CC BY
24УДК 541.64:677.023.75 + 539.76.2
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ РИСОВОГО КРАХМАЛА КАК ОСНОВНОГО КОМПОНЕНТА ТЕКСТИЛЬНО ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
Н.Р. Очилова 1
Аннотация
Изучено химический состав риса и вторичных компонентов. Определены степени набухания рисового крахмала, в котором зависит от количества полисахаридов амилозы и амилопектина, входящих в состав крахмала.
Приведены сравнительные свойства крахмалов различного происхождения. Установлено, что рисовый крахмал имеет самую низкую влажность, меньшую кислотность, вязкость (6%-ного раствора) и содержание сернистого ангидрида по сравнению с кукурузным крахмалом.
Ключевые слова: рис, состав, компонент, крахмал, амилопектин, амилоза, вязкость, влажность, полисахарид, набухания.
Ежегодно в республике Узбекистан выращивается около 550-600 тыс. тонн различного сорта риса. При первичной обработке риса в качестве вторичного сырья остается шелуха, алейронный слой и мука риса, доля которых составляет около 30% от общего объема продукта (шелуха - 20%, отруби риса -8% и рисовая мука - 2%), т.е. примерно 165-180 тыс. тонн. Это вторичное сырье до сих пор не находит широкого применения. Вместе с тем оно является наиболее подходящим сырьем для производства рисового крахмала, который можно использовать в составе шлихты и загустителя взамен дефицитного кукурузного пищевого крахмала. Из вторичного сырья риса можно ежегодно производить до 110-120 тыс. тонн рисового крахмала для нужд текстильной и других отраслей промышленности и его химический состав представлен в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав риса и вторичных компонентов (в % по СВ)
Рис и вторичные продукты Относительно сухого вещества, в %
Белок Крахмал Клетчатка Жир Золь
Рис 7,9 72,12 11,8 2,18 5,95
Рис, после снятия шелухи 10,3 84,62 0,74 2,74 1,60
Обработанный рис 8,7 88,64 0,38 1,14 1,14
Шелуха 4.4 29,20 45,10 1,42 19,70
После первичной обработки риса уменьшается содержание белка, жира, клетчатки и золы, а содержание крахмала увеличивается.
Обработка риса проходит пять стадий. После каждой стадии изменяется химический состав риса (таблица 2).
Таблица 2
Химический состав риса
Компоненты Рис после снятия шелухи После каждой стадии обработки, %
1 2 3 4 5
Крахмал 84,29 86,22 86,96 87,93 89,71 90,38
Белок 8,76 8,44 8,35 8,06 7,92 7,67
Жир 1,87 1,82 1,53 1,09 0,83 0,56
Зол 1,42 1,29 1,17 1,01 0,78 0,67
Клетчатка 0,84 0,55 0,37 0,34 0,19 0,16
1Очилова Нурбиби Рахимовна - преподаватель кафедры «Экология», Бухарский государственный университет, Узбекистан.
Технические науки
Уменьшение концентрации белка и жира в стадии обработки риса является приемлемым для шлихтования пряжи. При растворении белка происходит пенообразование. Это отрицательно влияет на качество печати ткани. Жир повышает гидрофобность раствора, а это, в свои очередь, приводит к уменьшению степени набухания и клейстеризации крахмала. Жиры при взаимодействии с амилозой образуют инертный комплекс. Это также способствует резкому снижению клейстеризации крахмала [1-3].
Изучение состава крахмала в различных сортах риса показало (таблица 3), что он состоит от 74 до 77% амилозы и от 23 до 26% амилопектина.
Таблица 3
Состав крахмала
Сорт риса Состав кахмала, %
Амилоза Амилопектин
Лазурный 76,8 23,2
Авангард 75,3 24,7
Нукус - 2 74,2 25,8
Изучение степени набухания рисового крахмала показало (таблица 4), что она, в основном, зависит от количества полисахаридов амилозы и амино-пектина, входящих в состав крахмала.
Получение рисового крахмала затруднено из-за жесткой структуры белковых веществ, образующих с крахмальными зернами ассоциаты. Поэтому для разделения крахмала и белка необходима химическая обработка.
Таблица 4
Степень набухания рисового крахмала
Сорт риса Степень набухания (в %) при времени обработки, ч
1 2 3 4 5
Лазурный 150 560 725 500 650
Авангард 142 480 530 605 650
Нукус - 2 140 420 500 570 600
В практике для получения рисового крахмала широко используется метод щелочного замачивания. В качестве сырья используется обрушенный рис. Он очищается на ситах для удаления примесей. В чан загружают рис и заливают 0,3-0,5%-ным раствором едкого натрия, покрывающим зерно примерно на 1 м и с помощью насоса осуществляется циркуляция щелочного раствора в чан снизу вверх в течение 10 ч. Затем жидкость удаляется из чана и направляется для отделения белковых веществ. Операцию повторяют несколько раз до тех пор, пока зерно не станет мягким. Для ускорения замачивания воду нагревают в зависимости от качества зерна до температуры 313-323К.
Размягченное зерно измельчают на зернодробилке или дезинтеграторе с одновременной подачей раствора едкого натрия с таким расчетом, чтобы концентрация крахмальной суспензии составляла около 41-42°Са. Суспензия подается в сборник с мешалкой и, добавляя разбавленный раствор едкого натрия, устанавливают рН10. Затем суспензия направляется на ситовые аппараты с капроновой сеткой для отделения надситового продукта, который направляют на вторичное измельчение, которое проводится при таком же режиме, как и первое. Затем вновь следует обработка на ситах с промыванием надситового продукта. Для снижения расхода воды промывание осуществляют методом противотока. Надситовый продукт, образующийся на последней стадии промывания, обезвоживается на прессах до влажности 35-45%, подается на сушилку и используется как корм.
Крахмальная суспензия с сит обрабатывается или на центрифугах со сплошной стенкой, где отделяется переливом жидкий сход с легким белком, или на центрифугах типа ФГН, но с большим количеством перелива для отделения крахмала с высоким содержанием белка, направляемого на повторную обработку.
Таблица 5
Сравнительные химические и физико-химические свойства крахмалов различного происхождения
КРАХМАЛЫ
Показатели Кукурузный Картофельный Окисленный кукурузный Рисовый
Влажность, % 13 20 14 11
Общая зольность крахмала, %,не более 0,3 0,5 0,4 0,4
Кислотность крахмала, не более 25 15 - 21
Количество крапин на 1 дм2 поверхности крахмала, не более 500 700 400 450
Содержание сернистого ангидрида в 1 кг крахмала, мг, не более 80 50 45 75
Вязкость 6%-ного раствора, 298К, при градиенте скорости у = 27с -1 0.36 0.40 0.44 0.31
Крахмал выгружается из центрифуги, промывается, обезвоживается на вакуум-фильтре, высушивается на пневматической сушилке, просеивается и упаковывается. Воду после замачивания, обезвоживания и центрифугирования нейтрализуют кислотой до изоэлектрической точки белка (рН 6,4), белок осаждают и направляют на центрифугирование или фильтрацию.
Высушенный белковый концентрат используют как корм.
Выход крахмала составляет 75-80% содержания его в зерне.
В таблице 5 приведены сравнительные свойства крахмалов различного происхождения. Видно, что рисовый крахмал имеет самую низкую влажность, меньшую кислотность, вязкость (6%-ного раствора) и содержание сернистого ангидрида по сравнению с кукурузным крахмалом.
Список литературы
1. Глубиш П.А. Применение полимеров акриловой кислоты и ее производных в текстильной промышленности. - М.: Лег. индустрия, 1975. - 205с.
2. Ганзюк Л.И., Евланова Е.М., Корчинська М.А. Крахмалакрилатный препарат для шлихтования пряжи. Киев, Легкая пром., - 1988.-№1,с.23-24.
3. Ганзюк Л.И., Самоненко В.А. Шлихта на основе модиф-х крахмалов. Киев, Легкая промыш., - 1987. - №3, с.26-27.
© Н.Р. Очилова, 2016.
UDC 541.64:677.023.75 + 539.76.2
STUDY OF PHYSICOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF RICE STARCH AS THE MAIN COMPONENT OF TEXTILE AUXILIARY CHEMICALS
N.R. Ochilova
Abstract: Studied the chemical composition of rice and secondary components. Determined the degree of swelling of rice starch, which depends on the number of polysaccharides amylose and amylopectin that are part of starch.
Comparative properties of starches of different origin.Found that rice starch has the lowest moisture content, less acidity, viscosity (6% solution) and the content of sulfur dioxide in comparison with corn starch.
Keywords: rice, composition, component, starch, amylopectin, amylose, viscosity, humidity, moisture, swelling.
© N.R. Ochilova, 2016
