раздел 15

15.6.2.9. Производство на подсладители от нишесте

Като подсладители включват продукти на пълна или частична хидролиза на нишесте, подходящи за употреба в храни (меласа различна степен на захарифициране, глюкоза).

Нишесте хидролитично разцепване [68, 93, 134]

Хидролиза на нишесте може да се проведе киселини амилолитични ензими, както и комбиниран начин, като се използва киселина и ензими. Независимо от вида на процеса катализатор нишесте хидролиза може да се раздели на три етапа: нишесте желатинизация, втечняване и захарифициране на паста.

Кисела хидролиза може да се прилага на всички етапи на хидролиза до различно съдържание CM. Въпреки хидролизати киселинна хидролиза продукти, замърсени реверсия и киселина разграждане на въглехидратите. Следователно, за употреба като киселинна хидролиза катализатор е ограничен.

В комбиниран метод за втечняване и захарифициране на нишесте се извършва изходна киселина и крайния етап захарифициране се извършва от ензими.

Най-широко използваните ензимни препарати за сладки храни. Те работят в много малки количества при относително ниски температури и при рН близо до неутрален разтвор. За тези, използвани в практиката са амилолитични ензими (SEC. 15.7) # 945-амилаза, # 946-амилаза, амилоглюкозидаза, AMILO-1,6-глюкозидаза. Всеки един от тези ензими се характеризират със специфично действие върху фрагменти от нишесте (фиг 15/06/44).

Фиг. 06.15.44. Схема действие на нишесте амилолитични ензими:
I - # 945-амилаза; II - б-амилаза;
III - а-глюкозидаза и глюкоамилаза; IV - пулуланаза и изоамилаза

1) # 945-амилаза катализира разликата # 945; 1,4-глюкозидни връзки в нишесте за получаване на олигозахариди с ниско молекулно тегло и малко количество малтоза и глюкоза. Има две фази на действие # 945; амилаза на нишесте. Първата фаза причинява декстринизация, при което нишестето се разкъсва на парчета с достатъчно високо молекулно тегло. Във втората фаза, наречена фаза захарифициране и преминаващ по-ниска скорост, декстрини частично разградени с тетра- и trimaltozy които са много бавно хидролизира ди- и монозахарид. # 945-амилаза не атакува # 945; -1,6-връзки, така образувани в хидролизата на устойчиво нишесте разклонени декстрини. Ензимите, изолирани от различни източници имат различни свойства. Повечето от тях са бактериална термоустойчива # 945-амилаза, максималната им активност се проявява при рН = 6,0 ¸ 7.0, те проявяват висока способност dekstriniziruyuschuyu. Амилазите изолирани от гъбички имат по-голяма устойчивост киселина, тяхната максимална активност, наблюдавана при рН = 4,5 ¸ 5,5 и температура от 55-65 ° С, те показват относително висока захарифициращ активност.

В промишленото производство на глюкоза от нишесте-амилаза се използва за втечняване нишестена паста. Важно е да се използват ензими, които имат висока термоустойчивост. Най-често се използва за тези цели препарати, получени от бактериални производители.

2) В е амилазата exoenzymes терминал действие и показва афинитет към предпоследната # 945; -1,4-връзка с нередуциращ край на линейния участък от амилоза и амилопектин. Желатинизирано нишесте се хидролизира от ензима за образуване малтоза б -конфигурация, така че това се нарича амилаза # 946; амилаза. При обработката се извършва пълна хидролиза на амилозата в малтоза полимер. В случай на хидролиза на амилопектин се суспендира в предпоследната граничещи с 1,6-връзка, # 945; -1,4-връзка и заедно с малтоза (54-58%), са оформени така наречената # 946; -dekstriny. Ето защо, не се # 945; - или б-амилаза не може напълно да се хидролизира нишестето. Оптимални условия за действие # 946-амилаза: рН = 4,2, температура 50 ° С

3) глюкоамилаза катализира разцепването на последователно крайни остатъци # 945; D-глюкоза и се използва за озахаряване в производството на глюкоза. Тъй като той се произвежда в големи щамове добив на рода Aspergillus микроорганизми. Rhizopus и Endomicopsis. В зависимост от оптималната рН разграничи кисела (рН = 3.5 ¸ 5.6) и неутрален глюкоамилаза. Термичната стабилност на глюкоамилази е в обхвата от 30 до 45 ° С и рядко повишава до 55-60 ° С Отличителна черта е възможността да глюкоамилази десет пъти по-бързо, отколкото на високо хидролизират субстрат от олигозахариди и дизахариди.

4) # 945-глюкозидаза има способността да хидролизира # 945; -1,4-връзка с нередуциращ край на субстрата с елиминиране на глюкоза баланс. # 945-глюкозидаза показва най-голям афинитет за субстрати с ниско молекулно тегло лесно се хидролизира малтоза и олигозахариди, полизахариди хидролизират бавно. За разлика от глюкоамилаза # 945 глюкозидаза разделя не на глюкоза # 946; -D- и # 945; D-форма. В допълнение, # 945-глюкозидаза има висока трансферазна активност, следователно, в реакционната среда се откриват izosahara.

5), способни да хидролизират пулуланази # 945; -1,6-гликозидни връзки в пулулан, амилопектин и други разклонени полизахариди. Ако две # 945; 1,6 връзки са повече от три глюкозни остатъка, процесът на разделяне # 945; 1,6 връзки е значително по-бавно. Оптималните условия за ензим действие: рН = 5,0, температура от 45-60 ° С съвместни действия # 945; амилаза и пулуланаза да амилопектин води до пълното му хидролиза.

6) изоамилаза също хидролизира # 945; -1,6 връзка в разклоняване субстрати. Отличителна черта на изоамилаза сравнение с пулуланаза е неговата неспособност да се хидролизира пулулана. Този ензим се образува много микроорганизми, такива като В. amyloliquefacie. Cytophaga. Streptomyces. Pseudomonasamylodramosa. Saccharomycescerevisiae и др. Кои ензими са способни на хидролиза на субстрата при рН = 3,5 ¸ 6,5 и температура от 25 до 53 ° С

Общи характеристики на продуктите на ензимната хидролиза на нишесте [68]

Нишесте произвежда голяма група от продукти (фиг. 15/06/45) пълна и частична хидролиза. Те се използват предимно в хранително-вкусовата промишленост, които не изискват висока степен на пречистване на захар.

Фиг. 6.15.45. Схемата за получаване на захар от нишесте зърно материал

Получаване захарни продукти се състои от два етапа: втечняване и захарифициране на нишесте.

В технологията на производство на захар нишесте е основен процес на втечняване на нишесте - превода гранули нишесте разтворени. Като катализатор се използва бактериите # 945-амилаза. Зърнени култури (А-тип) нишестета са по-достъпни за атака # 945-амилаза от нишестета на корени и бобови растения (В- и С-тип нишесте) [135].

обичаен # 945-амилаза произведени чрез използване на Bac щам. субтилис (Amilosubtilin G10h) има недостатъчна устойчивост на топлина. Следователно нишесте суспензия концентрация от 30-35% (рН = 6.0 ¸ 6.2) и желаната концентрация на калциеви йони се третира при температура от 85-90 ° С в два етапа. В първия етап се появява едновременно желатинизиране на гранулите на скорбялата и хидролиза на 1,4-гликозидни връзки, при което вискозитетът намалява драстично хидролизат. Въпреки това, при температурата остава остатъчен нежелирано нишесте в амилоза-липидни комплекси. Ето защо, след първия етап втечняването се извършва при висока температура лечение на продукта 120-130 ° С, за да се осигури пълно желатинизиране на нишестето, ензимът е напълно инактивиран, при което във втория етап въвежда нова партида от формулировка. Вторият етап се провежда при 85 ° С за 1-1.5 часа. Полученият хидролизат съдържа 15-18% SS. След това, след регулиране на рН = 4.0 ¸ 4.5 произвеждат захарифициране използване глюкоамилаза да се получи желаната въглехидратна състава на крайния продукт.

Ензимният препарат # 945; амилаза, базирани в Бак. Licheniformis. спрямо Amilosubtilin има значително по-голяма стабилност. Както се вижда от фиг. 06.15.46, технологичен етап втечняване се извършва при температура 103-107 ° С в продължение на 5-10 минути, етапа на разлагане се провежда при 90-98 ° С в продължение на 1-2 часа.

Фиг. 06.15.46. Процесът на втечняване на нишесте се използват различни # 945-амилаза

С използването на бактериални препарати само # 945-амилаза в търговска среда произвежда нов клас нишесте хидролизни продукти - малтодекстрини. Малтодекстрин молекули са склонни да се свързват във водна емулсия, образува гел. С увеличаване на температурата на гела (концентрация над 20%) се топи при ниски температури, и отново "блокира". При ниски и средни температури (до стайна) гел симулира вид, вкус и текстура на емулсията от мазнини.

За захарифициране на нишесте се използват главно в препарати от глюкоамилаза. За да се увеличи добивът на глюкоза установен ензимни препарати, които съдържат ензими хидролизиращи # 945; -1,6-гликозидни връзки в скорбялата. Когато глюкоамилаза съвместно действие и # 945; -1,6-глюкозидаза (пулуланаза и изоамилаза) скорост на разцепване на 1,6-връзки по отношение на обратната реакция повишава глюкоза repolymerization. Най-подходящи за индустриални приложения пулуланаза, получени с помощта на Бак щам. acidopullulyticus и с достатъчна стабилност при 60 ° С; използването увеличава добивът на глюкоза от 0,5 до 1,5%.

Таблица. 6/15/57 представя данни за оптимални температури и изтъняване действие захарифициращ амилолитични ензими.

Оптимална температура няколко ензимни продукти по време на втечняването и захарифициране на нишесте [68]

Нарастващото значение и vysokomaltoznoy производство на малтоза сироп (80% малтоза), който се получава чрез използване на ензимния препарат # 946; амилаза. За генериране на състав vysokomaltoznoy меласа # 946; амилаза и пулуланаза.

Фиг. 15/06/47 отнася нишесте верига обработка с помощта на различни ензимни препарати.

Фиг. 06.15.47. Рафиниране на нишесте, използвайки ензими

Таблица. 06.15.58 показва свойствата и индустриални приложения на нишесте хидролизни продукти.

Свойствата и индустриални приложения на нишесте хидролизни продукти [68]

Малтодекстрините с ниско DE

D-глюкоза - 0.5-20, малтоза - 1-13, малтотриоза - 6-22, висши олигомери - 50-80

Ниска осмоларитет желиране

Съставите от Clinical Nutrition, суровина за ензимна озахаряване, сгъстители, пълнители, стабилизатори, слепващи вещества, пасти

D-глюкоза - 16-20, малтоза - 41-44, висши олигомери - 36-43

С висок вискозитет, ниска crystallizability, умерена сладост

Захарни изделия, безалкохолни напитки, пивоварни и ферментационни продукти, конфитюри, желета, сладолед, консерви, сосове