Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка технологии получения сахаристых продуктов из ржи ферментативным путем

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии получения сахаристых продуктов из ржи ферментативным путем"

• ТЗ С л

Государственный комитет Российской Федерации по высшему

образованию

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ

ПРОИЗВОДСТВ

На правах рукописи УДК (663.15:664.-11) 002.3:664.16(043.3)

Базина Инна Викторовна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРИСТЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ РЖИ ФЕРМЕНТАТИВНЫМ ПУТЕМ

Специальность 03.00.23 - Биотехнология АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1996 г.

Работа выполнена в Московской Государственной Академии пищевых производств.

Научные руководители: доктор технических наук,

профессор И.А. Попадич кандидат технических наук, доцент И.С. Шуб

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор A.C. Тихомирова доктор технических наук, А.Ю. Кривова

Ведущая организация: ВНИИ крахмалопродуктов

Защита состоится "_13_" июня 1996 г. в 10°° часов на заседании диссертационного Совета К. 063. 51. 04. в Московской Государственной Академии пищевых производств по адресу: 125080 Москва, Волоколамское ш-се 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии.

Автореферат разослан " 13 " мая 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета к.т.н. доц.

О.И. Тихомирова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В настоящее время все большую актуальность приобретает проблема удовлетворения промышленности и населения в сахаристых продуктах. Увеличить объем и расширить ассортимент сахаристых крахмалопродуктов возможно за счет использования новых источников крахмала и разработки технологий их переработки.

Существующая технология получения сахаросодержащих продуктов базируется на переработке такого теплолюбивого крахмалсо-держащего сырья как кукуруза, являющегося одновременно ценным кормовым продуктом.

Для нашей страны, в которой основные посевные площади располагаются в зоне умеренного и холодного климата, необходимо изыскание крахмалсодержащего сырья нетребовательного к почвенно-климатическим условиям произрастания с достаточно высокой урожайностью. Такой культурой, отличающейся высокой хладостой-костью, выносливостью и урожайностью является озимая рожь, которая может возделываться в России практически повсеместно.

Использование ржи в качестве сырья для получения сахаристых продуктов позволит организовать их круглогодичное производство и приблизить его к районам возделывания этой культуры.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось исследование ферментативного гидролиза крахмала ржи и разработка безотходного способа получения сахаристых продуктов.

Поставленная цель определила следующие задачи исследований:

•исследование ферментативного гидролиза крахмала ржи для изучения влияния различных факторов: дозировки ферментных препаратов, концентрации субстрата, температуры, рН среды, длительности процесса, степени расщепления субстрата на каждой стадии гидролиза;

•изучение возможности и целесообразности использования ржаной муки в качестве сырья для производства сахаристых продуктов;

•изучение возможности проведения стадии ферментативного разжижения за счет собственных амилолитических ферментов ржаной муки;

•исследование процесса ферментативного гидролиза товарной обойной ржаной муки и определение оптимальных условий проведения стадии разжижения и стадии осахаривания;

•разработка рационального способа разделения сахаросодержа-щего гидролизата на фракции;

•изучение влияния глубины гидролиза ржаной муки на углеводный состав сахаросодержащих продуктов;

•исследование химического состава сахаросодержащих продуктов, полученных в результате ферментативного гидролиза;

•исследование микрофлоры сахаросодержащих продуктов и ее изменение при хранении;

•разработка технологических рекомендаций по получению сахаросодержащих продуктов из ржаной обойной муки путем ферментативного гидролиза.

Научная новизна. Проведены исследования по двухстадийному гидролизу крахмала ржи и крахмалсодержащего сырья (ржаной обойной муки) амилолитическими ферментными препаратами а-амилазы (амилосубтилин ПОх) и глюкоамилазы (глюкаваморин Г20х).

Получены экспериментальные зависимости скорости разжижения и осахаривания крахмала ржи и товарной обойной ржаной муки, определены оптимальные режимы клейстеризации, разжижения и осахаривания по длительности, рН, температуре, концентрации водно-крахмальной и воддо-мучной суспензий, дозировке амилосубтилина

ПОх и глюкаваморина Г20х в зависимости от требуемой глубины оса-харивания.

На основании проведенных исследовании обоснована эффективность проведения стадии разжижения крахмала собственными амило-литическими ферментами ржаной муки.

Установлены оптимальные условия разжижения мучной суспензии собственными амиполитическими ферментами ржи, обеспечивающие необходимую для действия глюкоамилазы степень расщепления крахмала.

Получены зависимости, характеризующие гидролиз крахмала ржаной муки до глюкозы ферментным препаратом ппокаваморин Г20х, позволяющие обосновать получение гидролизатов с различным глюкозным эквивалентом.

Экспериментально обоснованы режимы разделения сахаросодер-жащих гидролизатов (СГ) ржаной муки на сахаросодержащий сироп (СС) и пасту (СП), имеющих повышенную биологическую ценность за счет присутствия в них пищевых волокон, витаминов, белков и др. компонентов.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработан способ производства сахаросодержащих продуктов из ржаной обойной муки.

Предложена аппаратурно-технологическая схема получения этих продуктов.

Определены условия и сроки хранения сахаросодержащих продуктов.Оригинальность и новизна разработанного способа получения сахаросодержащих продуктов из ржаной муки подтверждена патентом РФ № 2013449 (приоритет 08.04.1992г.).

Разработана и утверждена НТД на сахаросодержащие продукты из ржи.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на VIII конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 60-летию МТИПП "Новые направления совершенствования продуктов питания" (Москва, 1991г.), на международной конференции "Экоресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья" (Астрахань 1993г.), на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы энергетики теплотехноло-гии в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье" (Москва 1994г.).

Публикации. По теме опубликовано 6 работ, в том числе патент РСФСР № 2013449 "Способ получения сахаросодержащего продукта из ржаной муки".

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на страницах основного текста, в том числе содержит 21 рисунок, 22 таблицы. Список литературы включает 130 источников отечесвенных и зарубежных авторов.

1.0Б30Р ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы обобщены и систематизированы данные об основных источниках получения сахаристых продуктов. Рассмотрены современные представления о строении и свойствах зерновых культур. Показаны преимущества и целесообразность применения амилолити-ческих ферментов при переработке крахмалсодержащего сырья. Систематизированы данные о свойствах ржи, особенностях ее углеводно-амилазного комплекса, а также достоинствах ржи как перспективного сырья для производства сахаросодержащих продуктов. Рассмотрен ряд работ по ферментативному гидролизу крахмала, а также цельного крахмалсодержащего сырья.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследования проводили в лабораториях кафедр "Аналитическая химия", "Технология продуктов экструзии и основы пищевых производств" Московской Государственной Академии пищевых производств, в институте питания РАМН.

2.1. Объекты и методы исследования.

Объектом изучения являлись крахмал ржаной, полученный модифицированным методом Вольфа, и мука ржаная обойная товарная ГОСТ 7045-90. Для биоконверсии крахмала ржи использовали ферментные препараты амилолитического действия: амилосубтилин ПОх Вильнюсского завода ферментных препаратов и глюкаваморин Г20х Ладыжинского производственного биофармацевтического объединения "Энзим".

Активности ферментных препаратов определяли по следующим методикам: амилолитическую (АС) определяли фотоколориметрическим методом по ГОСТ 20284-74, глюкоамилазную активность(ГлА) -глюкозооксидазным методом, Амилолитическую активность ржаной муки определяли по ГОСТ 20264-74.

Определение температуры клейстеризации крахмала проводили на амилографе Brabender, вязкость суспензий ржаного крахмала определяли на ротационном вискозиметре Реотест-2 (ФРГ) и вискозиметре Воларовича.

Массовую долю крахмала в ржаной муке определяли поляриметрическим методом Эверса, массовую долю редуцирующих веществ -йодометрическим методом Шорля, массовую долю моно- и олигосаха-ридов - методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, определение общего содержания сбраживаемых углеводов и нераство-ренного крахмала проводили антроновым методом, массовой доли глюкозы - глюкозооксидазным методом, массовой доли пентозанов -

бромным методом, массовую долю клетчатки - методом Кюршнера и Ганека, минеральных веществ - с помощью переменнотоковой полярографии. Определение массовой доли общего азота и белка осуществляли методом Къельдаля, аминокислотного состава сахаросодержащих продуктов - на автоматическом анализаторе (КЬА -ЗВ).

Общее содержание липидов определяли методом Фолча, жирно-кислотный состав общих липидов - газо - жидкостной хроматографией метиловых эфиров жирных кислот.

Обнаружение и количественный учет микрофлоры проводили методом посева на специализированные среды ( чашечный метод Коха). Культуральные и морфологические признаки микрофлоры изучали микроскопированием.

Для обработки экспериментальных данных применяли методы математической статистики.

2.2. Результаты исследований и их анализ.

2.2.1. Исследование процесса ферментативного гидролиза ржаного

крахмала.

На первоначальном этапе исследований изучали возможность получения сахаристых продуктов из ржаного крахмала ферментативным путем.

Ферментативный гидролиз ржаного крахмала проводили по следующей схеме: получение суспензии ржаного крахмала и ее клейстери-зация => разжижение клейстеризованного ржаного крахмала а-амилазой => осахаривание разжиженного крахмала глюкоамилазой => инактивация ферментов в полученном гидролизате. Для разжижения ржаного крахмала использовали ферментный препарат амилосубтилин ПОх, для осахаривания разжиженной крахмальной суспензии глюка-ваморин Г20х.

Представлялось необходимым определить оптимальные параметры стадии разжижения и осахаривания.

На основании проведенных исследований был установлен оптимальный режим разжижения суспензии ржаного крахмала ферментным препаратом амилосубтилин ПОх: температура ~70оС, рН среды -7.0, концентрация субстрата - 35%, длительность - 30-40 мин., дозировка амилосубтилина ПОх - 5-6 ед.АС/г сух. крахмала, позволяющий получить суспензию ржаного крахмала с вязкостью - 7.0 мПа.с и содержанием РВ - 16% глюкозы на с.в.

Эти показатели обеспечивают необходимую для действия ферментного препарата глюкаваморин Г20х степень гидролиза крахмала на стадии осахаривания.

Были определены оптимальные условия осахаривания крахмальной суспензии препаратом глюкаваморин Г20х: температура~55оС, рН среды ~4.8, длительность - 48 часов, количество ферментного препарата - 2 ед.ГлА/г крахмала, обеспечивающие получение глюкозного сиропа со степенью доброкачественности 90% за 48 часов.

2.2.2 Исследование процесса ферментативного гидролиза ржаной

муки.

Известно, что процесс получения крахмала из ржи очень трудоемок и требует значительных материальных и энергетических затрат. И несмотря на многолетние исследования в этой области, до сих пор не найдено относительно простого и экономичного способа получения крахмала из ржи. В то же время следует отметить, что в мире наметилась тенденция получения сахаросодержащих продуктов из цельного растительного сырья, при этом такие ценные его компоненты как белок, некрахмалистые полисахариды, минеральные вещества переходят в конечные продукты гидролиза, повышая тем самым их пищевую ценность. Поскольку рожь для нашей страны является традиционной

культурой земледелия, богатой крахмалом, нами было предложено использовать в качестве сырья для производства сахаристых продуктов товарную обойную ржаную муку.

2.2.1.1. Влияние активности собственных амилаз ржаной муки на разжижение водно-мучной суспензии.

Рожь, в отличие от других хлебных злаков по достижении зрелости обладает небольшой, но существенной а-амилазной ферментативной активностью, которая резко возрастает при прорастании в колосе на корню, к которому склонна эта культура.

Поэтому одна из задач данной работы состояла в использовании собственных амилолитических ферментов ржаной муки для проведения стадии разжижения.

С этой целью были смоделированы образцы муки с различной амилолитической активностью, для чего обойную ржаную муку смешивали с мукой из проросшего зерна ржи в различных процентных соотношениях.

Величину амилолитической активности оценивали фотоколориметрическим методом по ГОСТ 20264-74.

Амилолитическая активность товарной обойной муки составила 10.6 ед.АС/г муки, амилолитическая же активность модельных смесей №1, №2, №3 и №4 - 13.6; 15.8; 17.0; 19.2 ед.АС/г муки соответственно (рис.1). Для определения степени разжижения суспензий ржаной муки собственными амилолитическими ферментами проводили сравнение со скоростью разжижения суспензии ржаной муки под действием ферментного препарата амилосубтилин ГЮх в дозировке 5 ед.АС/г крахмала. Влияние активности амилаз на процесс разжижения оценивали по изменению вязкости водно-мучных суспензий, определяемой на амилографе ВгаЬепс1ег. Полученные амилограммы приведены на рис. 2.

О - .И ^^ К .И

1 2 3 4 5 6

Рис. 1. Амилолитическая активность образцов муки

1. Товарная обойная ржаная мука

2. Образец № 1

3. Образец № 2

4. Образец № 3

5. Образец № 4

6. Мука из проросшего зерна

Рис.2. Влияние амилолитнческои активности муки на вязкость су спешим

1. товарная обойная ржаная мука;

2. образец №1;

3. образец №2;

4. образец №3;

5. образец №4;

6. образец №5 (ржаная ипка +■ амилосуб-тилин Г1 (К дозировка 5 ед.АС/г крахмала)

Установлено, что температура начала клейстеризации крахмала не зависела от активности амилаз ржаной муки и составила для всех образцов 58оС. В то же время амилолитическая активность ржаной муки оказывала существенное влияние на процесс разжижения суспензий. Чем выше была АС ржаной муки, тем раньше и интенсивнее проходило разжижение и тем ниже находился максимум вязкости суспензии. Было выявлено, что разжижающее действие амилосубтилина ГЮх сопоставимо с действием собственных ферментов ржаной муки с ами-лолитической активностью 10.5 ед.АС/г муки и выше.

Таким образом, вполне реально исключение ферментного препарата амилосубтилин ГЮх из стадии разжижения и осуществление ее собственными амилолитическими ферментами ржаной муки. Это позволит экономить дорогостоящие амилолитческие препараты, а также использовать в качестве сырья для получения сахаристых продуктов некондиционную ржаную муку, обладающую повышенной активностью а-амилаз.

2.2.1.2. Определение условий проведения ферментативного гидролиза ржаной муки.

Одной из задач исследования являлось определение оптимальных условий проведения стадии разжижения ржаной муки собственными амилолитическими ферментами и стадии осахаривания разжиженной суспензии препаратом глюкаваморин Г20х.

На основании изучения параметров разжижения ржаной муки собственными амилазами установлено, что оптимальными являются: концентрация суспензии 35%, рН среды 4.9-5,0 температура 60оС (рис.3). Оптимальное время, за которое достигается требуемый уровень расщепления крахмала ржаной муки (15-17% РВ на с.в.) зависит от активности амилаз муки.

55 °С 60°С 65 сС

Рис. 3. Влияние температуры разжижения на накопление РВ в гидролизатах с различной амилолитической активностью

I -товарная обойная ржаная мука; 2 - образец }." I; 3 - образец № 2; 4 - образец № 3; 5 - образец Р 4

Проведенными исследованиями выявлено, что процесс осахари-вания суспензий муки с различной амилолитической активностью препаратом глюкаваморин Г20х следует проводить при условиях: рН 4.95.0, температура 60оС (рис.4), дозировка ферментного препарата 4 ед.ГлА/г крахмала.

РВ, % глюкозы на с.в. муки

2 3 4 5

65 °С

Рис.4. Влияние температуры осахаривания на накопление РВ и гшокозы в гидролизатах муки с различной амилолитичеекой активностью за 20 часов осахаривания

1. товарная обойная ржаная мука

2. образец №1 т „„

3. образец №2 80 ~ га

4. образец №3

5. образец №4

- глюкоза

В процессе осахаривания ржаной муки с амилолитичеекой активностью свыше 10 ед.АС/г муки ферментным препаратом глюкаваморин Г20х при оптимальных условиях, за 20 часов гидролиза образуется са-харосодержащий гидролизат со степенью доброкачественности 85-90%.

Установлено, что для регулирования рН среды в ходе гидролиза суспензий ржаной муки предпочтительно использовать молочную кислоту.

2.2.2. Разработка способа разделения сахаросодержащего гидроли-зата ржаной муки на фракции.

Из-за специфичности ряда высокополимеров ржи (белков и пен-тозанов), обладающих способностью к неограниченному набуханию и образованию вязких коллоидных растворов, а также с целью более эффективного использования получаемых гидролизатов, в данной работе изучена возможность разделения гидролизата на фракции с достаточно

высокой сахаристостью, но с различным содержание некрахмальных высокомолекулярных полисахаридов с помощью центрифугирования.

Установлено, что выбранный режим разделения гидролизата ржаной муки - частота вращения 4000 мин-1 .продолжительность - 15 мин. - обеспечивает получение жидкой фракции, именуемой в дальнейшем сахаросодержащий сироп (СС) , с содержанием сухих веществ 22% и пастообразной фракции, в дальнейшем именуемой сахаросодер-жащей пастой (СП) с содержанием сухих веществ 30%.

Сахаросодержащий сироп подвергали сгущению и получали сгущенный сироп (ССС), с содержанием сухих веществ 45-55%.

2.2.3. Влияние глубины гидролиза ржаной муки на углеводный состав сахаросодержащих продуктов.

Для обоснования получения сахаросо держащих продуктов с различной глубиной гидролиза были проведены исследования по изучению влияния продолжительности гидролиза ржаной муки на углеводный состав сахаросодержащих продуктов.

Для этого предварительно разжиженную суспензию ржаной муки осахаривали ферментным препаратом глюкаваморип Г20х (дозировка 4 ед.ГлА/г) при ранее установленных оптимальных условиях. Продолжительность гидролиза варьировали от 4 до 22 часов. Ферментативные гидролизаты, после инактивации ферментов, подвергали разделению. В сахаросодержащих продуктах определяли растворимые углеводы и крахмал колориметрическим антроновым методом, принятым в спиртовой промышленности; редуцирующие вещества йодометрическим методом Шорля; глкжозу-глюкозооксидазным методом.

Полученные данные (табл. 1) позволяют заключить, что с увеличением глубины гидролиза ржаной муки происходит увеличение содержания растворимых углеводов, РВ и глюкозы во всех сахарсодер-

жащих продуктах (СГ, СП и СС) при одновременном сокращении содержания крахмала.

1. Влияние глубины гидролиза ржаной муки на углеводный состав са-харосодержащих продуктов

Продолжи тельность гидролиза,ч Углеводы, % с.в. муки

Растворимые углеводы Редуцирующие вещества Глюкоза Крахмал

СГ/СП/СС СГ/СП/СС СГ/СП/СС СГ/СП/СС

4 42.4/35.2/46.0 41.2/34.4/45.1 29.5/21.6/34.4 11.3/11.4/11.2

8 45.6/37.4/48.5 44.0/36.5/48.1 33.9/24.5/38.5 9.2/9.5/9.0

12 47.5/41.2/51.0 46.5/38.0/50.0 36.7/27.6/42.0 5.9/6.0/5.1

18 49.8/46.5/56.2 48.6/40.2/53.5 40.5/31.0/45.6 1.6/2.1/1.1

22 53.0/47.0/58.0 51.9/46.1/56.3 45.0/35.5/50.2 0.5/0.6/0.5

СГ - сахаросодержащий гидролизат СП - сахаросодержащая паста СС - сахаросодержащий сироп

Таким образом, изменяя продолжительность гидролиза от 4 до 22 часов можно получать как низкоосахаренные, так и высокоосахарен-ные продукты: сироп и пасту, пригодные в качестве заменителей сахара в различных областях пищевой промышленности.

Установлено, что основная масса Сахаров (около 2/3) сосредоточена в сахаросодержащем сиропе, тогда как в сахаросодержащей пасте их практически в 2 раза меньше (около 1/3 от общего содержания Сахаров в исходном гидролизате).

2.2.4. Изучение химического состава сахаросодержащих продуктов, полученных в результате ферментативного гидролиза ржаной муки.

Для того чтобы определить область практического применения сахаросодержащих продуктов необходимо было изучить их химический состав.

Проведенные исследования позволили установить, что сгущенный сахаросодержащий сироп и сахаросодержащая паста богаты саха-рами, белками, пищевыми волокнами, минеральными веществами (табл. 2), что определяет их высокую пищевую ценность.

Преобладающим в количественном отношении сахаром как в СП, так и в ССС является глюкоза, причем в ССС ее содержится больше (47,11% на с.в.), чем в СП (36.57% на с.в.).

При разделении сахаросодержещкго гидролизата (рис. 5) большая часть Сахаров переходит в сахарсодержащий сироп, в то время как некрахмалистые полисахариды распределяются между СС и СП практически в равных количествах.

Соотношение белка в сиропе и пасте составляет 59,4% к 40,6% соответственно, по-видимому, такое распределение белка связано с тем, что для белков ржаной муки характерна большая доля водорастворимых фракций.

Таким образом, ССС и СП могут быть рекомендованы к использованию в качестве заменителей сахара в различных областях пищевой промышленности. Кроме того, значительное содержание в сахаросодержащих продуктах компонентов лигно-углеводного комплекса указывает на перспективность их использования для обогащения продуктов пищевыми волокнами.

2. Химический состав ржаной муки, сгущенного сахаросодержа-щего сиропа, сахаросодержащего гидролизата и пасты.

Продукт

Состав, % на с.в. мука СГ ССС СП

Массовая доля сухих ве- 85.0 24.8 55.0 30

ществ,%

Крахмал 56.4 - - -

Моно- и олигосахариды: 4.05 53.2 57.9 47.56

в том числе

глюкоза 0.95 46.01 47.11 36.57

фруктоза 0.45 1.91 1.64 1.57

сахароза 0.83 1.25 0.63 1.18

мальтоза 1.35 5.66 4.49 4.79

ксилоза и галактоза сл. 1.24 1.35 0.93

многокомпонентный сахар 0.47 3.08 2.76 2.52

Пентозаны 9.6 8.9 5.85 9.9

Гемицеллюлоза 6.9 9.0 5,91 10.1

Клетчатка 2.6 3.0 1.72 3.46

Лигнин 2.09 2.6 1.41 2.97

Белок 9.69 11.2 11.5 11.13

Сумма липидов 2.93 1.8 1.52 1.84

Минеральные вещества 2.13 2.1 1.56 1.79

I - сухие в-ва; 2 - moho- и олигосахариды; 3- пен тозаны; 4 - гемицеллюлоза; 5 - клетчатка;б - белок; 7 - липиды; в - лигнин; 9 - минеральные в-ва. 1-СГ; □- СС; СП.

В связи с тем, что полученные сахаросодержащие продукты рекомендуются к использованию в пищевой промышленности, проводили микробиологический анализ сахаросодержащего сиропа, пасты, сгущенного сиропа, а так же исследование условий их хранения.

Все сахаросодержащие продукты имеют невысокую микробиологическую обсемененность, что значительно ниже установленных нормативов, ССС и СП можно хранить при пониженной температуре до одного месяца, в случае если сахаросодержащие продукты хранятся в прохладных помещениях, сроки хранения должны быть сокращены до 5-7 суток.

2.2.5 Разработка технологической схемы полунения сахаросодер-жаших продуктов из ржаной муки

На основании проведенных исследований предложен способ получения сахаросодержащих продуктов из ржаной муки (патент №201349 РФ).

Рис.6. Принципиальная технологическая схема получения саха-росодержащих продуктов из ржаной муки.

Этот способ включает клейстеризацию и разжижение суспензии ржаной муки собственными амилолитическими ферментами, дальнейшее осахаривание разжиженной суспензии глюкоамилазой, инактивация ферментов и последующее разделение полученного гидролизата.

Разработана принципиальная технологическая схема процесса получения сахаросодержащих продуктов из ржаной муки путем ферментативного гидролиза (рис. 6).

Разработанная схема получения сахаросодержащих продуктов из ржаной муки достаточно проста и экономична. Ее реализация в условиях предприятий пищевой промышленности не требует больших энергетических затрат и дорогостоящего оборудования и может осуществляться как централизовано, так и непосредственно на производствах, использующих традиционные источники Сахаров.

Выводы

На основании проведенных исследований разработан способ получения новых сахаристых продуктов их товарной обойной ржаной муки, позволяющий полностью использовать ценные компоненты ржи: белок, клетчатку, лигнин, гемицеллюлозы, минеральные вещества и др.

1. Изучен ферментативный гидролиз крахмала ржи препаратами амилосубтшшн ПОх и глюкаваморин Г20х, определены условия проведения стадии разжижения: температура 60оС, рН 7.0, концентрация субстрата 35%, дозировка препарата амилосубтилин ПОх - 5-6 ед.АС/г крахмала, продолжительность 30-40 мин. Установленны оптимальные условия стадии осахаривания ржаного крахмала : температура - 55-60оС, рН 4.8-5.0, дозировка препарата глюкаваморин Г20х - 2 ед.ГлА/г крахмала, продолжительность 48 часов, обеспечивающие получение сиропа со степенью доброкачественности 90%.

2. Экспериментально обоснована целесообразность и эффективность проведения стадии разжижения собственными амилолитически-ми ферментами ржаной муки.

3. На основании исследований ферментативного гидролиза ржаной муки собственными амилазами, установлены оптимальные условия проведения стадии разжижения: концентрация субстрата 35%, рН среды 4.8-5.0 , температура 60ОС, время разжижения 10-30 мин. Определены условия осахаривания разжиженной ржаной суспензии препаратом ппокаваморин Г 20х: рН 4.8-5.0, температура 60оС, дозировка ферментного препарата ~4 ед.АС/г крахмала в течение 20 часов, обеспечивающие получение ферментативого гидролизата со степенью доброкачественности 90%.

4. Установлено, что для регулирования рН среды в ходе ферментативного гидролиза ржаной муки предпочтительнее использовать молочную кислоту.

5. Разработан режим разделения гидролизата ржаной муки: частота вращения 4000 мин-1, продолжительность 15 мин, обеспечивающий получение жидкой фракции (сахаросодержащего сиропа) с массовой долей сухих веществ около 22.0% и твердой фракции (сахаросодержащей пасты) с массовой долей СВ около 30%.

7. Показана возможность получения сахаристых продуктов из ржаной муки: гидролизата, сиропа и пасты с различным глюкозным эквивалентом, являющихся заменителями традиционных сахаристых продуктов. В зависимости от требуемой глубины гидролиза продолжительность процесса осахаривания может составлять от 5 до 22 часов.

8. Изучен химический состав сахаросодержащих продуктов из ржи: гидролизата, сиропа и пасты, а также сгущенного сахаросодержащего сиропа. Показано, что ценность этих продуктов обусловлена

наличием moho- и дисахаридов, белков, пищевых волокон и минеральных веществ.

9. Проведен микробиологический анализ сахаристых продуктов, полученных ферментативным гидролизом ржаной муки.

Установлено, что сгущенный сахаросодержащий сироп и сахаро-содержащая паста имеют невысокую микробиальную обсемененность, удовлетворяющую установленным нормам и могут быть рекомендованы для использования в пищевой промышленности. Определены режимы хранения, обеспечивающие стойкость сахаросодеращих продуктов.

10. На основании проведенных исследований предложен способ получения сахаросодержащих продуктов из ржаной муки, подтвержденный патентом РФ №2013499 от 30.05.1994 г.

Предлагаемый способ обеспечивает безотходную и круглогодичную переработку товарной обойной ржаной муки.

11. Разработаны и утверждены в установленном порядке технические условия (ТУ 18.08) на "Продукты сахаросодержащие из ржаной обойной муки" и технологическая инструкция (ТИ) по производству сахаросодержащих продуктов из ржаной обойной муки.

12. Разработана принципиальная технологическая схема процесса получения сахаросодежащих продуктов и ржаной обойной муки ферментативным гидролизом.

Список работ, опубликованных по теме диссертации,

1. Базина И.В., Шуб И.С. Изучение ферментативного гидролиза крахмала ржи с целью получения сахаристых продуктов . Тез.докл. Всесоюз.научн.конф. "Ферменты - народному хозяйству", Черновцы, 1990г.

2. Базина И.В., Попадич И.А.,Потяйкина М.В.,Шуб И.С. Исследование процесса ферментативного гидролиза крахмала ржи с целью

получения сахарных сиропов. Тез.докл.Всесоюзн.научн.-технич. конф."Совершенствование технологических процессов, новых видов пищ.продуктов и добавок", Киев, 1991, с.218-219.

3. Базина И.В. Изучение условий двухступенчатого ферментативного гидролиза ржаной муки, Тез.докл. VIII конф. мол.ученых и специал., поев. 60-тию МТИПП "Новые направления в совершенствовании продуктов питания", Москва, 1991, с.52-53.

4. Потяйкина М.В.,Базина И.В., Шуб И.С. Изучение условий гидролиза крахмала ржи собственными амилолитическими ферментами. Тез.Докл. Международ. конф. Экоресурсосберег. тех-нол.перераб. с.-х сырья"- Астрахань, 1993, с. 64-65.

5. Попадич И.А.,Шуб И.С.,Базина И.В.,Потяйкина М.В. Способ получения сахарсодержащего продукта из ржаной муки. Патент РФ N2013449 30.05.94.

6.Потяйкина М.В., Попадич И.А., Шуб И.С., Базина И.В.Новая ресурсосберегающая технология получения сахаристых продуктов из ржи. Тез. докл. Респ. научно-техн. конф." Проблемы энергетики тепло-

технологии в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье.-Москва, 1994.-81с.

It was shown the possibility of using such untraditional kind of starchcontent raw material as rye for producing sugar syrups with various carbohydrate content.

It have been worked out the conditions of hydrolysis of rye flour using a-amylase of rye and glucoamilase Asp. awamori.

The chemical composition and functional properties of sugar syrups have been determined. The technology of new sugar products have been worked out.

Summary

Подписано в печать _C5.05.96. Формат 60хв41/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать офсетная. Усл.Печ.л. 1 Уч.-изд. л. / . Тираж 100. Изд. £6 • Заказ W .

Издательский комплекс МГАПП. 125060, г. Москва, Волоколамское ш. II.