Способ ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья
Номер патента: 10323
Опубликовано: 28.02.2008
Авторы: Ловкис Зенон Валентинович, Петюшев Николай Николаевич, Яблонский Игорь Геннадьевич, Литвяк Владимир Владимирович
Текст
(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(72) Авторы Литвяк Владимир Владимирович Ловкис Зенон Валентинович Петюшев Николай Николаевич Яблонский Игорь Геннадьевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(56)62462 , 2003.867925, 1981.985025, 1982.96118329 , 1998.2132384 1, 1999.2085590 1, 1997.1180405 , 1985. Фараджева Е.Д. и др. Общая технология бродильных производств. - М. Колос, 2002. - С. 31-34.4286058, 1981.4062728, 1977.2013449 1, 1994.2113470 1, 1998.(57) Способ ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья, включающий подготовку крахмалсодержащего сырья, приготовление из него суспензии, внесение в суспензию фермента и ферментативный гидролиз, отличающийся тем, что при подготовке сырье с естественной влажностью 17-20 подвергают экструзии при 40-70 и частоте вращения шнека 80-90 об/мин или к сырью с влажностью 30-60 и рН 4,5-6,0 добавляют термостабильную -амилазу из расчета 0,1-0,3 л на 1 т абсолютно сухого крахмала и подвергают экструзии при 70-90 и той же частоте вращения шнека, или сырье частично клейстеризуют и декстринизируют путем ультразвуковой обработки при частоте 15-250 кГц в течение 1-5 мин, суспензию готовят с содержанием сухих веществ 30-40 , в качестве фермента используют мультиферментные амилолитические препараты, обладающие амилазной и -амилазной или -амилазной и глюкоамилазной, или глюкоамилазной и амило-1,6-глюкозидазной активностью, а гидролиз осуществляют при 50 С и рН 4,0-5,0. Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при получении крахмальной патоки различного углеводного состава (низкоосахаренной, карамельной, высокоосахаренной, декстринмальтозной, мальтозной), мальтозы, глюкозных сиропов, глюкозы, глюкозофруктозных сиропов, фруктозных сиропов, а также фруктозы. 10323 1 2008.02.28 Изобретение позволяет разработать высокоэффективный, экономичный способ ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья. Известны способы ферментативного гидролиза крахмала, предусматривающие приготовление крахмалсодержащей суспензии, ее клейстеризацию, дозирование фермента,ферментативное разжижение и последующее ферментативное осахаривание 1. Недостатком известных способов является небольшое фермент-субстратное сродство,вследствие чего увеличивается длительность технологического процесса и требуется большое количество дорогостоящих ферментных препаратов. Известен способ разжижения крахмалсодержащего сырья, который включает приготовление крахмальной суспензии кукурузной крупки с массовой долей сухих веществ 2830 , дозирование бактериальной -амилазы (3,5 л амилазы на 1 т кукурузной крупки),проведение двухступенчатого разжижения в течение 2,5-3 часов при температуре 70-80 С 2. Недостатками известного способа являются длительность и сложность проведения процесса, значительный расход фермента. Наиболее близким к изобретению является способ ферментативного разжижения крахмалсодержащего сырья 3 - прототип, предусматривающий приготовление крахмалсодержащей суспензии, клейстеризацию, дозирование фермента и ферментативное разжижение. При этом 30-35 суспензию сырья (кукурузная мука) обрабатывают термостабильной -амилазой (2-2,5 единицы активности фермента на 1 г сухих веществ) при использовании энергии сверхвысокой частоты 700-800 Дж/см 3. Недостатками способа являются большое энергопотребление для клейстеризации крахмала, значительный расход фермента и длительность технологического процесса. Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья, позволяющего максимально повысить фермент-субстратное сродство, увеличить производительность,значительно сократить энергопотребление и уменьшить потребление амилолитических ферментов. Это достигается тем, что способ ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья, включающий подготовку крахмалсодержащего сырья, приготовление из него суспензии, внесение в суспензию фермента и ферментативный гидролиз, отличается тем, что при подготовке сырье с естественной влажностью 17-20 подвергают экструзии при 4070 С и частоте вращения шнека 80-90 об/мин или к сырью с влажностью 30-60 и рН 4,5-6,0 добавляют термостабильную -амилазу из расчета 0,1-0,3 л на 1 т абсолютно сухого крахмала и подвергают экструзии при 70-90 С и той же частоте вращения шнека, или сырье частично клейстеризуют и декстринизируют путем ультразвуковой обработки при частоте 15-250 кГц в течение 1-5 мин, суспензию готовят с содержанием сухих веществ 30-40 , в качестве фермента используют мультиферментные амилолитические препараты, обладающие -амилазной, -амилазной или -амилазной и глюкоамилазной, или глюкоамилазной и амило-1,6-глюкозидазной активностью, а гидролиз осуществляют при 50 С и рН 4,0-5,0. Способ реализуется следующим образом. Крахмалсодержащее сырье с естественной влажностью 17-20 подвергают низкотемпературной экструзии, с частотой вращения шнека 80-90 об/мин при температуре 4070 С, без применения амилолитических ферментов или используют сырье с влажностью 30-60 и рН 4,5-6,0, подвергая его экструзионной обработке, с той же частотой вращения шнека при температуре 70-90 С одновременно с применением термостабильной амилазы в количестве 0,1-0,3 л/т абс. сух. крахмала. Это позволяет значительно сэкономить дорогостоящие разжижающие амилолитические ферментные препараты, а также 2 10323 1 2008.02.28 исключить процесс ретроградации крахмала и ресинтеза трудно-гидролизуемых сахаров(изомальтозы, изомальтотриозы, паннозы и др.). Затем готовят суспензию с содержанием сухих веществ 30-40 и осуществляют ферментативный гидролиз при температуре 50 С, рН среды 4,0-5,0, применяя осахаривающие ферментные препараты с -амилазной или глюкоамилазной или пуллуназной активностью. Экструзионную обработку можно проводить, используя любой пригодный для работы с пищевыми продуктами экструдер. Апробация проводилась на одношнековом экструдере Термопласт-3328 с диаметром шнека 36 мм. Полнота ферментативного гидролиза контролировалась визуально и общеизвестным методом йодной пробы. Массовая доля редуцирующих веществ не превышала 20 . При подготовке крахмалсодержащего сырья к ферментативному гидролизу проводят предварительную, частичную клейстеризацию и декстринизацию при помощи ультразвуковой обработки с частотой колебаний 15-250 кГц в течение 1-5 мин или с помощью кратковременной инфракрасной или униполярной электрохимической обработкой. Предварительная, частичная клейстеризация и декстринизация способствует снижению расхода амилолитических ферментных препаратов, усиливая фермент-субстратное сродство, сокращает время ферментативного разжижения и осахаривания. Для осахаривания применяли препараты с выраженной глюкоамилазной или пуллуназной активностью. При получении мальтозной патоки или мальтозы используют на стадии осахаривания препараты, имеющие -амилазную активность. Кроме того, ферментативный гидролиз проводят, применяя мультиферментные амилолитические препараты,обладающие -амилазной, -амилазной или -амилазной и глюкоамилазной, или глюкоамилазной и амило-1,6-глюкозидазной активностью. Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения. Пример 1 Картофельный крахмал или любое другое крахмалсодержащее сырье перед ферментативным разжижением подвергают частичной клейстеризации и декстринизации при помощи ультразвуковой обработки с частотой колебаний 15-250 кГц в течение 1-5 мин. Разжижение осуществляется при помощи ферментативных препаратов, обладающих амилазной активностью. Затем проводят ферментативное осахаривание при температуре 50 С и рН 4,0-5,0 с помощью мультиферментных амилолитических препаратов, обладающих -амилазной и -амилазной или -амилазной и глюкоамилазной или глюкоамилазной и амило-1,6-глюкозидазной (пуллуназной) активностью. Пример 2 Картофельный крахмал с естественной влажностью 17-20 или любое другое крахмалсодержащее сырье подвергают низкотемпературной экструзии на одношнековом экструдере при диаметре шнека 36 мм, частоте вращения шнека 80-90 об/мин и температуре 40-70 С. Из полученного экструдата готовят суспензию с содержанием сухих веществ 30-40 и проводят ферментативное осахаривание при температуре 50 С и рН 4,0-5,0 с помощью мультиферментных амилолитических препаратов, обладающих -амилазной и -амилазной или -амилазной и глюкоамилазной или глюкоамилазной и амило-1,6-глюкозидазной(пуллуназной) активностью. Пример 3 Картофельный крахмал или любое другое крахмалсодержащее сырье с влажностью 30-60 и рН 4,5-6 подвергают экструзионной обработке на одношнековом экструдере при диаметре шнека 36 мм, частоте вращения шнека 80-90 об/мин, температуре 70-90 С 3 10323 1 2008.02.28 одновременно с применением термостабильной -амилазы в количестве 0,1-0,3 л/т абс. сух. крахмала. Из полученного разжиженного экструдата готовят суспензию с содержанием сухих веществ 30-40 и проводят ферментативное осахаривание при температуре 50 С и рН 4,0-5,0 с помощью мультиферментных амилолитических препаратов, обладающих амилазной и -амилазной или -амилазной и глюкоамилазной или глюкоамилазной и амило-1,6-глюкозидазной (пуллуназной) активностью. Предлагаемое изобретение позволит максимально повысить фермент-субстратное сродство, увеличить производительность, значительно сократить энергопотребление и уменьшить потребление дорогостоящих амилолитических ферментов. Источники информации 1. Гулюк Н.Г., Жушман А.И., Ладур Т.А., Штыркова Е.А. Крахмал и крахмалопродукты. - М. Агропромиздат, 1985. - С. 240. 2. Губин М.Г., Гулюк Н.Г, Макарова Т.Н. Производство сладких крахмалопродуктов из крахмалосодержащего сырья в Дании. - М. ЦНИИТЭИПИЩЕПРОМ, 1977. Сер. 19. Крахмалопаточная промышленность // Обзорная информация. - Вып. 3. - С. 10-11. 3. Патент Украины 62462, МПК С 13 К 1/06 // Бюл.12. - 15.12.2003. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4
МПК / Метки
МПК: C13K 1/00
Метки: гидролиза, крахмалсодержащего, сырья, способ, ферментативного
Код ссылки
<a href="https://by.patents.su/4-10323-sposob-fermentativnogo-gidroliza-krahmalsoderzhashhego-syrya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья</a>
Предыдущий патент: Премикс для племенных бычков
Следующий патент: Способ задней ротационной остеотомии бедренной кости
Случайный патент: Центробежный сепаратор