结晶葡萄糖。

（c）投种量：糖膏量20%；结晶糖量10～60kg/m³。

（d）投种前要求：结晶机用纯水清洗干净，蒸汽消毒半小时，再用纯水清洗后方可投入糖液。

（e）投种步骤：首先将合格的高纯度糖液注入结晶罐中，加入量为罐体的1/4～1/2，加入晶种量为25～50kg/m³，待16h视结晶较好时，再加入糖浆体积的1/4，在8h后检査晶浆质量，如果晶型较差，可适当提高进入糖液的温度和降低浓度，使晶型变好。合格的晶浆在结晶罐内或转入其他结晶罐内作为晶种使用。对不合格的晶浆，在结晶机内溶解，糖液可作为同类产品使用。

b.留种法

（a）卧式结晶罐，在生产时，每批放料后留有质量合格的晶浆，作为下批料的晶种，因为此时温度不再下降，晶体受搅拌的作用而碎裂，或受温度升高的影响（在加料时糖浆温度上升），一个晶体分裂为若干个晶核，即形成下批料的晶种。晶种量一般为30%～50%。如果晶种量过少，晶核数量不足而生产伪晶，使晶体不均匀，分离困难，影响产品质量和收率。

（b）立式结晶罐，在正常生产时，从罐体适当部位将留种返至结晶罐顶部结晶区与新加入的料液混合。

②晶体成长　在有晶种的糖膏中，葡萄糖液由于温度降低（按结晶曲线控制降温）而达到过饱和状态，葡萄糖分子在晶核上析出，使晶体长大，此阶段结晶时间较长，一般在50h以上。

③结晶完全　随着温度不断下降，糖浆不断达到过饱和，使葡萄糖分子在结晶体上析出，应保持结晶及放料过程处于不断的过饱和-饱和-过饱和状态，使晶体生长，结晶完全。要防止长时间处于饱和状态，以致晶体不能持续生长，而被搅拌所破碎。

葡萄糖的结晶过程为放热过程，含水α-葡萄糖从溶解状态变为固态析出，结晶时放热量为20.94kJ/mol。为了保持一定的过饱和度，结晶过程应需不断降温，放热量可由结晶机的夹套和搅拌蛇管中通入的冷却水带走，以避免糖膏温度升高，降低过饱和度而影响结晶速度。溶液中的葡萄糖在满足结晶的条件下应析出完全，达到平衡。取样检测，待收率达到规定值时，可以放料。

④结晶的操作要求

（a）糖浆准备　按工艺条件调整如下指标：检査糖浆质量（纯度、色相），调节糖浆浓度，调节糖浆温度，调节糖浆pH。

糖浆的质量在精制阶段（特别是后面的离子交换工序）控制，浓度在蒸发工段控制，温度通过热交换器或在调浆槽内通过夹套或蛇管内通入蒸汽或冷却水调节，pH一般加入盐酸调节。

（b）进料、养晶　将准备好的糖浆输入需要进糖并已经留有晶种的结晶机内，糖浆与晶种混合后，温度控制在40～44℃，糖浆进满后，在2～10h内保持温度不变，进行养晶。

（c）降温结晶　按结晶曲线进行降温结晶：结晶一般在单台或串联结晶罐内进行，严格按降温曲线进行控制，不应急降或反降，降温结晶时间40～100h。结晶在缓慢降温条件下进行，而且要经常调节温度，调节夹套中的冷却水量，以保证糖温与水温不得超过2～12℃，每1～2h用仪表或人工进行检测，每次检测结果偏差不得超过±0.5℃。

分段进行降温结晶：结晶在两台串联的结晶罐内进行，按两个温度梯度自动控制。在第一段，新进入的糖浆与留种的结晶体混合，结晶罐内含晶体较少，称为“贫糖膏”，提留时间为结晶时间的2/5，将50%的物料放入第二段结晶罐内，第二段结晶机内晶体产率达到52%以上时即可放料50%。

连续降温阶段：结晶在立式结晶罐内进行，有两种进料方法。上进式，物料从结晶罐上部进入，含晶种的糖膏从结晶罐中部返回，与加入的葡萄糖浆混合，糖膏自上而下流动，从底部连续排出，根据产率要求控制排出速度。另外一种立式结晶罐是从下部进料，结晶好的成品从上部排出结晶罐。该结晶罐的内部结构简单，便于操作。

放料：结晶到终点后，化验母液浓度达到要求后即可放料。放料车或混料机应保持清洁，定期清洗。不进料时，进料口应加盖防止异物进入。

结晶过程是在搅拌情况下进行的，因为结晶速度与糖浆的相对运动速度有关，同时也可防止晶体逐渐沉积结晶罐的底部。搅拌速度一般在2～4r/min，即维持在外圈线速度3～4m/min为宜。必须注意防止在搅拌稠度大的糖膏时，搅拌器带着糖膏一起转。

在生长注射级葡萄糖时，如果糖膏质量变差，应将结晶机内糖放空，用蒸汽消毒和用蒸馏水冲洗干净后，改装质量好的品种。

在结晶过程中，结晶罐内壁和冷却搅拌的蛇管上常有葡萄糖结块，应注意定期用蒸汽清洗。

在生产过程中，如遇到停电，应拉下电力开关。停电时间超过30min，应用人拉动搅拌，转速不低于半小时一转。来电后应先拉动搅拌器（盘车），逐个启动结晶机，操作人员待设备正常运转后方可离开。

⑤注意事项

（a）糖膏中晶体含量　含水α-葡萄糖在结晶过程中，其糖膏中晶体含量为15%～50%，晶体越多，糖浆脱糖越快。但是增加留种量，使结晶罐利用率降低。一般晶种含量以30%～40%为宜，当糖膏中晶体含量增大时，其黏度增高很快，晶体含量从40%增加到45%时，黏度增加一倍；而从45%增加到50%时，黏度增加10倍。再往上增加到一定程度后，就开始反复自相磨损，因此必须尽快保持最终糖膏中晶体对糖膏的质量比在50%左右为佳。

（b）防止结晶过程染菌　酸酶法、全酶法的葡萄糖浆注罐纯度高，5-羟甲基糠醛含量少，但在结晶过程中，由于酵母菌的带入而易引发发酵。发酵后的糖会生成菌体及其他生成物而影响糖的澄清度，影响产品质量。因此，防止糖在结晶过程中染菌和发酵是至关重要的，必须确保晶种无菌，注意调整糖浆的pH。

（c）做好清洁卫生工作，做到无蝇、无蚊、无虫、无蚁、无蜘蛛，防止结晶罐内混入异物，结晶罐内充入无菌空气保持正压，结晶罐周围每周消毒一次。

（d）加快注罐速度，经常注意糖膏的气味，发现有发酵的甜味应立即分离，进行消毒处理，并重新养晶。

（2）无水α-葡萄糖　无水α-葡萄糖结晶，在工业生产上采用冷却结晶、煮糖结晶、真空蒸发结晶三种方法。目前比较成功的是煮糖结晶法，生产过程进行全自动控制。

葡萄糖结晶大体分为三个阶段：起晶与整晶、晶体成长、结晶完全。

①起晶与整晶　煮糖结晶有三种起晶方法。

（a）自然起晶法　煮糖罐先抽真空，打开进料阀门放进糖浆（淹没排管），蒸发到起晶过饱和度时，引入适量糖浆。关闭进料阀门，提高真空度约8.8kPa，打开蒸汽阀，增高温度进行蒸发。蒸发速度逐渐降低，糖液浓度增高，循环流动的速度变缓慢，当糖浆浓度82%，起晶开始后，保持蒸发条件不变（温度、真空度），直到获得适量的结晶数量为止。

（b）刺激起晶法　在起晶时加入少量粉末晶种促进起晶。

（c）全量投晶法　加入需要量的晶种。

在煮糖结晶操作中采用投种法起晶，即先在煮糖罐中加入约1/3的物料，在一定真空度下，温度在70℃左右时蒸发，使糖浆浓度达到起晶点，加入适量晶种。将优质无水葡萄糖成品磨成细粉后加入罐内。

②晶体成长　控制糖液的过饱和度，降低煮糖罐内真空度（约7.7kPa），增高糖浆的沸点（70～80℃）。糖浆温度增高，糖浆与蒸汽温差减小，传热的速度和糖浆的蒸发速度降低，可避免伪晶产生。

在煮糖操作中不断加入少量糖浆，保持温度在70℃左右，糖浆浓度在80%～83%；在此较高的蒸发温度下，有利于促进异构体的转变。在良好状态下，可保持较高的过饱和度，加快晶体生长速度。

③结晶完全　当煮糖体积3/4时，逐渐增高真空度，降低蒸发温度，每次少量引入新的糖液，最终的真空度可以提高到9.0kPa，这样可以降低母液的过饱和度，提高无水α-葡萄糖的产率。结晶完之后，糖膏浓度约为90%，母液浓度70%。当煮糖接近完成时，可以引入少量水进真空罐，助长糖膏的循环效果，再继续煮片刻，然后放入助晶罐，使结晶完全。

④结晶的操作要求

（a）准备　启动真空系统，达到最小真空度，打开进料阀，开始进料，料浆达到规定液位，接通汽源。

（b）预浓缩和浓缩　在预浓缩时应低速搅拌，保持真空度和蒸汽压力，使糖浆进料保持恒定液位情况下，罐内糖膏浓度达到设定值。

在浓缩时，停止给料，使糖浆继续浓缩处于轻微过饱和状态。此阶段搅拌器换成高速挡，应尽量缩短浓缩期，避免晶体生成。当浓度达到投种要求时，开始投种。

（c）投种、起晶、整晶　投种：将保持清洁的晶种按量装入投料漏斗中，再将其吸入煮糖罐中，与此同时适量加入糖浆，通过糖浆给料阀控制糖浆的实际浓度。

起晶：在起晶期间要保持高浓度和高过饱和度，产生的晶核必须增大，以形成适量的规则单晶。通过显微镜观察，如果只能看到很少的晶体，说明浓度和过饱和度太低，或起晶期太短；如果单晶数量合适，但晶体太小，则起晶期加长；如果晶体生长挤在一起，形成星状和凝聚块，则是因为过饱和度太高或起晶时间过长。形成晶体的数量取决于投进罐中晶种的数量。

整晶：在整晶期间必须形成适量的、足够大小、形状良好的单晶。如果在此期间出现聚集，则是整晶不足，需降低浓度；如果晶体出现大小不均一，晶形有圆角或消失，则说明浓度改变太多或整晶期太短。该阶段时间长短以及是否需要，应根据糖膏的质量决定。

煮糖：搅拌器应低速旋转。根据煮糖蒸发速度，往罐中注入一定量的新糖浆，为使晶体生长，随着增高的糖膏液位，连续改变浓度。在煮糖期间，可以根据晶体生长情况改变给料量、真空度和蒸汽压力，使糖膏浓缩，晶体达到最终大小颗粒，使煮糖在最高允许浓度（高饱和度）下，得到快速规则生长的晶体。与此同时，要注意产品的纯度，保持罐中良好的循环和传热过程。如果糖膏稀，晶体不生长，这是因为浓度不足，应改变浓缩曲线的斜率，得到较高的浓度。如果糖膏变得太稠或聚集，出现伪晶，这是由于浓缩太强烈，最终浓度过高，也应该改变浓缩曲线的斜率。在糖膏液位达到最大值时，应改为补水。

最终煮糖与放料：此项操作是使糖膏增重达到排料所需的锤度。关闭进料阀、进水阀，只有在真空和蒸汽供应的情况下，使锤度达到要求后放料。

⑤注意事项

（a）观察煮糖罐内晶体的成长过程。通过显微镜可以清晰地看到正在生长的葡萄糖晶体，能容易地将晶体与糖汁中的杂质分辨开来。操作人员根据观察情况，调整和控制煮糖。

（b）必须密切注意真空度的变化，因为真空度的变化直接影响糖膏温度的变换，对过饱和度的影响也很大。糖膏温度低于煮糖温度，它由糖膏上面的绝对压力（真空度）、糖膏的静压力和糖膏的黏度所决定，因此，控制真空度对结晶速率有很大影响，必须控制真空度来达到最佳状态。

（c）必须有设定压力的稳定蒸汽。糖浆循环程度控制了煮糖的结晶速度。给入的蒸汽压力不仅要考虑到煮糖罐的负荷，也要考虑到罐内糖浆的循环程度和晶体的生长情况。