Получение сиропов путем биоконверсии полисахаридов зерна кукурузы и их сбраживание

• Автор: Фурсова, Татьяна Игоревна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Характеристика зерна основного сырья для производства спирта

1.2 Современные ферментные препараты для гидролиза высокомолекулярных полимеров зернового сырья.

1.3 Сахаристые крахмалопродукты свойства и применение

1.4 Перспективы комплексного использования зернового сырья

для получения сахаристых сиропов и спирта

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Объекты исследований

2.2 Характеристика используемых ферментных препаратов

2.3 Методы определение активности ферментных препаратов.
2.4 Определение углеводного состава гидролизатов
2.5 Методика хроматографического анализа содержания
этилового спирта и примесей в зрелой бражке.
2.6 Общие биохимические методы исследования
2.7 Статистическая обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 3. ПОДБОР ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ
ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ САХАРИСТЫХ КРАХМАЛОГРОДУКТОВ
3.1 Оптимизация процесса разжижения крахмала.
3.2 Исследование процесса осахаривания крахмала
3.4 Сбраживание гидролизатов крахмала
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СИРОПОВ ИЗ
КУКУРУЗЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФЕРМЕНТНЫХ КОМПЛЕКСОВ И ИХ СБРАЖИВАНИЕ.
4.1 Подбор мультиэнзимного комплекса для деструкции
полисахаридов кукурузы.
4. 2 Оптимизация процесса биоконверсии полисахаридов
кукурузы
4.3 Разработка технологии получения зерновых сиропов из кукурузы
4.4 Изучение влияния мультиэнзимного комплекса на процесс брожения сусла
4.4.1 Исследование процесса брожения зернового сусла
4.4.2 Исследование процесса брожения зерновых сиропов
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАН ТЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Оба полисахарида неоднородны, их молекулярная масса колеблется в широких пределах и зависит от природы крахмала [,, 3]. А и в каждый виток входит 3 остатка глюкозы. Максимальная длина молекулы амилозы достигает А. В растворе спираль сжимается за счет увеличения витка, в котором уже участвует 6 остатков глюкозы [, , 3]. Молекула амилопектина - одна из самых крупных молекул, ее молекулярная масса 5’8 Да. Ветвление гликозидной цепи осуществляется с помощью а-1,6-связей. Особенностью амилопектина кукурузы является то, что он содержит повышенное количество а-1,6-связей - около % (так называемый «фитогликоген»). ИЗ, 1] присоединяется к шестому углеродному атому в глюкозном остатке. Гранулы крахмала построены из преимущественно простых концентрических слоев, сплошных или с внутренней полостью. В концентрических слоях высоковетвистые молекулы амилопектипа образуют трехмерные ячейки, заполненные амилазой [, ]. Особенностью крахмалов зерновых культур является характерное распределение нативных гранул по размерам, т. А) и мелкой (крахмал Б) [5]. Такое распределение зерен влияет на их структуру, термодинамические и функциональные свойства, а также содержание амилозы [0]. По результатам исследований Андреева Н. Р. и Юрьева В. П. [5] крупной и мелкой фракции крахмала, было показано, что крупные гранулы содержат меньше амилозы и липидов, чем мелкие. Фактор набухания у крупных зерен ниже и они менее устойчивы к кислотному и ферментативному гидролизу. Мелкая фракция крахмала содержит повышенное количество азота, липидов, полярных глико- и фосфоролипидов, а также триглицеридов и продуктов их гидролиза. Большой интерес с технологической точки зрения представляют собой явление клейстеризации и реологические свойства крахмала. Известно, что крахмал в холодной воде нерастворим, но поглощает - % воды [, 5, 6]. При нагревании водной суспензии выше °С в первой фазе клейстеризации кукурузного крахмала происходит частичный разрыв водородных связей молекул в зерне, что приводит к изменению его микроструктуры. Нагревая суспензию до - °С, наблюдается медленное поглощение воды крахмальными зернами, незначительное набухание, сохраняется внешний вид, не повышается вязкость суспензии. При дальнейшем повышение температуры происходит переход набухших зерен во вторую фазу, которая характеризуется резким увеличением объема зерна и вязкости суспензии. При температуре, близкой к 0 °С, замечается разрыв крахмальных зерен и уменьшение вязкости. Процесс клейстеризации крахмала характеризуется исчезновением способности зерен к двойному лучепреломлению в поляризованном свете, которая свойственна нативным гранулам [, , , 6, 7], поэтому результатом окончания клейстеризации считают температуру, при которой полностью исчезает двойное лучепреломление. Для кукурузного крахмала она составляет - °С. Основным процессом при переработке сырья на спирт и сахаристые сиропы является процесс деструкции полисахаридов крахмала, поэтому необходимо учитывать факторы, оказывающие влияние на клейстеризацию крахмала. Одним из таких факторов является соотношение амилозы и амилопек-тина. Содержание амилозы в крахмале оказывает влияние на его реологические свойства [0]. Так, Присом [3] отмечено, что при увеличении количества амилозы повышается растворимость крахмала в воде, наблюдается более ограниченное набухание, низкая вязкость клейстеров, склонность полисахаридов к ретроградации и быстрому студнеобразованию. На технологические свойства полисахарида существенно влияет взаимодействие крахмала с другими веществами зерна. При зернообразовании в структуру крахмала включаются фосфаты и липиды. Связанные фосфаты в крахмале повышают вязкость клейстеров [1, 4]. Многочисленными исследователями [2, 5, 1] определен характер влияния липидов на свойства крахмалов. Липиды понижают водосвязывающую и набухающую способность зерен крахмала за счет образования амилозно-липидных комплексов, а также-уменьшают растворимость зерновых крахмалов. По сравнению с картофельным крахмалом, где содержание белковых веществ 0,6 %, в зерновых крахмалах их значительно больше, и составляет 0,-0,5 % [5].