ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ДОЗИРОВКИ ГЛЮКОАМИЛАЗЫ И ВРЕМЕНИ ГИДРОЛИЗА НА ДЕКСТРОЗНЫЙ ЭКВИВАЛЕНТ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ГЛЮКОЗНЫХ СИРОПОВ ЭКСТРУДИРОВАННОГО КРАХМАЛА

Мария Валентиновна Амелякина, Виктор Витальевич Иванов, Антон Юрьевич Шариков

Аннотация


Альтернативой традиционной технологии сахаристых продуктов из крахмала, основанной на многостадийных процессах водно-тепловой и ферментативной обработки, является использование термпопластической экструзии с интегрированной в нее системой биокатализа. В рамках развития технологии проведено исследование влияния факторов гидролиза на декстрозный эквивалент получаемых сахаристых продуктов и их реологические свойства. Важным аспектом исследования является изучение процесса гидролиза в условиях высокой концентрации среды – 50 % сухих веществ. Принцип переработки высококонцентрированных сред в биотехнологии имеет технико-экономические предпосылки, способствует снижению потребления тепло- и энергоресурсов, повышает эффективность использования емкостного оборудования. На основании проведенных в исследовании экспериментальных работ получены математические модели зависимости декстрозного эквивалента и динамической вязкости гидролизатов от дозировки осахаривающего фермента глюкоамилазы и времени обработки. Анализ полученных моделей показал равнозначность влияния обоих факторов на изучаемые выходные параметры. Максимальное значение декстрозного эквивалента в опыте составило 95, соответствующее дозировке глюкоамилазы 12 ед.ГлС/ г крахмала и 8 часам инкубирования. Варьирование дозировки глюкоамилазы от 6 до 12 ед. ГлС/ г крахмала и времени гидролиза от 4 до 8 часов позволяет получать продукты с декстрозным эквивалентом в диапазоне от 38 до 95. Отмечено значимое снижение динамической вязкости гидролизатов после 4 часов гидролиза до 0,18–0,26 Па·с относительно начальных значений 2,5–2,6 Па·с. Полученные модели изменения степени гидролиза и реологии гидролизатов могут использоваться для оценки и варьирования входных факторов при получения сиропов из экструдированного крахмала с заданным значением декстрозного эквивалента.

Ключевые слова


экструзия; крахмал; декстрозный эквивалент; фермент; глюкоамилаза; глюкозный сироп; динамическая вязкость; гидролиз; биокатализ; высокая концентрация.

Полный текст:

PDF

Литература


Bajpai P. Application of biotechnology in chemical industry. В кн. Biotechnology in the Chemical Industry. Elsevier. – 2020. – С. 57–

DOI: 10.1016/B978-0-12-818402-8.00006-9

Гольдштейн В.Г., Куликов Д.С., Страхова С.А. Перспективы глубокой переработки зерна пшеницы // Пищевая промышленность. – 2018. – № 7. –С. 14–19.

Хворова Л.С. Трехпродуктовая технологическая схема получения глюкозы с кристаллизацией двух продуктов в ангидридной форме // Пищевая промышленность. – 2017. –

№ 9. – С. 44–46.

Ананских В.В., Лукин Н.Д., Коваленок В.А. Исследование процесса ферментативного разжижения крахмала // Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологии продуктов питания и кормов: материалы VI Международного симпозиума. – 2012. – С. 234–237.

Сабиров А.А., Баракова Н.В., Самоделкин Е.А. Обоснование применения ударноактиваторно-дезинтеграторной обработки в технологиях получения сиропов из крахмалсодержащего сырья // Вестник ЮУрГУ. Серия: Пищевые и биотехнологии. – 2017. – Т. 5, № 2. – С. 60–66. DOI: 10.14529/food170208

Управляемая система непрерывной переработки растительного сырья на основе термомеханических и биокаталитических процессов / В.И. Степанов, В.В. Иванов, А.Ю. Шариков и др. // Пищевая промышленность. –

– № 4. – С. 101--102. DOI:10.24411/0235-2486-2019-10052

Биокатализ экструдированного крахмала в технологии мальтодекстрина / В.И. Степанов, В.В. Иванов, А.Ю. Шариков и др. // Технология и товароведение инновационных

пищевых продуктов. – 2017. – № 4. – С. 8–12.

Baks T., Kappen F.H.J., Janssen A.E.M., Boom R.M. Towards an optimal process for gelatinisation and hydrolysis of highly concentrated starch–water mixtures with alpha-amylase from Licheniformis B. // Journal of Cereal Science. – 2008. – V. 47(2). – С. 214–225. DOI: 10.1016/j.jcs.2007.03.011

Kristensen J.B., Felby C., & Jørgensen H. Yield-determining factors in high-solids enzymatic hydrolysis of lignocellulose // Biotechnology for biofuels. – 2009. – V. 2(1):11. – С. 6–11.

DOI: 10.1186/1754-6834-2-11

Zhaofeng Li, Wenjing Liu, Zhengbiao Gu, Caiming Li, Yan Hong, Li Chen. The effect of starch concentration on the gelatinization and liquefaction of corn starch. // Food Hydrocolloids. – 2015. – V. 48. – С. 189–196. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2015.02.030.

Grafelman D.D., Meagher M.M. Liquefaction of starch by a single-screw extruder and post-extrusion static-mixer reactor. // Journal of Food Engineering. – 1995. – V. 24(4). – C. 529–

DOI: 10.1016/0260-8774(95)90768-7

Lazic Z.R. Design of Experiments in Chemical Engineering. A Practical Guide. WILEY-VCH Verlag. Weinheim. Germany. –

– С. 323–349.

Куликова Н.Е., Чернобровина А.Г. Получение различных сахаристых продуктов из крахмалсодержащего сырья // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2014. – № 5. –

С. 17–20.

Ермолаева Г.А. Управление процессом биокатализа крахмала // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2017. – №4. – С. 22–24.

Govindasamy S., Campanella О.H., Oates C.G. Enzymatic hydrolysis and saccharification optimisation of sago starch in a

twin-screw extruder // Journal of Food Engineering. – 1997. –V. 32(4). – С. 427–446.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.