secțiunea 15

15.6.2.9. Producerea de îndulcitori din amidon

Prin îndulcitorii includ produse de hidroliză totală sau parțială a amidonului adecvat pentru uz alimentar (melasă grade de zaharificare diferite, glucoza).

Amidon de scindare hidrolitică [68, 93, 134]

Hidroliza amidonului poate fi realizată acizi enzime amilolitice, precum și un mod combinat cu acid și enzime. Indiferent de tipul procesului de hidroliză amidonului catalizator poate fi împărțit în trei etape: gelatinizarea amidonului, lichefierea și zaharificarea pastă.

hidroliza acidă poate fi aplicată în toate etapele de hidroliză la un conținut diferit CM. hidrolizatele Totuși produșii de hidroliză acidă reversie contaminată și digestia acidă carbohidraților. Prin urmare, utilizarea ca un catalizator de hidroliză acidă este limitată.

În metoda combinată de lichefiere și zaharificarea amidonului se realizează pornind de acid și etapa finală zaharificare este efectuată de către enzime.

Preparatele enzimatice mai utilizate pentru produsele alimentare care conțin zahăr. Acestea funcționează în cantități foarte mici la temperaturi relativ scăzute și la un pH apropiat de soluție neutră. Pentru cele utilizate în practică sunt enzime amilolitice (Sec. 15.7) # 945-amilază, # 946-amilază, amiloglucozidaza, AMILO-1,6-glucozidaza. Fiecare dintre aceste enzime sunt caracterizate printr-o acțiune specifică pe fragmentele de amidon (Fig 06/15/44).

Fig. 06.15.44. acțiune Schema privind enzimele amilolitice de amidon:
I - # 945-amilază; II - b-amilaza;
III - a-glucozidază și glucoamilaza; IV - pollulanază și izoamilază

1) # 945-amilază catalizează diferența # 945; legături 1,4-glicozidice în amidon pentru a produce oligozaharide cu greutate moleculară scăzută și o cantitate mică de maltoză și glucoză. Există două faze de acțiune # 945; amilaze pe amidon. Prima etapă determină dextrinization la care amidonul este scindată în fragmente cu greutate moleculară suficient de ridicată. În a doua etapă, numită zaharificare fază și curge la o viteză mai mică, dextrine parțial descompuse și trimaltozy care tetra sunt foarte lente pentru hidrolizarea di- și monozaharida. # 945-amilază nu atacă # 945; -1,6 legături astfel formate în hidroliza dextrine ramificate rezistente de amidon. Enzimele izolate din surse diferite au proprietăți diferite. Cele mai multe sunt bacteriene termostabile # 945-amilază, activitatea lor maximă este expus la pH = 6,0 ¸ 7.0, acestea prezintă o mare capacitate dekstriniziruyuschuyu. Amilaze izolate din fungi au o mai mare rezistență la acizi, activitatea maximă observată la pH = 4,5 ¸ 5.5 și o temperatură de 55-65 ° C, ele manifestă o activitate relativ ridicată de zaharificare.

În producția industrială de glucoză dintr-un amidon-amilază utilizat pentru pasta de amidon lichefiere. Este important să se utilizeze enzime cu termostabilitate ridicată. Cel mai des utilizate în aceste scopuri preparatele derivate de la producători de bacterii.

2) b este amilaza exoenzymes acțiunea terminală și prezintă o afinitate pentru penultima # 945; -1,4-legătură cu capătul nereducător al secțiunii liniare a amiloză și amilopectină. amidon gelatinizat este hidrolizat de enzima pentru a forma b maltoză configurație, astfel încât aceasta se numește amilaza # 946; amilaza. La prelucrarea are loc hidroliza completă a amilozei în polimer maltoză. În cazul hidrolizei amilopectinei este suspendată la penultima se invecineaza cu 1,6-obligațiuni, # 945; -1,4-bond, și împreună cu maltoză (54-58%), sunt formate așa-numitele # 946; -dekstriny. Prin urmare, nu # 945; - sau b-amilazei nu poate hidrolizează complet amidonul. Condiții optime de acțiune # 946-amilază: pH = 4,2, temperatura de 50 ° C

3) Glucoamylase catalizează scindarea secvențială a resturilor terminale # 945; D-glucoză și este utilizat pentru zaharificare în producția de glucoză. Deoarece este produsă în tulpini de mare randament din genurile Aspergillus microorganisme. Rhizopus și Endomicopsis. În funcție de pH-ul optim distinge acid (pH = 3,5 ¸ 5.6) și glucoamilaza neutru. Stabilitatea termică a glucoamylases se află în domeniul de la 30 până la 45 ° C și rareori crește la 55-60 ° C. O trăsătură distinctivă este abilitatea de a glucoamylases de zece ori mai rapid decât un hidrolizei ridicat un substrat decât oligozaharide și dizaharide.

4) # 945-glucozidază are capacitatea de a hidroliza # 945; -1,4-legătură cu nereducătoare final a substratului cu eliminarea echilibrului glucozei. # 945-glucozidaza prezintă cea mai mare afinitate pentru substraturi cu greutate moleculară mică sunt hidrolizate ușor maltoză și oligozaharide, polizaharide hidrolizeaza lent. Spre deosebire de glucoamylase # 945 șpalturi glucosidase nu glucoză # 946; -D- și # 945; în formă de D. În plus, # 945-glucozidaza are o activitate ridicată transferaza, izosahara de aceea, în mediul de reacție sunt detectate.

5) pululanaze capabile să hidrolizeze # 945; obligațiuni -1,6-glicozidice din pullulan, amilopectina și alte polizaharide ramificate. În cazul în care două # 945; obligațiuni sunt mai-1,6 decât trei resturi de glucoză, procesul de divizare # 945; obligațiuni este semnificativ-1,6 lent. Condiții optime de acțiune enzimatică: pH = 5,0, temperatura de 45-60 ° C acţiunea comună # 945; amilază și pululanază la amilopectină conduce la hidroliza completă.

6) De asemenea, izoamilază hidrolizeaza # 945; -1,6 legătură în ramificarea substraturi. O trăsătură distinctivă a izoamilază comparativ cu pollulanază este incapacitatea sa de a hidrolizeaza pululan. Această enzimă formează mai multe microorganisme, cum ar fi B. amyloliquefacie. Cytophaga. Streptomyces. Pseudomonasamylodramosa. Saccharomycescerevisiae et al. Care enzime sunt capabile să hidrolizeze substrat la pH = 3,5 ¸ 6.5 și temperaturi cuprinse între 25 și 53 ° C

Caracteristicile generale ale produselor de hidroliză amidonului enzimatică [68]

Amidon produce un mare grup de produse (Fig. 15.06.45) hidroliza completă sau parțială. Acestea sunt utilizate în principal în industria alimentară, care nu necesită un grad ridicat de purificare a zahărului.

Fig. 06.15.45. Schema de obținere a zahărului din material amidon de cereale

Mod de preparare a produselor zaharoase constă în două etape: lichefierea și zaharificarea amidonului.

În tehnologia de producere a amidonului de zahăr este un proces major de lichefiere amidonului - traducerea granulelor de amidon solubilizate. Deoarece catalizatorul utilizat bacteriene # 945-amilază. Cereale (tip A) amidonuri sunt mai accesibile pentru a ataca # 945-amilază decât amidonul de rădăcini și leguminoase (B- și amidon de tip C) [135].

obișnuit # 945-amilază produsă folosind tulpina Bac. subtilis (Amilosubtilin G10h) are o rezistență termică insuficientă. Concentrația de șlam Prin urmare, amidon de 30-35% (pH = 6,0 ¸ 6.2) și concentrația dorită de ioni de calciu este tratat la o temperatură de 85-90 ° C în două etape. În prima etapă are loc simultan gelatinizarea granulelor de amidon și hidroliza legăturilor 1,4-glicozidice, prin care viscozitatea scade dramatic hidrolizată. Cu toate acestea, la temperatura rămâne amidon rezidual ungelatinized în complexele amiloză lipidelor. Prin urmare, după prima etapă lichefierea se realizează la un tratament la temperatură ridicată a produsului de 120-130 ° C pentru a asigura gelatinizarea completă a amidonului, enzima este complet inactivat, prin care, în a doua etapă a introdus un nou lot de formulare. Al doilea pas este, de asemenea, efectuată la 85 ° C timp de 1-1,5 h. Hidrolizatul rezultată conține 15-18% SS. Apoi, după ajustarea pH-ului = 4,0 ¸ 4.5 produc zaharificare folosind glucoamilaza pentru a obține compoziția de carbohidrați dorită a produsului final.

Preparatul enzimatic # 945; amilaza, cu sediul la Bac. Licheniformis. versus Amilosubtilin are în mod substanțial o mai mare stabilitate. După cum se poate observa din Fig. 06/15/46, pas procesul de lichefiere este realizată la o temperatură de 103-107 ° C timp de 5-10 minute, etapa de descompunere este realizată la 90-98 ° C timp de 1-2 ore.

Fig. 06.15.46. Procesul de lichefiere a amidonului folosind diverse # 945-amilază

Prin utilizarea preparatelor bacteriene numai # 945-amilază într-un mediu comercial produce o nouă clasă de produse de hidroliză amidonului - maltodextrine. Moleculele maltodextrina tind să se asocieze într-o emulsie apoasă, formând un gel. Pe măsură ce temperatura crește (concentrația peste 20%) gelului topește la temperaturi joase, și din nou „îngheață“. La temperaturi joase și medii (până la temperatura ambiantă) gel simulează aspectul, gustul și textura emulsiei de grăsime.

Pentru zaharificarea amidonului sunt utilizate în principal în preparatele glucoamilaza. Pentru a crește randamentul de glucoza stabilit preparatele enzimatice care conțin enzime hidroliza # 945; obligațiuni -1,6-glicozidice în amidon. Atunci când o acțiune comună și glucoamilaza # 945; -1,6-glucozidaza (pollulanază și izoamilază) rata de scindare a 1,6-obligațiuni în raport cu reacția inversă crește repolymerization glucozei. Cele mai potrivite pentru aplicații industriale pululanază obținute folosind tulpina Bac. acidopullulyticus și având o stabilitate suficientă la 60 ° C; utilizarea acestuia crește randamentul glucozei la 0,5 la 1,5%.

Tabel. 6/15/57 prezintă date privind temperaturile optime și acțiune subțiere zaharificări enzimelor amilolitice.

Temperatura optimă pași produse enzimatice în timpul lichefierea și zaharificarea amidonului [68]

Importanța crescândă și vysokomaltoznoy producătoare de sirop de maltoză (80% maltoză), care se obține prin utilizarea preparatului enzimatic # 946; amilaza. Pentru a genera o melasa compoziție vysokomaltoznoy # 946; amilază și pululanază.

Fig. 15.06.47 se referă amidon circuit de procesare folosind diverse preparate enzimatice.

Fig. 06.15.47. Rafinarea enzimelor de amidon utilizând

Tabel. 06/15/58 prezintă proprietățile și aplicațiile industriale ale produselor de hidroliză a amidonului.

Proprietățile și aplicațiile industriale ale produselor de hidroliză amidonului [68]

Maltodextrine cu DE scăzut

D-glucoză - 0,5-20, maltoza - 1-13, maltotrioză - 6-22, oligomeri superiori - 50-80

osmolaritate scăzută, gelificare

Formulările Clinical Nutrition, materie primă pentru enzimatic zaharificare, agenți de îngroșare, agenți de umplere, stabilizatori, adezivi, paste

D-glucoză - 16-20, maltoza - 41-44, oligomeri superiori - 36-43

vâscozitate ridicată, cristalizabilității scăzută, dulceață moderată

Produse de cofetărie, băuturi răcoritoare, fabricarea berii și a produselor de fermentație, gemuri, jeleuri, inghetata, alimente conservate, sosuri