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

Мария Валентиновна Амелякина
ВНИИПБТ – филиал ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи» (г. Москва)

Виктор Витальевич Иванов
ВНИИПБТ – филиал ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи» (г. Москва)

Антон Юрьевич Шариков
ВНИИПБТ – филиал ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи» (г. Москва)


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.