Спосіб розріджування крохмалю

Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме крохмале-патокової і може бути використаний у виробництві цукристих сиропів із крохмалю. Відомий спосіб розріджування крохмалю з використанням ферментів у дві стадії [Кра хмал и крахмалопродукты. Н.Г. Гулюк, А.И. Жушман, Τ.Α. Ладур; под ред. Н.Г. Гулюка.- Москва, 1985г.- 238с. - с.150]. Спосіб передбачає приготування суспензії крохмалю з масовою часткою сухих речовин 35-40%, доведення рН до 6-6,5, дозування a -амілази і розріджування крохмалю у дві стадії. Перша стадія здійснюється за температури 85°С протягом 30 хвилин, далі відбувається нагрівання продукту парою до температури 140150°С і витримування за цієї температури протягом 3-5 хвилин. Друга стадія проводиться за температури 85°С протягом 1,5-2 годин з додатковим дозуванням a -амілази. Недоліками способу є тривалість процесу, складність його здійснення та значні витрати ферменту. За прототип винаходу нами було прийнято спосіб розріджування крохмалю за допомогою термостабільної a -амілази з одностадійним додаванням ферменту [Крахмал и крахмалопродукты. Н.Г. Гулюк, А.И. Жушман, Τ.Α. Ладур; под ред. Н.Г. Гулюка.- Москва, 1985г.- 238с. – с. 151]. Суть способу полягає в тому, що у підготовлену суспензію крохмалю з масовою часткою сухих речовин 30-40% та рН 6,5-7,0 дозують фермент – термостабільну a -амілазу з розрахунку 1кг на тону абсолютно сухого крохмалю, підігрівають до 105-110°С прямою інжекцією пари впродовж 5-10 хвилин. Розріджену суспензію крохмалю потім охолоджують до 95°С і витримують протягом 1-2 годин. До недоліків даного способу можна віднести неповне розріджування крохмалю внаслідок часткової інактивації ферменту під час оброблення парою за високих температур. В основу винаходу було покладено задачу створення способу розріджування крохмалю шляхом застосування електромагнітного поля надвисокої частоти (НВЧ) для забезпечення інтенсифікації процесу та високої якості гідролізату за рахунок миттєвої і повної клейстеризації крохмалю. Поставлена задача вирішується тим, що в способі розріджування крохмалю, який включає підготовку суспензії крохмалю, додавання термостабільної a -амілази, розріджування суспензії, згідно винаходу, термостабільну a -амілазу додають з розрахунку 0,75-1 одиниць активності на 1 грам абсолютно сухого крохмалю, а потім проводять розріджування крохмалю при застосуванні енергії надвисокої частоти у кількості 240-300Дж/см 3 (Вт . сек/см 3). Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним технічним результатом полягає в наступному. Гідроліз суспензії крохмалю проводять термостабільною a -амілазою, яку дозують у кількості 0,75-1 одиниць активності на 1 грам абсолютно сухого крохмалю. Дозування ферменту більше ніж 1 одиниця активності на 1 грам сухого крохмалю не дає суттєво го додаткового ефекту збільшення ступеню гідролізу, тому є економічно невигідним. При меншому дозуванні ферменту розріджування суспензії відбувається неповністю, продукт має дуже високу в'язкість та стає нетехнологічним. Крохмальна суспензія з дозованим ферментом піддається обробленню у полі НВЧ із витратою енергії 240300Дж/см 3 з метою клейстеризації та розріджування крохмалю. Поле НВЧ має частоту коливань 2450МГц. Мікрохвилі проникають у крохмальну суспензію на глибину приблизно на 2–3,5см, не змінюючи хімічний склад оброблюваної речовини. До переваг діелектричного нагріву, що здійснюється у мікрохвильових печах, відноситься висока концентрація енергії в одиниці об'єму, що призводить до швидкого об'ємного нагрівання продукту, безінерційність включення та виключення потоку енергії, ККД перетворення електромагнітної енергії в теплоту близький до 100%. Крім того, діелектричний нагрів дозволяє створювати такі види розподілу джерел теплоти у об'єктах, які неможливі при звичайному нагріванні. Гідроліз у полі НВЧ відбувається за температури кипіння суспензії 95-98°С, яка є оптимальною для термостабільного ферменту. Протягом кількох хвилин у полі НВЧ відбувається розріджування крохмалю і інактивація ферменту. Застосування енергії НВЧ дозволяє значно прискорити процес розріджування і покращити якість гідролізатів. Ступінь гідролізу крохмальної суспензії регулюється потужністю електромагнітного поля надвисокої частоти та тривалістю оброблення. При збільшенні потужності мікрохвильового оброблення необхідно відповідно зменшити його тривалість при визначеному об'ємі оброблюваного продукту. Змінюючи об'єм суспензії необхідно перерахува ти режим оброблення, щоб витрати енергії НВЧ на продукт були в межах 240300Дж/см 3. Поєднання запропонованих ознак дозволяє забезпечити очікуваний технічний результат: інтенсифікацію процесу розріджування крохмалю шляхом застосування енергії НВЧ та високу якість гідролізату за рахунок миттєвої і повної клейстеризації крохмалю. Отримані гідролізати можуть бути використані для виробництва високооцукрених сиропів. Спосіб здійснюється таким чином. Готують суспензію крохмалю, встановлюють оптимальне рН суспензії для дії даного ферменту, дозують препарат термостабільної а-амілази у кількості 0,75-1 одиниць активності на 1 грам сухи х речовин крохмалю. Суміш ретельно перемішують. Гідроліз проводять у мікрохвильовій печі при застосуванні енергії надвисокої частоти у кількості 240-300Дж/см 3. Приклади здійснення способу. Приклад 1. Готують 200см 3 суспензії крохмалю з масовою часткою сухи х речовин 30%, додаванням соляної кислоти встановлюють оптимальне рН суспензії 5,5-5,7 для дії ферменту Spezyme FRED („Genencor", США), що є термостабільною a -амілазою. Препарат дозують з розрахунку 1,0 одиниця активності на 1 грам сухи х речовин крохмалю (0,16мл даного ферментативного препарату). С уміш ретельно перемішують. Гідроліз проводять при застосуванні енергії НВЧ у кількості 280Дж/см 3, тобто 200см 3 суспензії обробляють у мікрохвильовій печі потужністю 800Вт впродовж 70 секунд. Вихід рідкого сиропу з глюкозним еквівалентом 22% становив 240мл. Інші приклади здійснення способу наведено у таблиці. Таблиця Витрати енергії НВЧ, Дж/см 3 1 Дозування ферменту, Ас/г СР 2 3 Глюкозний еквівалент гідролізату, % 4 1 1,0 280 22 2 0,75 280 20 3 1,5 280 32 4 0,5 280 15 5 1,0 400 36 6 0,75 400 33 7 1,0 200 10 8 0,75 200 8 9 1,0 240 20 10 0,75 240 18 11 1,0 300 24 № прикладу Висновки 5 Крохмаль розрідили в печі НВЧ впродовж 70 секунд, гідролізат прозорий і має оптимальний глюкозний еквівалент для дії глюкоамілази на наступному етапі гідролізу. Розрідження пройшло ефективно, гідролізат прозорий і має оптимальний глюкозний еквівалент для дії глюкоамілази на наступному етапі гідролізу. Розрідження крохмалю пройшло більш глибоко ніж потрібно для подальшого оцукрювання. Розрідження пройшло неповно, гідролізат мутний, має високу в’язкість та не годиться для подальшого оцукрювання При застосуванні НВЧ-печі більшої потужності, або при збільшенні тривалості оброблення, гідроліз проходить більш глибоко ніж потрібно для подальшого оцукрювання глюкоамілазою. При збільшенні енергії НВЧ на розріджування гідроліз проходить більш глибоко ніж потрібно для подальшого оцукрювання глюкоамілазою. Крохмальна суспензія не розріджується, має високу в'язкість та є нетехнологічною. Крохмальна суспензія не розріджується, має високу в'язкість та є нетехнологічною. Розрідження пройшло ефективно, гідролізат прозорий і має оптимальний глюкозний еквівалент для дії глюкоамілази на наступному етапі гідролізу Продукт рідкий, прозорий і неперерозріджений. Продукт рідкий, прозорий і неперерозріджений. Висновки. Як видно з таблиці, гідролізати з необхідним глюкозним еквівалентом та гарними технологічними показниками, а також оптимальними енерговитратами доцільно отримувати за умов, що наведені у прикладах №1, 2 та №9-11. Умови прикладів №3-8 недоцільні, тому що супроводжуються підвищеними енерговитратами, та невідповідною якістю гідролізатів.