Спосіб виробництва мальтозних сиропів

Спосіб виробництва мальтозного сиропу, що передбачає розріджування крохмальної суспензії, охолоджування, ферментативне зцукрювання, 3 масової частки мальтози в гідролізаті 65...67 %. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним технічним результатом полягає в наступному. Після розріджування крохмальної суспензії для отримання мальтозного сиропу проводять зцукрювання гідролізату комплексом ферментних препаратів грибної α-амілази з розрахунку 6...10 одиниць амілолітичної активності на грам сухих речовин кукурудзяного крохмалю та пуллуланази з розрахунку 4·10-4...6·10-4 одиниць активності пуллуланази на грам сухих речовин кукурудзяного крохмалю. Грибна α-амілаза каталізує розрив α-1,4глюкозидних зв'язків у полісахаридах крохмалю, при цьому не діючи на α-1,6-глюкозидні зв'язки у місцях розгалуження полімолекул. Грибна αамілаза виявляє зцукрюючу дію і призводить до утворення мальтози та мальтотриози з олігосахаридів, тому вона відноситься до мальтогенних ферментів. Наприкінці процесу зцукрювання грибна α-амілаза гідролізує три- і тетрасахариди, розщеплюючи їх до мальтози та глюкози. В ході зцукрювання при зменшенні у субстраті високомолекулярних полісахаридів грибна α-амілаза може гідролізувати мальтозу до глюкози. Цей процес протікає відносно повільно і є небажаним для отримання мальтозного сиропу. Застосування даного ферментного препарату з розрахунку 6...10 одиниць амілолітичної активності на грам сухих речовин кукурудзяного крохмалю обумовлено отриманням готової продукції з оптимальними якісними та кількісними показниками. За витрат грибної α-амілази менше ніж 6 одиниць амілолітичної активності на грам сухих речовин крохмалю уповільнюється проведення процесу зцукрювання та накопичування мальтози і, відповідно, зменшується продуктивність виробництва. При цьому посилюється ретроградація полісахаридів крохмалю з утворенням мутних розчинів, погіршується фільтраційна здатність гідролізату. При збільшенні витрат ферментного препарату більше ніж 10 одиниць амілолітичної активності на грам сухих речовин крохмалю в гідролізаті накопичується значна кількість глюкози, в тому числі за рахунок зменшення вмісту мальтози, що є неприпустимим оскільки погіршує якість готової продукції. Пуллуланаза руйнує α-1,6-глюкозидні зв'язки в місцях розгалуження крохмальної молекули і забезпечує отримання олігосахаридів з прямим ланцюгом, які легко розщеплюються зцукрюючими амілазами, тому і використовується переважно в композиціях з ними. Здатність пуллуланази руйнувати α-1,6-зв'язки значно збільшується за умови, що вони з усіх боків оточені α-1,4-зв'язками. Експериментальним шляхом встановлено оптимальні витрати даного ферментного препарату, які знаходяться в межах 4·10-4...6·10-4 одиниць активності пуллуланази на грам сухих речовин кукурудзяного крохмалю. Це призводить до повного перетворення розгалужених молекул крохмалю на лінійні, що значно підвищує ефективність використання зцукрюючих ферментних препаратів. При використанні пуллуланази в кількості меншій ніж 4·10-4 одиниці активності пуллуланази на грам сухих речовин 57627 4 крохмалю спостерігається зменшення швидкості утворення лінійних ділянок полісахаридів, що в свою чергу призводить до зменшення кількості мальтози в гідролізатах. При збільшенні витрат -4 пуллуланази понад 6·10 одиниць активності пуллуланази на грам сухих речовин крохмалю відбувається дуже незначний приріст мальтози в кінцевому продукті, тому збільшення витрат ферменту є економічно не доцільним. Проведення процесу зцукрювання до вмісту мальтози у сиропі 65...67 % зумовлене тим, що існує широке коло виробництв, технології або рецептури яких потребують використання даного продукту. Мальтозні сиропи є цінними харчовими продуктами, більш солодкими, і менш в'язкими в порівнянні зі звичайною карамельною патокою. Вони негігроскопічні, не кристалізуються при зберіганні, тому можуть використовуватись у виробництві м'яких цукерок, рулетів, тістечок, глазурі для тортів, безалкогольних напоїв та у продуктах дитячого харчування. Отримані вироби мають гарний смак, добре зберігаються. Мальтозні сиропи запобігають утворенню кристалів у заморожених десертах і морозиві. Мальтоза меншою мірою знижує точку замерзання сумішей, ніж глюкоза, фруктоза або галактоза. У виробництві пива мальтозні сиропи дають змогу зменшити витрати дорогого солоду та цукру. Для виробництва мальтозного сиропу з масовою часткою мальтози у сиропі 65...67 %, який би відповідав усім вимогам якості, зцукрювання гідролізату необхідно проводити протягом 36...48 год. комплексом вище вказаних ферментних препаратів. При тривалості процесу зцукрювання до 36 год. гідролізат містить меншу кількість мальтози та більшу олігосахаридів, що не задовольняє вимогам до готової продукції. При тривалості зцукрювання понад 48 год. досягти вмісту мальтози в гідролізаті більше ніж 65...67 % неможливо, за умов використання даного комплексу ферментних препаратів. Тому, збільшення тривалості процесу зцукрювання від рекомендованого є недоцільним. Дотримування всіх вищезазначених технологічних умов дозволяє отримати мальтозний сироп, який би відповідав всім вимогам якості. Спосіб здійснюється таким чином. Суспензію крохмалю з масовою часткою сухих речовин 30 % розріджують під незначним тиском за температури 110°С препаратом термостабільної бактеріальної α-амілази за оптимального значення рН до значення глюкозного еквіваленту гідролізату в межах 12...18 %, яке і є оптимальним для подальшого зцукрювання. Після розріджування гідролізат охолоджують до температури 55°С і доводять рН до оптимального значення для дії грибної α-амілази та пуллуланази. Зцукрювання розрідженої крохмальної суспензії проводять комплексом ферментних препаратів грибної α-амілази та пуллуланази при одночасному їх введенні. Ферментативне зцукрювання розрідженої суспензії проводять протягом 36...48 год. до вмісту мальтози в гідролізаті 65...67 %. Ферменти інактивують шляхом нагрівання і витримування гідролізату за температури 95°С протягом 10...15 хв. Мальтозний гідролізат очищають шляхом застосування флоку 5 57627 лянтів та адсорбентів, після чого його фільтрують, знебарвлюють, уварюють і отримують мальтозний сироп. Приклади здійснення способу. Приклад. Суспензію крохмалю з вмістом сухих речовин 30 % та рН 5,8, якого досягали шляхом додавання у субстрат розчину 1 н НСl, розріджували препаратом термостабільної бактеріальної αамілази Alphasin T7L (компанії Genencor - США), дозованої з розрахунку 4 одиниці амілолітичної активності на грам сухих речовин кукурудзяного крохмалю, за температури 110°С до глюкозного еквіваленту 18 %. Гідролізат охолоджували до температури 55°С, доводили рН до значення 5,8. Зцукрювання проводили комплексом ферментних препаратів грибної α-амілази Gammafungase-A 6 (компанії Gammazym - Німеччина) з розрахунку 4...12 одиниць амілолітичної активності на грам сухих речовин крохмалю та пуллуланази Gamylozym KPU-L (компанії Gammazym - Німеччи-4 -4 на) з розрахунку 2·10 ...8·10 одиниці активності пуллуланази на грам сухих речовин крохмалю. Ферментативне зцукрювання проводили протягом 32...52 год. Ферменти інактивували шляхом нагрівання і витримування гідролізату за температури 95°С протягом 15 хв. Мальтозний гідролізат очищали шляхом фільтрування та застосування флокулянтів та адсорбентів, після чого його фільтрували, знебарвлювали, уварювали і отримували мальтозний сироп. Результати всіх прикладів по запропонованому способу наведено в таблиці. Таблиця 1 № прикладу 1 Витрати гриб- Витрати пулної α-амілази, луланази, одиниць амі- одиниць актилолітичної вності пуллуактивності на ланази на грам сухих грам сухих речовин крох- речовин крохмалю малю 2 3 Тривалість зцукрювання, год. Масова частка мальтози у сиропі, % 4 5 1 4 2·10-4 32 48 2 6 4·10-4 36 65 3 8 5·10-4 42 66 4 10 6·10-4 48 67 5 12 8·10-4 52 60 Висновок: за даними, представленими в таблиці, оптимальними параметрами проведення процесу зцукрювання для отримання мальтозних сиропів є ті, що представлені у прикладах 2, 3, 4, де витрати ферментних препаратів знаходяться в межах: грибної α-амілази - 6...10 одиниць амілолітичної активності на грам сухих речовин крохмалю, пуллуланази - 4·10-4...6·10-4 одиниць активності пуллуланази на грам сухих речовин крохмалю. Висновки 6 Отримано мутні гідролізати з погіршеною фільтраційною здатністю, які містять значну кількість розгалужених полісахаридів. Вміст мальтози у сиропі знижений, а олігосахаридів - підвищений, що негативно впливає на якість готового продукту, зокрема на солодкість та в'язкість сиропів. Продукт являє собою високоякісний мальтозний сироп. Продукт являє собою високоякісний мальтозний сироп. Продукт являє собою високоякісний мальтозний сироп. Отримано мальтозний сироп з підвищеним вмістом глюкози (більше 18 %), яка накопичилась, в тому числі, за рахунок розкладання мальтози, що є недопустимим оскільки зміна вуглеводного складу сиропу призводить до зміни його властивостей і погіршує якість готової продукції, тому збільшення витрат ферментних препаратів і тривалості зцукрювання є економічно не доцільним. Оптимальним є проведення процесу зцукрювання протягом 36...48 год. За інших умов зцукрювання (приклади 1, 5) процес стає неефективним і якість готового продукту незадовільною. Технічний результат корисної моделі полягає в тому, що забезпечується отримання мальтозного сиропу певного вуглеводного складу з вмістом мальтози 65...67 % та високими якісними показниками. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 57627 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601