制糖生产过程用传统方法澄清后,所得的高浓度糖物料具有浓度高、非糖杂质集中、粘度大等特点。由于传统澄清方法的局限性,糖汁中较多的杂质无法被除去,尤其是当甘蔗遇到干旱、霜冻、病虫害等自然灾害或甘蔗原料不新鲜时,澄清效果更差,较多的胶体杂质和有色物质残留在糖浆中,使糖膏粘度增大,流动性变差,煮糖时间延长,降低糖分收回和产品质量。本文旨在针对高浓度糖物料的这些问题,研究将高效低消耗的酶制剂应用于高浓度糖物料,以便有效地除去其中的杂质,弥补传统澄清方法的不足。并能减少澄清糖物料所需的化学试剂,减少污染物的产生,提高糖品质量。搜资显示,国内外制糖工业对各种酶制剂的应用报导不多,酶制剂在高浓度糖物料的应用基础研究报道则更少。主要的研究内容及结果如下：1.系统分析了高浓度糖物料的常规理化指标及成分特性。以纯度、色值、混浊度、总胶体、酚类物等常规指标及无机含量作为考察指标,高浓度糖物料的品质按照赤砂糖浆→清糖浆→粗糖浆→甲稀蜜→甲原蜜→乙原蜜依次变差。常规指标中,总胶体、果胶、葡聚糖、酚类物和总氮量含量较高；无机成分中,K、Ca、Mg含量均较高。糖物料的淀粉、酚类物和葡聚糖含量受多方面因素影响。2.研究了高浓度糖物料的流变特性。赤砂糖浆和粗糖浆均为假塑性非牛顿流体,具有触变性；果胶显著增加糖浆的粘度,且果胶含量增加,粘度迅速升高；低含量的淀粉对糖浆粘度影响不大,但随着淀粉含量的增加,粘度逐渐升高；不同分子量的葡聚糖对糖浆粘度的影响程度不一致,高分子量的葡聚糖(T2000)显著提高糖浆粘度,且随着含量的增加,粘度显著提高；低分子量的葡聚糖(T70,T40,T10)在0.1%含量下对粘度影响不大,但当含量增加至0.5%,葡聚糖T70造成的粘度增加显著高于T40和T10。糖物料的粘度均随温度的升高呈现下降趋势,符合η=k0exp(Ea/RT)；粘度随pH的升高而呈现上升趋势；糖物料的粘度在低锤度下变化缓慢,但锤度大于50°Bx,粘度随着锤度的增大而显著升高,符合η=Kexp(AC)。3.研究α-葡聚糖酶对高浓度糖物料的催化反应单因素试验和正交试验,得到最佳工艺参数：酶添加量115mg/kg°Bx,反应时间25min, pH5.6,温度60℃。在此反应条件下,葡聚糖除去率和混浊度除去率分别为63.5%和36.1%。以葡聚糖T70为底物,α-葡聚糖酶的Km和Vmax分别为9.43*10-5mol/L和31.12mol·(L·min)-1蔗糖对热环境中的α-葡聚糖酶有稳定作用,且蔗糖浓度高,稳定性更好；研究了各种离子对α-葡聚糖酶的影响规律：Ca2+有较强的激活作用,Mg2、Al3+及浓度低于30mg/L的Fe3+有一定的激活作用,浓度高于1.6mg/L的Cu2+有一定的抑制作用,K+、Na+、PO43-、 SO3-2、Zn2+、Mn2+和Fe2+对酶活无明显影响。4.进行了漆酶对高浓度糖物料催化作用的单因素试验和正交试验。得到的最佳工艺参数为：酶添加量1.5ml/kg°Bx, pH5.0,温度40℃,反应时间35min,在此反应条件下,酚类物除去率和色值除去率分别为44.2%和8.0%。通过紫外-可见光扫描分析,发现漆酶对还原糖碱性降解物、焦糖色素和类黑精色素也有一定的催化能力。以ABTS为底物,漆酶的Km和vmax分别为0.313mmol/L和5.91mol·(L·min)-1;研究了各种离子对漆酶活性的影响规律：随着浓度的增大,Na+、K+、Ca2+、Mg2+及A13+对漆酶产生抑制作用；Zn2+、Mn2+和Cu2+基本不影响漆酶的活性；Fe3+有一定的激活作用；Fe2+不影响酶活性,但可延迟酶促反应效果。5.研究了木瓜蛋白酶对高浓度糖物料的催化作用,通过单因素试验及正交试验,得到最佳工艺参数：酶添加量140mg/kg°Bx, pH5.6,温度75℃,反应时间100min,在此条件下,蛋白质除去率和混浊度除去率分别为64.5%和24.3%。研究各种离子对木瓜蛋白酶活性的影响规律：Cu2+和Fe3+有较强的抑制作用；Zn2+、Mn2+和Mg2+随着浓度的增加,对酶有一定的抑制作用； Ca2+在低浓度有激活作用,高浓度则产生抑制作用；K+有一定的激活作用；Fe2+和SO32则是强激活剂。