Качественные показатели патоки, полученной из крахмала сорго
Автор: Кажымурат А.Т., Оспанкулова Г.Х., Полуботько О.В., Нургазиева А.С.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Техника и технологии
Статья в выпуске: 4 (100), 2013 года.
Бесплатный доступ
В статье рассмотрен метод получения патоки из крахмала сорго. Исследован ферментативный гидролиз крахмала. По результатам исследования показано, что ферментные препараты Termamyl 120L, Optidex L-400 могут быть использованы для получения крахмальной патоки из соргового крахмала.
Гидролиз, патока, фермент, сорго, крахмал, редуциующие вещества
Короткий адрес: https://sciup.org/140204674
IDR: 140204674
Текст научной статьи Качественные показатели патоки, полученной из крахмала сорго
Использование патоки предоставляет значительные возможности для создания новых видов пищевых продуктов. Рост объемов потребления патоки предусматривает более высокие требования к ее качеству, потребительским свойствам и ассортименту, что обусловлено необходимостью повышения ее конкурентоспосбности и удовлетворения потребности в такой продукции различных групп населения [1].
Патока – продукт неполного гидролиза крахмала, представляет собой сладкую густую, очень вязкую жидкость, бесцветную или с желтоватым оттенком. Основные вещества, входящие в состав патоки: декстрины, глюкоза, мальтоза. Редуцирующая способность патоки обусловлена глюкозой и мальтозой. От содержания глюкозы зависят сладость патоки, ее гигроскопичность [2].
С развитием технологий сегодня производится крахмальная патока четырех видов, в зависимости от процентного содержания углеводов: карамельная (DE 3644) с самым широким спектром применения, с уравновешенным составом сахаров; мальтозная (DE > 38) диетический продукт с высоким содержанием мальтозы: светлая, темная; высокоосахаренная (DE > 45) обладает свойствами повышенной вязкости; низкоосахаренная (DE 26-35) обладает свойствами повышенной вязкости [3].
В промышленности превращение крахмала в глюкозу происходит путём гидролиза. В последнее время большую популярность приобретает ферментативный гидролиз крахмала. Используя данные технологии, из крахмала получают патоку и глюкозу, кото- рые могут служить основой для получения органических кислот, спиртов и т.д.
Эффективное ведение ферментативного гидролиза обусловливается рядом факторов, таких как дозировка препарата и концентрация субстрата, температура, рН, длительность процесса [4].
Объекты и методики исследования
Для получения крахмальной патоки в мире предложен огромный спектр амилолитических ферментных препаратов, среди которых широко применяются: Termamyl ® , Amylex ® , SAN Super 360L ® , мальтозообразующие препараты Fungamyl (Novozyme (Дания), Beerzyme AMYL ST (ERBSLOH) Germany, Амилосубтилин Г20х и Амилоризин Г20х ф. (ООО ПО «Сиббиофарм», Россия).
Кинетика гидролиза определялась по ГОСТ 52060-2003 «Патока крахмальная. Общие технические условия» [5]. Процесс очистки проводился по методике Лосева В.А. «Лосева В.А. Интенсификация очистки соков и сиропов» [6].
Результаты и их обсуждения
В рамках проекта «Разработка инновационных технологий глубокой переработки нетрадиционного зернового сырья в новые продукты» были проведены исследования по получению патоки из соргового крахмала.
Разжижение крахмала проводили с использованием термостабильной α-амилазы Termamyl 120L ((Novozyme (Дания). Важнейшими характеристиками ферментного препарата Termamyl 120L являются: диапазон pH - 6.0-6.4, оптимальное условие температуры разжижения 95ºС, уровень кальция 5ppm.
Для проведения анализа готовилась 20% крахмальная суспензия, доводился рН до 6,0…6,5, вводилось 0,032 мл ферментного препарата Termamyl 120L и СаСО 3 - 0,006 г. Смесь постепенно нагревалась, при достижении температуры в крахмальной суспензии 55ºС начался процесс клейстеризации. При достижении температуры 65ºС в крахмальной суспензии отмечалось начало процесса разжижения крахмала. Глубина гидролиза крахмала определялась по окраске йодной пробы, согласно ГОСТ 52060-2003 «Патока крахмальная. Общие технические условия».
Синее окрашивание свидетельствовало о наличии в смеси крахмала, фиолетовое - о присутствии продуктов начальной стадии распада крахмала – амилодекстринов, краснокоричневое – о высоком содержании низкомолекулярных декстринов, желтое окрашивание указывает на полноту гидролиза крахмала (рисунок 1).

Рисунок 1 – Кинетика крахмальной суспензии йодной пробой.
Кинетика йодной пробы и содержание сухих веществ в полученных декстринах приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Йодная проба при процессе декстринизации суспензии крахмала сорго
t min |
pH |
СВ |
T°С |
Цвет йодной пробы |
0' |
6 |
20 |
60 |
Синее окрашивание |
3' |
6 |
20 |
67 |
Сине-фиолетовый |
6' |
6 |
21 |
72 |
Вишнево-красный |
9' |
6 |
22 |
80 |
Оранжевый |
12' |
6 |
22 |
92 |
Желтый |
Результаты исследований показали, что на 6-й минуте йодная проба имела вишневокрасную окраску, на 12 минуте окраска йодной пробы была желтая, что свидетельствовало об окончании процесса декстринизации крахмальной суспензии.
Для инактивации ферментного препарата рН доводился до 4.3, и смесь нагревалась до температуры 95°С в течении 5-10 минут. После инактивации фермента раствор декстринов подвергался фильтрованию для очистки и обесцвечивания.
Осахаривание раствора декстринов осуществлялось ферментным препаратом глюкоамилазы - Optidex L-400 ((Novozyme (Дания). Это экоамилаза, которая катали- зирует высвобождение последовательных молекул глюкозы от нередуцирующего конца декстриновой и олигосахаридной цепей за счет гидролиза как линейных (1,4 – а-D ), так и разветвленных глюкозидных связей. Оптимальными условиями работы данного фермента являются: температура 58-65°С, рН 4.04.5. Рекомендуемая дозировка фермент-ного препарата составляет от 0,36 до 1 кг на метрическую тонну сухих веществ крахмала.
Раствор декстринов подвергался осахариванию в течение 5 ч. Конверсия субстрата определялась по накоплению глюкозы в растворе. Через определенные промежутки времени отбирали аликвоты из рабочего раствора, мгновенно их охлаждали и определяли количество глюкозы. В течение 3-х часов концентрация глюкозы в растворе достигала 32%. Активное накопление глюкозы отмечалось в следующие два часа проведения осахаривания и достигало 86% к окончанию 5-го часа (рисунок 2). Инактивацию ферментного препарата осуществляли кипячением полученного сиропа в течение 10-15 мин.

t min
Зависимость конверсии субстрата от продолжительности гидролиза
Риунок 2 - Зависимость конверсии субстрата от продолжительности гидролиза.
Полученный сироп очищали активированным углем SorbAS (производства Китай) при дозировке его 0,15% к массе сухих веществ раствора и контакте в течение 25-30 мин при температуре 70-75°С. Очищенный сироп упаривали до концентрации СВ - 83% (рисунок 3).


б)
б) после упаривания
а)
-
a) после очистки;
Рисунок 3 - Патока из крахмала сорго.
Следовательно, на процесс осахаривания оказывают влияние температура, продолжительность гидролиза, состав и дозировка применяемых ферментных препаратов.
В результате оценки качественных показателей полученной из крахмала сорго патоки было установлено, что она имеет бледно-желтый цвет, сладкий вкус, без постороннего запаха, с массовой долей редуцирующих веществ 86 %, рН – 6, что не превышает предельно допустимой нормы, указанной в ГОСТ 52060-2003 «Патока крахмальная. Общие технические условия»
(таблица 2).
Таблица 2 - Качественные показатели патоки, полученной из 20% крахмальной суспензии соргового крахмала
№ п/п |
Наименование показателей |
ГОСТ 52060-2003 «Патока крахмальная» |
Патока из крахмала сорго |
1 |
Вкус и запах |
Сладкий, без постороннего запаха |
Сладкий, без постороннего запаха |
2 |
Прозрачность и цвет |
Прозрачная, от бесцветного до бледно-желтого разных оттенков |
Прозрачная, бледножелтая |
3 |
Массовая доля редуцирующих веществ |
45% и более |
86% |
4 |
Водородный показатель, рН |
4,0-6,0 |
6,0 |
Заключение
Исследования показали, что ферментные препараты Termamyl 120L, Optidex L-400 могут быть использованы для получения крахмальной патоки из соргового крахмала с высоким декстрозным эквивалентом и соответствующей ГОСТ 52060-2003 «Патока крахмальная. Общие технические условия».
Список литературы Качественные показатели патоки, полученной из крахмала сорго
- Кокаева З.K. Разработка технологических решений использования мальтозной патоки в хлебопекарном производстве//Автореферат диссертации на соис. уч. степ. канд. техн. наук -М., 2009. -27с.
- Технология пищевых производств./Под. ред. д.т.н., проф. Л.П. Ковальской. -М.: Агропромиздат. 1988. -124с.
- Крахмальные сиропы: виды и свойства. : http://newchemistry.ru/letter.php?n_id=6700.
- Куликова Н.Е. Разработка ферментативных способов получения сахарных сиропов из крахмала зернового сорго кандидат технических наук//Автореферат диссертации на соис. уч. степ. канд. техн. наук -М., 1995. -25с.
- ГОСТ 52060-2003 «Патока крахмальная. Общие технические условия».
- Лосева В.А. Интенсификация очистки соков и сиропов в сахарном производстве. -Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990. -176 с.