Получение инвертных сахарных сиропов для безалкогольных напитков ферментативным гидролизом Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ия С02-1екарст-,7].

ов предки на

(13В0ДСТ-

р обязаны и ее ювании шряясь, рания, 1диспер-:ристал-рможно р сусла ioe обо-:с как в рывном

бработки 1994. —

[ЗВОДСТВу

ювя, С.К.

Э.И. Ли-

СОг-тех-ырья. —

иния для ^.И. Анд-І03.09.93;

Ьлучения ствления зо, Н.А. л. в Б.И.

ДГОТОВКИ :ида угле-іотраслях | М.: Би-

ряностей !. Пехов,

, —1983.

Н 1/06. ясенков,

; Заявл.

L 2/30. ждением ІОВ и др.

- 1994.

іифуга / }в, О.И. Опубл.

663.812.093.7

ПОЛУЧЕНИЕ ИНВЕРТНЫХ САХАРНЫХ СИРОПОВ ДЛЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ ФЕРМЕНТАТИВНЫМ ГИДРОЛИЗОМ

Таблица 1

г.и. косминский

Могилевский технологический институт

Применение инвертированного сахарного сиропа в производстве безалкогольных напитков позволяет улучшить их качество и снизить расход сахара. Наиболее распространенный способ проведения инверсии сахарозы при получении инвертного сахарного сиропа — кислотный гидролиз с применением лимонной кислоты [1], под действием которой происходит прирост сухих веществ. Так, при 100% инверсии из 100 кг сухих веществ сахарозы образуется дополнительно 5,26 кг инвертного сахара [2]. Однако согласно [1] инверсия сахарозы ограничивается 45-55%, так как во время кислотного гидролиза часть моносахаридов (глюкоза и фруктоза) под влиянием реакции среды и температуры разлагается до оксиметилфурфурола, содержание которого в безалкогольных напитках не должно превышать 0,1 г/л [3].

В настоящее время ощущается большой дефицит дорогостоящей лимонной кислоты. Повысить степень гидролиза сахарозы, а также полностью исключить применение лимонной кислоты при ее инверсии возможно путем инвертирования сахарного сиропа ферментативным способом с применением препаратов, содержащих фермент /?-фрукто-фуранозидазу (сахароза, инвертаза). Преимущество ферментативного гидролиза — в отсутствии образования оксиметилфурфурола [4, 5]. Для этого могут использоваться дрожжи — пивные и хлебопекарные, а также препараты, полученные при культивировании бактериальных и грибных культур микроорганизмов [6].

Нами исследованы возможности инвертирования сахарного сиропа ферментативным гидролизом сахарозы.

Источником /?-фруктофуранозидазы служил дрожжевой автолизат, для получения которого использовали избыточные дрожжи Могилевского пивоваренного завода расы II. Их предварительно обезгорчивали 1%-ным раствором поваренной соли из расчета четыре части солевого раствора на одну часть жидких дрожжей [7] и подвергали автолизу. Качество дрожжей оценивали по количеству резервных веществ и числу мертвых клеток [8].

Дрожжевой автолизат получали двумя способами: 1 — с помощью 1 %-ного раствора НС1 при 50°С в течение 48 ч; 2 — с добавлением СаС12 в дозировке 1% к массе используемых дрожжей.

Активность /?-фруктофуранозидазы дрожжевых автолизатов определяли по скорости ферментативной реакции гидролиза сахарозы [9]. Результаты исследования представлены в табл. 1.

Активность /J-фруктофуранозидазы Генерация при способе получения автолизата,

дрожжей ед/г

1 2

1 4,4 6Л

2 9,3 12,6

4 22,2 23,7

6 44,5 45,6

8 81,5 85,9

10 222,2 242,9

12 361,5 398,2

Как показывают данные таблицы, чем выше генерация дрожжей, тем выше активность синтезируемой /?-фруктофуранозидазы, которая практически не зависит от способов (1 и 2) приготовления дрожжевого автолизата.

Установлено, что процесс старения дрожжей и последующие автолитические процессы активизируют образование гидролитических ферментов и активность /?-фруктофуранозидазы возрастает.

Из дрожжевого автолизата, содержащего/?-фрук-тофуранозидазу с активностью 398,2 ед/г, получали инвертный сахарный сироп ферментативным способом. Для этого использовали сахар-песок, качество которого соответствовало ГОСТ 21-78.

Процесс инвертирования рационально проводить при максимально возможной концентрации сахарозы в растворе: в данном случае действует фактор защитного действия субстрата. Согласно технологической инструкции [3], концентрация сахарного сиропа, применяемого для производства безалкогольных напитков, составляет 60-65%.

Поскольку вязкость раствора увеличивается с повышением концентрации субстрата и снижается с возрастанием температуры, влияние концентрации сахарного сиропа на степень гидролиза сахарозы изучали в зависимости от температуры при соответствующей дозировке ферментного препарата и продолжительности гидролиза. Сахарные растворы готовили в колбах вместимостью 500 см3, внося сахарозу с добавлением воды с таким расчетом, чтобы концентрация ее в растворе была 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80%. Дрожжевой автолизат вносили в колбы из расчета 6 ед/г сахарозы. Температуру t инверсии варьировали от 20 до 80°С. Продолжительность гидролиза, принятая в качестве максимальной при кислотном гидролизе, составляла 2 ч. Величину pH сахарных растворов поддерживали в пределах 4,6. Содержание инвертного сахара (г на 100 г продукта) в сиропе, полученном ферментативным гидролизом сахарозы, определяли цианидным способом, основанном на окислении сахаров в щелочной среде железосинеродистым калием [ 101.

Таблица 2

Концентрация сахарных сиропов, % Степень гидролиза сахарозы при г ("С ), %

20 30 40 50 60 70 ! I 80

15 35,7 37,3 37,8 38.7 42.3 48,1 31.1

20 35.4 37.1 37 6 38,3 <12.0 47.8 30,‘.1

30 34.2 35,4 35.8 36,8 10.1 45.3 27.3

40 33.0 .34 .9 35.0 36.2 34.8 44.3 26.4

50 27,4 29.1 30,4 31,4 34,1 40.2 22.3

60 16.2 18.3 21,2 22.3 23.8 25.4 13.9

70 5,5 7.2 10.8 11.7 14,6 1 7,2 2.4

80 1,3 3.1 6.5 7.4 <1,3 15.3 —

Результаты, представленные в табл. 2, показывают, что с увеличением концентрации сахарных сиропов от 15 до 80% степень гидролиза снижается при всех исследуемых температурах В то же время с повышением последних от 20 до 70”С степень гидролиза растет, а при более высокой температуре — снижается.

Подобная закономерность наблюдается и при повышении концентрации сиропа в тех же пределах. Особенно сильно выражено снижение степени гидролиза сахарозы при концентрации 70% и выше. Оптимальной принято считать концентрацию сиропа 60-65%, тогда степень гидролиза при * от 20 до 70'С возрастает с 16.2 до 25,4%, т е. на 60%.

Данные эксперимента свидетельствуют, что при низких температурах реакции гидролиза происходит ингибирование фермента избытком сахарозы. Растворы с повышенной концентрацией сахароз!,I дают меньшую степень гидролиза, чем растворы с низкой концентрацией. С повышением концентра-ции сахарных сиропов соответственно увеличивается вязкость растворов, которая снижает скорость и степень гидролиза. Последнее происходит также из-за образования неактивного комплекса в результате присоединения групп молекул субстрата к активному центру фермента. При £ выше 70 С фермент начинает инактивироваться и степень гидролиза сахарозы снижается.

Зависимость степени гидролиза сахарозы в концентрированных сахарных сиропах (/ — 60%, 2 — 70%) от температуры гидролиза (доза ферментного препарата 6 ед/г, продолжительность гидролиза 2 ч) представлена на рис. 1.

Как видно из рисунка, наиболее полно инверсия проходит в интернате / 68-70“С. который и следует сч итать опт и м ал ы I ы м.

Показано, что при низкой степени гидролиза концентрированных сахарных сиропов (25.4-17,2%) принятая дозировка фермен тного препарата и продолжительность гидролиза явно недостаточны.

Изучение влияния pH реакционной среды на процесс инверсии сахарных сиропов-дрожжевой Й-фруктофуранозидазои осуществляли I! диапазоне от 7 до 2 пут**м добавления соответствующих количеств 0 1 н НС! ч мссмедуемые сахарные сиропы, при этом естественная величина pH сахарных сиропов в опытах составляла 7,0—7,3 (табл. 3).

Та плица ,У

,.11

споли

I Ступень 1ид;юли:)Я слхаро.ш при I ("О, %

68

70

7 40.1 ■12.2

6 42,! 45.7

5 42,3. 46,1

4 39.1 44,8

3 38.2 .4

9 38.2 39.3

Из данных табл. 3 следует, что изменение активной кислотности незначительно влияет на гидролиз сахарных сиропов. При снижении pH среды с 7 до 5 степень, гидролиза повышается соответственно с 40,1 до 42.3% при 68ГС, или на 5,5%, и с 42.2 до 46,1% при 70'С. или на 9,2%. Дальнейшее снижение pH среды сопровождается торможением реакции и степень гидролиза снижается. Таким образом, оптимальное значение pH — 5-6.

Зависимость степени гидролиза сахарозы в концентрированных сахарных сиропах (60-70%) от дозы ферме н I но го препарата (/ гидролиза 68-70 С, pH 5-6. продолжительность гидролиза 2 ч) пред* ставлена на рис. 2.

Рис. 2

4Ш“рСИЯ

следует

аролиза

(25.4-

ірепара-

тедоста-

эеды на ркжеиой апазоне вующих йхарные Н сахар-габ.п. 3).

Никита .»

("а. %

і

і

е актив-а гидросреды с етстнен-н с 42.2

.ней шее жен кем . Таким ).

и И кон-Г0%) от >8-70 С, |ч) пред-

Ь~

ІУ'ґ

Скорость гидролиза умеренно возрастает при увеличении дозы дрожжевого авголизата. содержащего />*-ф|>уктофуранозидазу, до 10 ед активности ни 1 г сахарозы; степень гидролиза — 56,2%. При дальнейшем увеличении дозы ферментного препарата скорость штерсни сахарозы замедляемся. что свидетельствует, нероятно, о накоплении продуктов ингибирования реакции гидролиза. Следовательно, оптимальной дозой дрожжевого автолизата следует считать 10 ед активности />’-фрук-тофуранозидазы на 1 г сахарозы.

Зависимость степени гидролиза сахарозы в концентрированных сахарных сиропах (60-70%) от продолжительности гидролиза (? 68-70 С, pH 5-6, доза ферментного препарата 10 ед/г), представленная на рис. 3, показывает, что наиболее интенсивно гидролиз протекает в первые 10 ч, при пом степень гидролиза достигает 68%. В дальнейшем при замедлении скорости степень гидролиза возрастает незначительно. Оптимальная продолжительность гидролиза — 10 ч.

Рис. .ч

Для инактивации фермента инвертированные при оптимальных условиях сахарные сиропы подо-

гревали до 80 С и выдерживали 1 ч в целях предотвращения дальнейшего гидролиза сахарозы и кристаллизации образовавшейся в инвертном сиропе глюкозы.

ВЫВОДЫ

1. Инвертные сахарные сиропы для безалкогольных напитков можно готовить ферментативным гидролизом сахарозы, используя в качестве источника /i-фруктофуранозидазы дрожжевой автолиза т.

2. Отимальные условия ферментативного гидролиза: концентрация сахарозы в сахарных сиропах 60-70%; t 68-70 С; pH 5-6; доза ферментного препарата 10 ед/г сахарозы; продолжительность гидролиза 10 ч. В этих условиях степень гидролиза сахарозы достигает 68%.

ЛИТЕРАТУРА

I. Гехнолої-(пискля инструкция приготовления инвертного сахарного сиропа для производства пезалкогольных ннпит-кон — М., 108],

1?. Мальцев II.М., Зазирная М.В. Технология безалкогольных и слабоалкогольных наннгкои. — М.: Нищення промін. 1070. — 118 с.

.4. Технологические инструкции по производству безалкогольних напитков и киаси. ТИ 10-01-01-1 1-1-87. Ч. 2. — М.. 1088. — 'Л7 с.

А. Калунянц К.А., Кочеткова А.А. Нетрадиционное сырье для получения сахаристых не шест», применяемых в производстве пезалкогольных няни і коп: Оозор /./ И.чв. пухом. Нищеная технология. — 1980. — Л? 3. — С. 10.

Г). Ферментативный гидролиз сахари н,! / Г.М. Догіролинская, В.JI. Яроні-нко и др. / / Нищеная пром-сть. — 1000. — .V) -1. — С. 3-1.

(>. Ферментные препараты и пищевой промышленности / Под ред. В.Л. К-ретовича. — М.: Нишевая пром-сть. 1075. — 213 с.

7. Мальцев И.М. Технология солода и пипа. — М.: Нищеная пром-сть. |0Г>|. — 810 с.

8. Слюсаренко Т.П. Лабораторный практикум по микропи-О.ТОІИИ нишевых производств. — М.: Легкая и пищевая пром сі ь, 108 1. — 110 с.

0. Рухлядева А.П., Иолы Галина Г.В. Методы определения акіивносги гидролитических ферментов. — М.; Легкая и пищевая нром-егь, 1081. — 12-~> с.

Исследование продонольеі пенных товаров / Л.А: Боровикова, А.И. Гришин и др. — М.; Экономика. 1080 —

3.(1, с.

Ю

Кафедра технологии пищевых производств

Пін типи іа 1-1.07.91

635.751.002.3:668.5

ВЛИЯНИЕ МЕТЕОУСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ КОРИАНДРА НА ПОСЛЕУБОРОЧНОЕ ДОЗРЕВАНИЕ ПЛОДОВ

И.А. ТУРЫ1Ш-ПА, Т.П. ПРЛИГН-НКО

Кубинский игухЬрстленный технологический университет

Известно, что в период так называемой отлежки в целых плодах кориандра протекает сложный комплекс процессов послеуборочного дозревания, способствующий повышению выхода эфирного масла [ 11.

Разработана и частично внедрена технология подготовки кориандра с влажностью ниже кондиционной (до 13%) к хранению и переработке фракционированием с немедленной переработкой дробленых и послеуборочным дозреванием целых плодов (1].

Цель нашей работы — определить оптимальную продолжительность периода формирования продуктивности сырья кориандра.

В настоящее время наибольшее разви тие и практическое использование получил агрометеорологический подход к проблеме количественной оценки развития и продуктивности растений. Нами были рассмотрены основные аспекты этого подхода к решению поставленной задачи.

Исследования показали, что при прочих равных условиях: стабильно высоком уровне агротехники, оптимальных способах и сроках уборки, благоприятных для биохимических процессов условиях послеуборочного периода (влажность, температура,