CC BY
36
ТЕХНОЛОГИЯ
Кинетика
ферментативного гидролиза крахмала зерна
С. В. Ермолаев, Г. А. Ермолаева
Московский государственный университет пищевых производств
При приготовлении пивного сусла часть ячменного солода заменяют несоложеными продуктами (зерно ячменя, пшеницы, сахар-сырец и др.). На гидролиз биополимеров этих материалов расходуется часть ферментного комплекса солода, в результате чего затрудняется осахаривание несоложеных продуктов, особенно при производстве пива из темных солодов. Поэтому более целесообразно заменять несоложеные продукты гидролизатом крахмала ячменного зерна.
Для того чтобы можно было получать гидролизаты зернового крахмала с заданным составом компонентов, провели исследование кинетики гидролиза крахмала. В опытах использовали крахмал ячменя, содержащий некоторое количество примесей (%): общего белка — 0,28; растворимого белка — 0,03; экстрагируемого жира — 0,05; золы — 0,08. Кислотность на 100 г сухих веществ (СВ) составила 10 см3 0,1 н. №ОН.
Для исследования готовили 10%-ную суспензию крахмала и клейстеризова-ли его 10 мин в термостате при 90 °С и 30 мин в автоклаве под давлением 0,11 МПа. Затем в гидролизат температурой 65 °С вводили Амилопротооризин (АС 1200 ед. / г) из расчета 1 ед. АС на 1 г СВ крахмала и выдерживали 1 ч на водяной бане при 65 °С и рН 6,0 для разжижения крахмала. После этого гидролизат охлаждали и фракционировали на хро-матографической колонке, заполненной сефадексом G-50. Компоненты смеси элюировали водой при скорости потока 1 см3/ мин. В 32 фракциях методом Шомо-дьи — Нельсона определяли редуцирующую способность, молекулярную массу, степень полимеризации.
Из полученных данных следует, что молекулярная масса большей части продуктов гидролиза крахмала колеблется от 12^103 до 5-103 ед. В таблице приведен состав углеводов в гидролизате крахмала.
Реальный механизм гидролиза крахмала протекает в несколько стадий с образованием промежуточных продуктов, которые в порядке уменьшения их молекулярной массы располагаются в полимерно-гомологический ряд: амилодек-стрины (молекулярная масса > 10000) ^
эритродекстрины (6000-10 000) ^
ахродекстрины (3200-6000) ^ маль-тодекстрины (от 3 глюкозных остатков до 3200) ^ мальтоза и глюкоза.
Так как скорость гидролиза амилодек-стринов и других низкомолекулярных продуктов (вплоть до глюкозы) низкая, то для углубленного гидролиза крахмала
стрины и ахродекстрины, а мальтодек-стрины держались дольше, но в меньшем количестве.
Максимальное количество ахродек-стринов накопилось через 12 ч, мальто-декстринов — через 22 ч. В результате гидролиза амилодекстрины исчезают через 15 ч реакции, эритродекстрины — через 40 ч, ахродекстрины — через 45 ч, маль-тодекстрины — через 70 ч.
Таким образом, этот рисунок служит характеристикой кинетики гидролиза зернового крахмала Амилопротооризи-ном и Глюкаваморином Г3х.
Углеводы Выход углеводов через
1 ч после разжижения,%
Амилодекстрины, % 52
Эритродекстрины, % 26
Ахродекстрины,%о 10
Мальтодекстрины, % 12
продукт, разжиженный Амилопротоори-зином (1 ед. АС на 1 г СВ крахмала) в течение 1 ч при 65 °С и рН 6,0, охлаждали до 58 °С и устанавливали рН 4,7. Затем вносили Глюкаваморин Г3х (3 ед. ГлС на 1 г СВ крахмала), осахаривали в течение 72 ч, отбирая пробы через 1; 5; 10; 15; 20; 25; 40; 45; 50; 55; 60; 70 ч от начала осахаривания и при одинаковом рН определяли содержание углеводов.
Изменения суммарного содержания отдельных групп углеводов во времени приведены в таблице и на рисунке.
Из данных рисунка видно, что ами-лодекстрины подвергались наибольшим изменениям: за 15 ч около 98 % их про-гидролизовало до соединений с меньшей степенью полимеризации. Число эритро-, ахро- и мальтодекстринов, как промежуточных соединений, в начале процесса увеличивалось, достигало максимума, а затем уменьшалось, переходя от высших декстринов к низшим. В начале гидролиза крахмала исчезали эритродек-
Цель исследования — разработка технологии получения гидролизатов зернового крахмала с заданным составом компонентов для замены части ячменного солода несоложеным зерном, обработанным соответствующим образом. Это облегчит работу комплекса ферментов солода для получения полноценного пивного сусла для темных сортов пива.
Преимущество технологии предварительной обработки несоложеных материалов основано на том, что качественное пивное сусло (кроме мальтозы и глюкозы) должно содержать еще и достаточное количество ахро- и мальтодекстринов, обусловливающих полноту вкуса пива, и в то же время в сусле не должно быть высокомолекулярных амило- и эритродекстринов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Химия и технология крахмала / Под ред. Р. Л. Уистлера; Пер. с англ. под общ. ред. Н. Н. Трегубова. — М.: Пищевая промышленность, 1975 и др.
2•2008
32
