Крохмальні патоки

Патока – високоякісний продукт неповного гідролізу (Н⁺ або f) крохмалю. Рідка маса слабко-жотого кольору з вмістом продуктів різного ступеню розкладу крохмалю – декстрінів, мальтози, глюкози.

Застосовується в кондиторських та консервних виробництвах, в хлібопечені, пивоварінні.

Процес періодичний (в автоклавах чи безперервний, зацукрення в мідних трубчатих апаратах.)

Технологічні стадії:

• солянокислий гідроліз крохмального молочка(  = 3 хв; t = 100-150C; р = 0,28 –0,32 МПа ) та зацукрення ((t = 144-146C ,  = 20 хв)

• сепарація (t = 140 -105C);р - атмосферний

• нейтралізаця гідролізату содою з утворенням в гідролізаді хлорду натрію (t = 96-98C);

• виділення жиру відстоюванням (з кукрудзяного крохмального молочка)

• багатоступенева очистка (фільтрація з діатомітом) та знебарвлення (адсорбція активованим вугіллям)

• концентрування випарюванням – 55-57% с.р.

• очистка сиропу фільруванням з абсорбентом

• виварювання – 78%с.р.

• охолодження (t = 40-45C,  = 1,5 год)

Біотехнологічна схема гідролізу крохмалю

Ферментативний спосіб переробки крохмалю включає послідовне використання ферментів, що забезпечують м’які умови переробки та задовільні швидкості процесу, враховуючи , що залежно від вихідної сировини сирий крохмаль містить лінійну амілозу Мм = 10⁵ та розгалужений амілопектин Мм = 10⁸, а декстрозний еквівалент крохмалю ДЕ=0, декстрозний еквівалент глюкози ДЕ = 100. Вміст цукристих речовин декстрозний ДЕ та мальтозний еквівалент МЕ залежить від ступеню гідролізу крохмалю.

Кукурудза Картопля Пшениця

  

Крохмаль



Олігосахариди



D-глюкоза



,D-глюкоза + ,D-фруктоза

Основні процеси біотехнологічної модифікації крохмалю:

• декстринізація - дезорганізація крохмального зерна – утворення високомлекулярних декстринів

• розрідження – розщеплення крохмалю з мінімальною кількістю редекуючих речовин – низькомолекулярних декстринів та цукрів

• зацукрення – утворення цукрів з максимальною кількістю глюкози

• ізомеризація глюкози – утворення фруктозного сиропу

• деіонізауція – утворення фруктози

Біохіміз процесу :

(С₆ Н₁₀ О₅)_n +n Н₂ О  n/2 С₁₂ Н₂₂ О₁₁  n С₆ Н₁₂ О₆ 

кр. мальт. глю.

 n-m С₆ Н₁₂ О₆ + m С₆ Н₁₂ О₆

глю. фр.

Ферментативний гідроліз амілози ( F₂ - амілаза; F₁ - амілаза)

F₂ F₁

Мальтоза  Амілоза  декстрин + Глю

 F₁

Глю

Ферментативний гідроліз амілопектину (F₃ –глюкоамілаза; F₂ -амілаза; F₁ -амілаза)

F₂ F₁

-декстрин + Мальтоза  Амілопектин  -декстрин + Глю

F₃  F₃

мальтоза + Глю Глю

Біотехнологія одержання декстрозних сиропів, фруктозного сиропу та етанолу

Ізоглюкоза

Потужність –400т/добу.

1т імоб.ферменту працює 100 діб даючи 4000т сиропу. Порівняно з розчинною розхід ферменту імобілізованого в 10 разів. Період півактивації ферменту 25-50 діб (заміна ферменту через 2-3 місяці). Після зацукрення ферменти можуть повторно використовуватися після активації.

1. клейстерування

• обробка парою під тиском меленого кукрудзяного зерна ( вміст крохмалю – коло 40 %, t=145 С)

2. розрідження

• охолодження клейстированого продукту – t = 50-60 С

• обробка - амілазою (0,04-0,1%)

3. зацукрення

• обробка розрідженого продукту (декстринованого сиропу) інтактною глюкоамілазою (t = 55 С,  = 3-4 доби )

• інактивація (температурна – t=120 С чи на К ⁺А ^-)

4. одержання комерційних продуктів - ізомеризація або зброджування глюкози

• обробка іммобілізованою глюкоізомеразою зацукреного продукту (глюкози) та одержання “кукурудзяного сиропу” – глюкофруктозного сиропу (ГФС) – ізоглюкози

• адсорбційна очистка на активованому вугіллі

• Аніонітокатіонна очистка

• Вакуум-випарювання (с.р.-71%)

Хроматографічне відділення глюкофруктозного сиропу – 20% вартості виробництва. Вартість обладнання виробництва кристалічної фруктози з кукрудзяного крохмалю потужністю 10 тис.т/рік становить близько 40 млн дол.

• ферментація зацукреного продукту (глюкози) дріжджами та одержання етанолу