Разработка технологии пищевого пектина на основе использования карбогидраз и лиаз микроорганизмов

• Автор: Варфоломеева, Ольга Анатольевна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

1.1. Характеристика пектинсодержащего сырья

1.1.1 .Пектиновые вещества растений.

1.1.2. Другие полисахариды растительного сырья и их связь с пектином

1.1.3. Классификация и свойства пектинсодержащего сырья.

1.2. Традиционная технология пектина и основные стадии его получения

1.3. Ферментативный гидролиз растительных полисахаридов.

1.3.1. Общая характеристика процессов ферментативного гидролиза

1.3.2. Получение пектина с помощью ферментных препаратов.

1.3.3. Негидролитические ферментативные реакции

1.4. Свойства пектиновых веществ

1.5. Характеристика различных форм пектиновых препаратов

1.6. Использование ферментных препаратов и применение пектина в пищевой промышленности.
1.7. Заключение к литературному обзору. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследования.
2.1.1. Сырь для получения пектина.
2.1.2. Ферментные препараты
2.2. Методы исследования
2.2.1. Методы определения активностей ферментов
2.2.2. Методы определения количества и качества пектина
2.3. Схема постановки эксперимента
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СПЕЦИФИЧНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ
3.1. Определение каталитической активности ферментных препаратов
3.2. Определение основных каталитических параметров действия карбогидраз и пектинлиаз.
3.3. Определение оптимальных условий действия ферментных препаратов
на субстраты пектинсодержащего сырья
3.3.1. Определение температурного оптимума.
3.3.2 Определение оптимальных значений
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФЕРМЕНТАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ПЕКТИНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ.
4.1. Анализ пектинсодержащего сырья.
4.2. Влияние исследуемых ферментных препаратов на гелеобразующую способность пектинов.
4.2.1. Определение температурного режима ферментативного процесса .
4.2.2. Выбор гидромодуля оптимальное соотношение вода сырье для ведения ферментативного процесса.
4.2.3. Выбор оптимального для получения желирующего продукта
4.2.4. Определение влияния продолжительности ферментативного процесса на гелеобразующую способность пектина
4.2.5. Подбор режимов инактивации ферментных препаратов
4.2.6. Выбор оптимальной дозы ферментного препарата и их композиции
4.3. Определение основных параметров ферментативной обработки
пектин содержащего сырья
4.3.1. Определение гидромодуля соотношения сырь вода в гидролизуемой системе
4.3.2. Выбор дозы ферментных препаратов карбогидразного и лиазного действия.
4.3.3. Определение продолжительности ферментативной обработки
пектинсодержащего сырья
4.4. Создание композиции ферментов и соотношение пектинлиазы и
карбогидразы для оптимизации процесса гидролиза
4.4.1. Выбор оптимального соотношения карбогидраз и лиаз с учетом
их каталитической активности.
4.4.2 Сравнительное исследование действия композиций ферментных
препаратов на выход пектина и его физические показатели
4.4.3. Изучение продуктов ферментативного гидролиза при использовании композиции ферментных препаратов.
ГЛАВА 5 ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕПАРАТОВ НИЗКОЭТЕРИФИЦИРОВАННОГО ПЕКТИНА
ГЛАВА 6 ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕКТИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ В СТЕНДОВЫХ И ЗАВОДСКИХ УСЛОВИЯХ
6.1. Характеристика пектиновых препаратов, полученных в стендовых условиях.
6.2. Промышленные испытания биотехнологического способа получения концентратов пектина.
ГЛАВА 7. ТЕХНОЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При гидролизе боковых функциональных групп изменяется химический состав полимера при гидролизе основной цепи происходит деструкция и уменьшается молекулярная масса целевого вещества. При полном гидролизе образуются моногалактуроновые кислоты и некоторое количество олигоуронидов. Необходимым условием извлечения пектина из растительной ткани является проникновение гидролизующего агента в клетки исходного сырья. Таким образом, гидролиз протопектина является процессом внутренним и определяется следующими основными факторами температурой и продолжительностью процесса, показателем среды, типом гидролизующего агента, физикохимическими свойствами пектиновых веществ и V морфологической структурой растительной ткани. От соотношения расхода масс твердой и жидкой фаз, размера частиц сырья процесс гидролиза не зависит. Основной технологической задачей процесса химической деструкции протопектина является достижение наиболее высокой степени гидролиза при минимальной его продолжительности минимальной деполимеризации пектиновых веществ. Повышение температуры увеличивает движущую силу гидролиза, что является более эффективным, чем увеличение концентрации ионов водорода. Результаты исследований показали, что повышение температуры при снижении концентрации ионов водорода и продолжительности процесса позволяет получить пектиновые вещества с высокими качественными показателями. Одним из основных процессов в производстве пектина является экстрагирование. Однако в современной технологии пектиновых веществ процесс экстрагирования не изучен. При этом оптимальные параметры проведения процесса гидролиза в системе твердое тело жидкость температура гидролизной смеси, среды, соотношение расхода масс, характер взаимодействия фаз являются одновременно и параметрами процесса экстрагирования. В технологическом процессе получения растительных полисахаридов ключевой стадией является экстракция перевод полисахарида из ткани высших растений в среду растворителя. Экстракция представляет собой двухстадийный процесс, включающий превращение макромолекулы полисахарида из нерастворимой формы в растворимую и диффузию последней из ткани в раствор. Первый процесс осуществляется под действием гидролизующего агента, который по отношению к полисахаридам можно разделить на две группы мягкие и жесткие. Для последних механизм экстракции дополняется третьей стадией разрушение полисахаридов под действием гидролизующего агента. Для улучшения массообменных условий проведения процесса проводят перемешивание. Однако сильное перемешивание отрицательно сказывается на последующем разделении твердой и жидкой фаз. Поэтому рекомендуется перемешивание при относительной скорости движения частиц экстрагируемого пектинсодержащего сырья 1 мс. Одним из значимых факторов, оказывающих существенное влияние на движущую силу процесса экстрагирования, является соотношение расхода масс экстрагента и твердых частиц. Вообще экстрагирование пектиновых веществ из растений представляет собой сложную задачу. Вероятно, невозможно полностью экстрагировать пектин без разложения. Но даже с деградирующими агентами невозможно экстрагировать 0 пектина. Как известно, природные соединения клетки растения находятся в сложной комплексной связи, одной из которых является водородная связь, занимающая значительное место в протопектине. Возможно, именно она ответственна за неравномерный характер гидролиза сложноэфирных, гликозидных и ионных связей. Преимущественное влияние температуры процесса на молекулярную массу извлекаемых пектинов. Установлено, что повышение температуры способствует увеличению скорости деструкции пектиновых молекул, приводя к снижению молекулярной массы. Степень этерификации с повышением температуры также снижается, что объясняется ростом скорости омыления сложноэфирных групп. Структура молекул пектина, а соответственно, и свойства пектиновых веществ на различных стадиях получения пектина зависят от технологических параметров. При осаждении пектина при экстракта от 0,7 до 5,0 выход пектина значительно увеличивается, при дальнейшем повышении экстракта до 9,1 он практически не изменяется.