Влияние факторов дозировки глюкоамилазы и времени гидролиза на декстрозный эквивалент высококонцентрированных глюкозных сиропов экструдированного крахмала

Автор: Амелякина Мария Валентиновна, Иванов Виктор Витальевич, Шариков Антон Юрьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии @vestnik-susu-food

Рубрика: Пищевые ингредиенты, сырье и материалы

Статья в выпуске: 4 т.8, 2020 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Экструзия, крахмал, декстрозный эквивалент, фермент, глюкоамилаза, глюкозный сироп, динамическая вязкость, гидролиз, биокатализ, высокая концентрация

Короткий адрес: https://sciup.org/147234318

IDR: 147234318   |   DOI: 10.14529/food200403

Список литературы Влияние факторов дозировки глюкоамилазы и времени гидролиза на декстрозный эквивалент высококонцентрированных глюкозных сиропов экструдированного крахмала

  • Bajpai P. Application of biotechnology in chemical industry. В кн. Biotechnology in the Chemical Industry. Elsevier. - 2020. - С. 57193. 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., Самодел-кин Е.А. Обоснование применения ударно-активаторно-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. -2019. - № 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 ge-latinisation and hydrolysis of highly concentrated starch-water mixtures with alpha-amylase from Licheniformis B. // Journal of Cereal Science. -2008. - V. 47(2). - C. 214-225. DOI: 10.1016/j.jcs. 2007.03.011
  • Kristensen J.B., Felby C., & J0rgensen H. Yield-determining factors in high-solids enzymatic hydrolysis of lignocellulose // Biotechnology for biofuels. - 2009. - V. 2(1):11. - C. 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 Hydrocol-loids. - 2015. - V. 48. - C. 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. 529-542. 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. -2004. - 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 O.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.
Еще
Статья научная