Спосіб виробництва драглеутворюючих мальтодекстринів з низьким глюкозним еквівалентом

Спосіб виробництва драглеутворюючих мальтодекстринів з низьким глюкозним еквівалентом шляхом гідролізу крохмалю а-амілазою, розділення твердої та рідкої фаз, висушування у розпилювальній сушарці, який відрізняється тим, що гідроліз суспензії крохмалю з вмістом 30-35 % сухих речовин проводять термостабільною аамілазою, дозованою у КІЛЬКОСТІ 0,1 активності на грам сухих речовин при швидкому підвищуванні температури до 95-98°С з витримуванням температурних пауз тривалістю 15-20 хвилин при 65°С та 95-98°С і наступному повільному охолоджуванні до температури 70-75°С Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме крохмале-патокової, і може бути використаний у молочній, безалкогольній, кондитерській і харчоконцентратній галузях Мальтодекстрини застосовуються в харчових продуктах у якості наповнювачів та формуючих агентів Відомий спосіб виробництва драглеутворюючого мальтодекстрину з крохмалю, переважно картопляного [Крахмал и крахмалопродукты Н Г Гулюк, А И Жушман, Т А Ладур, под ред Н Г Гулюка- Москва, 1985г- 238с - с 211] Спосіб передбачає гідроліз крохмалю бактеріальною аамілазою, дозованою у КІЛЬКОСТІ 0,1 одиниця активності на 1 грам сухого крохмалю, при дотримуванні наступного температурного режиму підігрів суспензії крохмалю зі швидкістю 1,5°С до температури 90°С з витримуванням температурних пауз тривалістю 15 хвилин при 59°С та по 5 хвилин при 63,5, 65 та 68°С Далі продукт підігрівається впродовж 15-20 хвилин до 95-100°С, центрифугується та висушується у розпилювальній сушарці глюкозним еквівалентом [Патент США №4447532 Кл С 12 Р 19/14] Суть способу полягає втому, що у суспензію крохмалю з вмістом 24% сухих речовин вводять розчин лугу для встановлення рН 7 і додають а-амілазу Термаміл 60 у КІЛЬКОСТІ 0,4% до маси крохмалю Впродовж 11 хвилин температуру підвищують до 104-107°С після чого гідролізат охолоджують до 93-96°С, витримують при цій температурі до досягнення глюкозного еквіваленту гідролізату 10,5% Інактивують фермент зниженням рН до 3,3-4,5 і витримуванням протягом 45 хвилин при температурі 93°С, продукт відфільтровують, піднімають рН до 5,5 та очищають з активним вугіллям, уварюють до вмісту сухих речовин 45% та висушують у розпилювальній сушарці До недоліків даного способу можна віднести низький вміст сухих речовин суспензії крохмалю, та необхідність його упарювання Даний продукт має низьку драглеутворювальну здатність Крім цього, необхідні додаткові витрати реагентів на інактивацію ферменту та нейтралізацію гідролізату Недоліками способу є його складність у дотримуванні температурного режиму і необхідність використання для гідролізу лише картопляного крохмалю При ЗМІНІ джерела походження крохмалю необхідно корегувати температурний режим для отримання продуктів з заданими властивостями За прототип винаходу нами було прийнято спосіб виробництва мальтодекстрину з низьким В основу винаходу було поставлена задача створення способу виробництва мальтодекстринів з низьким глюкозним еквівалентом, здатних утворювати драглі СТІЙКІ до заморожування та відтаювання, шляхом використання нових технологічних операцій і технологічних параметрів Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва мальтодекстринів з низьким глюкозним еквівалентом, який полягає в гідролізі ю СО О> Ю 59315 крохмалю а-амілазою, розділенні твердої та рідкої фаз, висушуванні у розпилювальній сушарці, згідно винаходу, гідроліз суспензії крохмалю з вмістом 30-35% сухих речовин проводять термостабільною а-амілазою, яку дозують у КІЛЬКОСТІ 0,1 одиниця активності на 1 грам сухого крохмалю, при швидкому підвищуванні температури до 95-98°С з витримуванням температурних пауз впродовж 15-20 хвилин при 65°С та 95-98°С, повільному охолоджуванні гідролізату до температури 70-75°С, розділенні фаз та висушуванні Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним технічним результатом полягає в наступному Гідроліз суспензії крохмалю з вмістом сухих речовин 30-35% проводять термостабільною аамілазою, яку дозують у КІЛЬКОСТІ 0,1 одиниця активності на 1 грам сухого крохмалю При ВМІСТІ сухих речовин у суспензії менше 30% збільшуються енерговитрати на упарювання гідролізатів, при використанні суспензії з вмістом сухих речовин більше 35% розріджування крохмалю при ферментативному гідролізі уповільнюється внаслідок високої в'язкості суспензії, гідролізат стає нетехнолопчним, тобто не придатним для подальшого перероблення Дозування ферменту більше ніж 0,1 одиниця активності на 1 грам сухого крохмалю призводить до більш глибокого гідролізу крохмалю і отриманий продукт втрачає здатність до драглеутворювання При меншому дозуванні ферменту розріджування суспензії не відбувається Для гідролізу використовують саме термостабільну аамілазу, яка витримує температуру 100-105°С, щоб забезпечити можливість проведення процесу при температурі кипіння суспензії 95-98°С без суттєвої інактивації ферменту Проведення процесу в особливому температурному режимі пояснюється необхідністю отримання гідролізатів визначеного вуглеводного складу, який обумовлює драглеутворювальні властивості мальтодекстрину Витримування суміші при температурі 65°С впродовж 20 хвилин, тобто нижче за температуру клейстеризацм крохмалю, необхідно для того, щоб поряд з гомогенним гідролізом (гідролізом розчиненого крохмалю) відбувався гетерогенний (гідроліз полісахаридів, що знаходяться у вигляді твердої фази), який обумовлює повільний розпад молекул амілопектину Саме продукти розкладання амілопектину відіграють основну роль у формуванні драглів з ВІДПОВІДНИМИ властивостями При витримуванні суміші менше 15 хвилин за цієї температури кінцевий продукт має низьку драглеутворювальну здатність, більш тривале витримування ніж 20 хвилин супроводжується підвищенням витрат на проведення процесу, проте не дає суттєвого ефекту Швидке підвищування температури до 95-98°С - температури кипіння гідролізату - проводять для прискорення розріджування крохмалю, яке відбувається разом з його набуханням та клейстеризацією При температурі 66-68°С крохмаль починає набухати і клейстеризуватись, в'язкість суспензії при цьому різко підвищується Термостабільна аамілаза активно розріджує крохмаль починаючи від 65-70°С За умов швидкого підвищування температури суспензія розріджується не досягаючи максимальних значень в'язкості, Втримування гідролізату при температурі 95-98°С впродовж 20 хвилин забезпечує необхідний ступінь гідролізу крохмалю Менш тривале витримування ніж 15 хвилин не дозволяє досягти потрібного ступеню гідролізу, а при витримуванні гідролізату більше ніж 20 хвилин за високих температур відбувається інактивація ферменту Якщо підігрівати гідролізат до температури нижче ніж 95-98°С, суспензія залишається мутною та в'язкою внаслідок неповної клейстеризацм крохмалю, використання більш високих температур потребує додаткових енерговитратта шактивує фермент Повільне охолоджування гідролізату до температури 70-75°С обумовлює досягнення глюкозного еквіваленту 5-8% і остаточний склад сахаридів з різним ступенем полімеризації При швидкому охолоджуванні посилюється ретроградація крохмалю, тобто утворювання нерозчинного осаду, який ускладнює центрифугування гідролізату і підвищує втрати сухих речовин крохмалю Крім того, температури 70-75°С є найбільш сприятливими для ефективного відокремлення твердої фази, яка являє собою зкоагульований білок Поєднання запропонованих ознак дозволяє забезпечити очікуваний технічний результат отримання драглеутворюючих мальтодекстринів з низьким глюкозним еквівалентом, які здатні утворювати драглі СТІЙКІ до заморожування та відтаювання Драглі з отриманого мальтодекстрину здатні плавитися при нагріванні та відновлюватись при охолоджуванні, що обумовлює застосування мальтодекстрину в якості наповнювача та структуроутворювача у виробництві майонезів, морозива, десертів, безалкогольних напоїв та ш Спосіб здійснюється таким чином Готують суспензію крохмалю (картопляного чи кукурудзяного) з вмістом 30-35% сухих речовин, встановлюють оптимальне рН суспензії для дії даного ферменту, дозують препарат термостабільної а-амілази у КІЛЬКОСТІ 0,1 одиниця активності на 1 грам сухих речовин крохмалю Суміш ретельно перемішують Гідроліз проводять при підвищуванні температури суспензії спочатку до 65°С, витримуванні при цій температурі впродовж 15-20 хвилин, потім температуру суміші швидко доводять до 95-98°С і витримують при повільному КИПІННІ протягом 15-20 хвилин Гідролізат поступово охолоджують до температури 70-75°С при періодичному перемішуванні Відокремлення зкоагульовяних білкових речовин здійснюють центрифугуванням Отриманий продукт висушують у розпилювальній сушарці Приклади здійснення способу Приклад 1 Суспензію картопляного крохмалю з вмістом 30% сухих речовин з встановленим значенням рН, змішують з термостабільною аамілазою фірми Gammazum (Німеччина), яку дозують у КІЛЬКОСТІ 0,1 одиниця активності ферменту на грам сухих речовин крохмалю Після ретельного перемішування температуру суспензії підвищують до 65°С та витримують при цій температурі впродовж 20 хвилин, потім суміш швидко підігрівають до 98°С і витримують протягом 20 хвилин Розріджений гідролізат поступово охолоджують до температури 75°С при періодичному перемішу 5 59315 ванні, центрифугують і висушують у розпилювальній сушарці Отриманий мальтодекстрин має глюкозний еквівалент 8%, при змішуванні з водою у ВІДПОВІДНІЙ концентрації утворює СТІЙКІ драглі, що відрізняються здатністю плавитися при нагріванні та відновлюватись при охолоджуванні Інші приклади здійснення способу наведено у таблиці 1 Таблиця 1 № Вміст су- Тривалість при хих речо- витримки кла- вин у сус- n p H t ^ C , хв пензії, % ду І 20 зо Тривалість Температура витримки охолоджуприі=95- вання гідро98°С, хв лізату, С Глюкозний еквівалент, % Висновки Продукт з низьким глюкозним еквівалентом, має добру дрйгаеутворювальну здатність, нейтральніш смак Продукт має добру драглеутворювальну здатність, нейтральний смак, стійкість до заморожування та відтаювання Продукт має низький глюкозний еквівалент, нейтральний смак, але низьку драгяеуіворюваяьну здатність Продукт здатний утворювати слабкі драглі, проте підвищились енерговитрати та тривалість процесу Продукт не достатньо розріджений, погано центрифугується У висушеному продукті підвищений вміст білку, не утворює стійкі драглі. Мальтодекстрин з доброю драглеутюрювапшою здатністю, стійкий до заморожування та відтаювання Продукт з підвищеним глюкозним еквівалентом, не утворює драглі При центрифугуванні продукту продовжується його гідролв ї змінюється склад сахаридів, отриманий продукт не утворює драглі Гідролізат частково ретроградований, погано цетрифугуегься, та має низьку драглеутворювальну здатність 20 75 8 7 2 ЗО 15 20 75 3 ЗО 10 20 75 4 ЗО ЗО 20 75 S 5 35 20 10 70 3 6 35 20 20 70 о о 7 35 20 зо 70 12 8 35 20 20 80 10 9 35 20 20 60 8 Висновок як видно з таблиці, мальтодекстрини з низьким глюкозним еквівалентом та здатністю утворювати драглі, СТІЙКІ до заморожування та відтаювання, доцільно отримувати за технологічних умов проведення процесу, які наведені у прикладах 1,2 та 6 Комп'ютерна верстка Е А Ярославцева Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна