Способ получения продуктов гидролиза крахмала

Способ получения продуктов гидролиза крахмала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свн)1-ву (Я2) Заявлено21.0273 (Я) 1889601/28-13 (8Ц И. Кл. (23) Приоритет - (32) 21.02. 72

С 13 Ь 1/08 (3) ) ИР12й/161100 (И) ГДР

Государстаенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.03.79. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 1503,79 (53) УДК бб4 ° 2 ° 058. 9 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Манфред Рихтер, Фридрих Ширбаум, Зигфрид Аугустат и Клаус-Дитер Кнох (ГДР) Иностранное предприятие Академи Дер Виссеншафтен Дер ДДР (ГДР) (73) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ

ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА

Изобретение относится к способам получения продуктов гидролиза крахмала с низким декстроэным эквивалентом в крахмало-паточной промышленности.

Известен способ получения продуктов гидролиза крахмала путем смешивания суспензии крахмала или его производного, имеющую содержание сухих веществ 20-50ô с ферментомск .-амилазой, гидролиэа крахмала до достижения декстрозного эквивалента 5-20 нагревания гидролизата для инактивации фермента и очистки гидролизата.

Полученный гидролизат с низким декстрозным эквивалентом в случае необходимости сушат и используют в качестве добавок Ь пищевые продукты (1).

Продукты, полученные известным

ЯО способом, если они подвергаются воздействию температуры ниже точки замерзания или длительному хранению s холодильнике, претерпевают необратимые превращения, ухудшается их внешний вид и другие свойства.

Цель, изобретения — получение продуктов, устойчивых к замораживанию и оттаиванию и образующих с водой термообратимый гель.

Для этого по предлагаемому способу гидродиз крахмала или его производного осуществляют при нагревании суспенэии до температуры, которая на 1-4 С ниже температуры набухания используемого крахмала с последующей выдержкой при этой температуре в течение 5-30 мин, после чего нагревание гидролизата для инактивации фермента производят до 95-100 С в несколько ступеней с выдержкой гидролизата в течение 5-30 мин после каждой ступени. Гидролизат после очистки охлаждают для образования геля или сушат и измельчают с получением сухого измельченного продукта.

Предложенный способ заключается в следующем.

Готовят суспензию крахмала, пре- имущественно клубневого, или производного крахмала, содержащую 20-50% сухих веществ. В качестве исходного материала могут быть использованы низкоэамещенные производные крахмала, предпочтительно фосфаткрахмалы и ацетилкрахмалы. Кроме того, могут применяться крахмалы, область температуры йабухания которых по сравнению с крахмалами, не подвергавшимися определенной предварительной обработ652219 ке, была изменена предпочтительно эа счет искусственного созревания под воздействием обработки с помощью тепла" и влажности или в результате изменения характеристики вязкости посредством ионов кальция или других.

Суспензию крахмала смешивают при -оПтимальном для применяемого фермента значении рН, йредпо тительно около 7, с гидролизующим крахмал ферментом, преимущественно бактериальной ф, -амилазой. Смесь нагревают до температуры, которая на 1-4 С ниже температуры набухания используемого крахмала или производного крахмала.

При достижении этой температуры1подвод тепла прекращают на 5-30 мин.

Гетерогенйый ферментативный гид-. рблиэ проводится так, чтобы одна часть полисахаридов крахмала, а имен Но часть, находящаяся в растворе:, расщейлялась ферментом значительйо,20 быстрее и больше, чем другая часrь полисахаридов, которая находится в твеРдой фазе внутри набухших зерен. . Это приводит к образованию продуктов гидролиза с желаеуым распределейием" молекул rio размерам. Затем оСуществ:- ляют нагревание до 95-100 С в несколь-.

r<0 ???????????????? ?? ?????????????????? ?????????????????????? ?? ?????????????? 5-30 ?????? ?????????? ????????????. ?????? -. ????????. ?????? ???????? ????????????????. ????????????????; ????- ???????????????????? ???????????????? ???????????????? ????-, ?????????????????????? ??????????????, ??????????????????????;" " ?????? ??????????, ?? ?????????? ?????????? ???????????????? ????- .. ???????????? ??????????????, ?????????????? .?????????? ????????????- ???????? ???????????????? ?????????????????????????????? ??>

25Ъ, преиМущественно 5-8Ъ. Продукты,. имеющие ДЭ 5-8Ъ, содержат компоненты, которые образуЮт соедннения, подкрашенные йодом. Продукты, полученные из картофельного крахмала, обладают при нормальности йода 4 10 N .в области длины волн 530-550 им максймальной сйособностью пбглощения, которая сдвигается при повышении концентра- 50 ции йода в область более коротких волн.

Полученные продукты не меняют химическую структуру своего основного структурного элемента, т.е. ангидро-.

-д-глюкоэиого кольца, так что они не отличаются от иерасщепленных исходных материалов и вследствие этого они также, как эти последние, могут гидролизоваться посредством крахмала расщепляющих. ферментов частично или 60 "полйостью.

Продукты с ДЭ 5-8Ъ иегигроскопичны и образуют после растворения в воде в зависимости от концентрации (1540 вес.Ъ) белый прозрачный гель.

Изменение консистенции наступает при нагревании такого рода гелей, При 50-70 С эти гели плавятся, при этом получают прозрачные водные растворы. При повторном охлаждении раствор снова застывает в гель. Готовые образованные гели могут замораживаться и храниться в этом состоя-, нии, После размораживания снова образуется гель первоначальной консисте«ции.

Продукты применяются благодаря их особым свойствам в качестве веществ— носителей или добавок в пищевой, бу- . мажной и фармацевтической промышленности, Пример 1, В сосуде готовят суспензию из 5,68 кг картофельного крахмала (12Ъ влажности) в 10,98 л воды и устанавливают рН, равное 7 (содержание сухого вещества в суспензий 30 вес.Ъ) . В эту суспензию добавляют 9,28 мл не содержащей протеинаэй бактериальной БОЧО- сС-амилаэы

Ь1д 60, что соответствует концентрации 0,125 КИЕ/г сухого крахмального вещЕства в исходной смеси (IKNE— единица равна 1 кг NOVO единиц, что соответствует 0,0189 условных SKBединиц) . Затем суспензию перемешивают и нагревают по следующей программе . подогрев до 59 С со скоростью в

1,5 С в 1 мину выдерживание этой температуры в течение 10 мин; подогрев до 63,5 С в течение 3 мин; выдерживао иие этой т мпературы в течение

10 мину подогрев до 90 С со скорос0 тью в l,4 С в 1 мин; подогрев в тео чение последующих 10 мин до 100 С и выдерживание этой температуры в течение 20 мин, при этом фермент инактивируется.

По этой программе время реакции для расщепления в гетерогенной фазе (область температуры 59-70 С) составляет 28,4 мин. Область температуры

70-90вС (гомогенная фаза) проходится эа 15 мин.

Объем состава увеличивается при этом с первоначальных 14,б л до

18,3 л,соответственно содержание сухого вещества уменьшается до 28,2 вес ° Ъ.

Гидролиэат в горячем состоянии фильт-. руют через дедероново-мулиновое фильтровальное полотно, сгущают в атмосфере вакуума до содержания сухого вещества 45 вес.Ъ и высушивают на опытной вальцовой сушилке (нагоевание вальцов 220 В, 3,3 кВт., 3 ступе- ни нагрева) при температуре вальцов

115-125 С со скоростью подачи

30 мл/мин. Продукт гидролиэа крахмала имеет остаточную влажность 8,2Ъ, содержание, природных протеинов 0,1Ъ и ДЭ 8,1Ъ.

Полученный продукт гидролиза крахмала образует в 0,1 N соляной кислоты с раствором йода-йодистого калия

652219 6 окрашенное соединение, данные кото." рого приведены в табл.1 параметрой, определенных при двух разных значениях нормальности йода для длины волн максимального коэффициента поглощения (у, в нм) и максимальном коэФфициенте экстинкцни (E „,, ), вы- 5 раженной в качестве зкстннкцни для

1 мг продукта в 100 мл раствора йодайодистого калия с молярным отношением йодид/йод, равным 1,5 при толщине слоя раствора равным 1 см., 10

Пример 2. В химическом стакане смешивают 170 г картофельного крахмала (15,5% влажности) с 328 мл воды в гомогенную суспензию (содержание сухого вещества суспензии )5

28,8 вес.%), устанавливают рП, рав- ный 7, посредством 2 N раствора карбоната натрия и переливают в измерительную кружку прибора Брабендера для определения вязкости. После до- . бавки разного количества в мл NOVOбактериальной с6-амилазы hig 60 (см, табл. 2) систему нагревают со скоростью в 1,5 С в 1 мин с периодами прекращения подвода тепла по следующей . программе, причем консистенция регистрируется в зависимости от времени: подогрев - .äî 59 С; постоянная температура в течение 15 мин, а затем осуществляют нагрев в несколько стуO О пеней;подогрев до 63,5 С; постоянная 3() температура в течение 5 мин; подогрев до 65 С; постоянная температура в течение 5 мину подогрев до 68 С; по-, стоянная температура в течение 5 мин; подогрев до 90 С, По такой программе время реакции в процессе расщепления в гетерогенной фазе (область температуры 59-".0 С) .составляет 37,3 мин. Область темпе- ратуры 70-90 С (гомогенная фаза) про- 40 ходится за 13 мин.

Продукт переливают в химический стакан, варят в течение 15 мин, а после охлаждения для образования геля помещают в холодильник.  — àáë.2 приведены данные с максимальной консис- 45 тенцией, полученные при трех разных количествах фермента, а также внешнего вида рассола, который достигается при нагревании этих гелей до

80 С ° . 50

В приведенном примере необходимо

0,22 мл ферментного раствора для получения продуктов расщепления, способных образовывать термообратиж и гель.

Пример 3. Иэ продукта, по- 55 лученного по примеру 1, готовят гели с разным содержанием сухого вещества.

Соответствующее количество сухого продукта с определенным количеством воды переводят при перемешивании и. 60 нагревании в водяной бане до 80 С в прозрачный раствор. Для определения консистенции геля 70 мл раствора зали вают в стакан прибора для измерения гелеобразных систем и выдерживают в течение 24 ч при 4 С. С помощью автоматического пенетрометра AP 4/1 (УЕВ Feinmeb, Dresden) при условии применения стандартного тела пенетрации (весом 10 г) и установленного времени пенетрации (5 с) измеряют глубину пенетрации (максимальная глубина 30 мм) . Для определения поведения при плавлении 10 мл раство-. ра с.разным содержанием сухого вещества разливают в пробирки и помещают в холодильник на.24 ч для образования геля. Пробирки помещают порознь в просторную водяную баню, температуру которой поддерживают на уровне 80 С. Перемешиваемый термометром гель доводят"до плавления, причем изменение консистенции заметно.

За точку плавления прйнимаеТся та температура, при которой образуется жидкая фаза и становится возможным перемешиэание геля. За тфчку осветления принимается та температура, при которой золь становится оптически прозрачным. В табл.3 приведены некоторые свойства геля в зависимос-. ти от содержания сухо о вещества.

Пример 4. Для получения продукта гидролиэа крахмала- с малым содержанием ацетила в вакуумном реакторе емкостью 800 л с прямым или косвенным подогревом готовят суспейзию из 250 кг окисленного ацетилкрахмала с содержайием ацетила равным

2Ъ в 415 л воды. После добавки 83 мл бактериальной с -амилазы приготовленную смесь нагревают со скоростью в

1 5 С в 1 мин до 46 С и выдерживают при этой температуре в течение 15 мин

Затем суспензию нагревают с той же скоростью и последующей выдержкой в течение 5 мин при температуре каждой ступени нагрева до 62,5, 65 и 68 С.

После этого полученный раствор нагревают для инактивации до 100©С.и выдерживают его в течение 20 мин при этой температуре. Для перевода в подлежащий хранению сухой продукт гидролизат подвергают распылительной сушке и просеивают.

Полученный продукт гидролиза крахмала с малым содержанием ацетила растворим в холодной воде и образует полностью прозрачный стабильный раствор с хорошим блеском. При темпе« ратуре холодильника растворы сгущают в термообратимые гели с содержанием сухого вещества свыше 30 вес.%.

652219

100 прозрачный

240 прозрачный

0,22

0,20

210

150

490

100

260 мутный

18,4

30,0

23,0

27,5

17,7, 52 пастообразная

5,7 55

1 7 58

0,5 60

32,1

36,7

70 прочная на .разрез

0,3 60 70

41,3

45,9

60 70

0 формула изобретения выдержкой при этой температуре в те1. Crroco6 получения продуктов гид- чение 5-30 мин, после чего нагрева40 ролиза крахмала путем смешивания ние гидролизата производят до 95суспензии крахмала или его производ- 100ОC в несколько ступеней с выдержного, имеющую содержание сухих ве- кой гидролиэата в течение 5-30 мин ществ 20- О% с ферментом сС .-амилазой, после каждой ступени. гидролиза крахмала до достижения 45 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю декстроэного эквивалента 5-20, нагре- шийся тем, что гидролизат после вания гидролизата для инактивации очистки охлаждают дЛя образования фермента и очистки гидролизата, о т- геля. л и ч а ю шийся тем, что, с це- 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю лью получения продуктов, устойчивых . 50 шийся тем, что гидролиэат сушат к замораживанию и оттаиванию и обра- и измельчают ° зующих с водой термообратимый гель, гВдролиэ крахмала или его производного осуществляют при нагревании суспензии до температуры, которая на

1-4 С ниже температуры набухания ис- 1. Патент Англии

Р польэуемого крахмала с последующей кл. А 2 В, 1971.

Составитель Г.Лошкарева

Редактор В.Трубченко Техред Л.Алферова Корректор М.ряшко

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9 1240557 Эакаэ 986/27 Тираж 407 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4