Технологічні умови проведення ферментативної ізомеризації глюкозних гідролізатів з метою отримання сиропів з різним вмістом фруктози. Розробка та оцінка економічної ефективності схеми виробництва фруктозовмісного харчового сиропу з пшеничної сировини.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукТакими продуктами можуть бути сиропи, отримані з пшеничної сировини за допомогою амілолітичних ферментів. Використання ізомеризуючих ферментних препаратів надає можливості отримувати сиропи, до складу яких входить фруктоза, які мають солодкість подібну до солодкості цукру, не кристалізуються при зберіганні і можуть використовуватись у дієтичному харчуванні. Для отримання сиропів високої якості важливим є розроблення ефективних способів очищення гідролізатів від речовин жиро-білкового комплексу і адсорбційного знебарвлення сиропів з використанням природних мінеральних сорбентів, що дасть змогу знизити собівартість готової продукції. Мета роботи полягає у розробленні технології фруктозовмісного харчового сиропу із пшеничної сировини шляхом ферментативного гідролізу крохмалю, удосконалення схеми очищення гідролізатів та ферментативної ізомеризації глюкози у фруктозу. Розроблено математичну модель процесу очищення глюкозних сиропів шляхом сумісної дії активного вугілля та природного сорбенту палигорськіт, з використанням якої розраховано оптимальні параметри процесу: кількість палигорськіту - 0,5…0,6 % до маси сухих речовин (СР) сиропу; активного вугілля - 0,3…0,4 % до маси СР сиропу.Вміст крохмалю в зерні визначали поляриметричним методом Еверса та за методикою ГОСТ 10845 - 98; вологість пшениці визначали методом висушування до сталої маси, визначення зольності зерна - за методикою ГОСТ 10847 - 74; вміст білка у зерні проводили у відповідності до ГОСТ 10846 - 91; визначення жиру у зерні - згідно з ГОСТ 29033 - 91; визначення сухих речовин (СР, % до маси продукту) визначали рефрактометрично на рефрактометрі РПЛ - 3 та висушуванням до сталої маси; визначення амілолітичної та глюкоамілазної активності ферментних препаратів здійснювали згідно з ГОСТ 20264.4 - 89; вміст білка в гідролізатах, сиропах, готовій продукції визначали за методом Кєльдаля; загальний вміст редукувальних речовин (РР) у % до маси та глюкозний еквівалент (ГЕ) визначали за методом Вільштеттера та Шудля; вуглеводний склад гідролізатів визначали за методом Зіхерта та Блейєра; масову частку фруктози визначали поляриметричним методом; визначення забарвленості розчину проводили з використанням приладу КФК-3. Із ферментних препаратів для розріджування і зцукрювання пшеничної сировини, ізомеризації глюкози до фруктози використовували: а-амілази - Termamyl 120 L, Gamalpha HT 120 L та Амілазу BL, глюкоамілази - САН-Супер 240 L і Amilo-300, іммобілізовану ізомеразу Switzim @Т. Другу стадію розріджування проводили за температури 95°С з додаванням до гідролізату решти ферментного препарату в кількості 2/3 частини від загальної кількості. На основі отриманих експериментальних даних розроблено математичну модель процесу ферментативного розріджування пшеничної суспензії, яка дозволяє з похибкою до 5 % і з врахуванням концентрації суспензії та витрат ферментного препарату розрахувати глюкозний еквівалент гідролізату: , де d - витрати ферментного препарату Termamyl 120 L, од.AA/г крохмалю; ? - тривалість процесу розріджування; хв; с - концентрація суспензії, % до маси СР розчину. Досліджено, що при додаванні ферментного препарату в гідролізат в кількості 2,5од.ГЛА/г крохмалю тривалість процесу зцукрювання становить 75 годин, а величина глюкозного еквіваленту при цьому досягає лише 90 %.Розроблено двостадійний спосіб розріджування пшеничної суспензії з концентрацією 20…25 % СР, який передбачає додавання на першій стадії 1/3 частини загальної кількості ферментного препарата, що забезпечує попереднє розріджування суспензії при відносно невисокій вязкості, а також - на другій стадії решти препарату для досягнення повного розріджування (ГЕ розчину досягає 18...20 %). Спосіб дозволяє скоротити загальну тривалість процесу на 60% у порівнянні з одноступеневим та більш ефективно використати ферментний препарат. Встановлено основні кінетичні закономірності та оптимальні параметри процесу двостадійного ферментативного розріджування суспензії подрібненої пшениці: перша стадія - температура 60 °C, тривалість 30 хв, кількість ферментного препарату - 0,8 од.АА/г крохмалю; друга стадія - температура 95 °C, тривалість 40 хв, кількість ферментного препарату - 1,6 од.АА/г крохмалю. Встановлено, що додавання ферментного препарату САН-Супер 240 L у кількості 3,5…4,0 од.ГЛА/г крохмалю за тривалості процесу 65...70 годин дає змогу отримати сироп з глюкозним еквівалентом 93...95 %. Встановлено, що застосування іммобілізованої ізомерази Switzim@ Т в кількості 3,0…4,0 од.ІЗА/г крохмалю дає змогу отримати фруктозовмісний харчовий сироп із вмістом фруктози 32...35 % за 19...20 годин.