- Деталі
- Опубліковано: Субота, 02 липня 2022, 11:03
- Перегляди: 272
ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ АКТИВНОСТІ ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТУ α-AMYLASE В ПРОЦЕСІ РОЗРІДЖЕННЯ
https://doi.org/10.31073/foodresources2022-18-06
Данілова К. О., Олійнічук C. Т., Заварзіна О. С., Грушецький Р. І., Гріненко І. Г.
Сторінки: 61-69
https://doi.org/10.31073/foodresources2022-18-06
Данілова К. О., Олійнічук C. Т., Заварзіна О. С., Грушецький Р. І., Гріненко І. Г.
Сторінки: 61-69
Короткий огляд
Зброджування крохмалевмісної сировини у виробництві етилового спирту лімітується швидкістю ферментативного гідролізу декстринів, від чого залежить вихід етилового спирту з тони сировини. Різні за природою складові крохмалю – амілоза і амілопектин з різною швидкістю гідролізуються амілазами і потребують неоднакового набору амілолітичних ферментів. Метою роботи є дослідження динаміки активності ферментного препарату α-амілази в процесі розрідження крохмалевмісної сировини на прикладі кукурудзи. Об’єктом досліджень є стадія розчинення в процесі ферментативного гідролізу крохмалю кукурудзи. Предмет дослідження – кукурудза, ферментний препарат α-амілази, вуглеводний склад середовища. В роботі використовували загальноприйняті в спиртовій промисловості методи досліджень, активність α-амілази визначали колориметричним методом. Результати досліджень показали, що через 30 хвилин гідролізу активність альфа-амілази знижується на 6%, а в кінці процесу розрідження її активність складає тільки 19% від початкової. Встановлено, що основна кількість продуктів гідролізу крохмалю утворюється за першу годину розрідження – майже 41% до введеного крохмалю. Подовження процесу до трьох годин сприяє незначному збільшенню утворення цукрів. При цьому кількість глюкози як кінцевого продукту гідролізу крохмалю становить лише 16,7-19,1 % від суми цукрів. Досліджено динаміку утворення цукрів під час ферментативного гідролізу крохмалю в залежності від кількості доданого розріджуючого ферменту. Визначено, що оптимальною дозою α-амілази є 1,5 од/г крохмалю, за якою утворюється 12,3 г цукрів, що складає 23 % від введеного крохмалю, тобто майже повному оцукренню амілози. Встановлено, що на стадії розчинення крохмалю вуглеводний склад сусла представлений мальтозою і мальтодекстринами (3,5-3,9 г/100 см3), а вміст глюкози значно менший – до 1,18 г/100 см3. Основна кількість цукрів утворюється за першу годину тривалості процесу. Результати досліджень будуть використані для розробки ефективної схеми гідролізу біополімерів сусла ферментами амілазного комплексу на стадії розчинення крохмалю сировини.
Ключові слова: кукурудза, крохмаль, гідроліз, ферментний препарат, α-амілаза, ферментативна активність, глюкоза, цукри
Зброджування крохмалевмісної сировини у виробництві етилового спирту лімітується швидкістю ферментативного гідролізу декстринів, від чого залежить вихід етилового спирту з тони сировини. Різні за природою складові крохмалю – амілоза і амілопектин з різною швидкістю гідролізуються амілазами і потребують неоднакового набору амілолітичних ферментів. Метою роботи є дослідження динаміки активності ферментного препарату α-амілази в процесі розрідження крохмалевмісної сировини на прикладі кукурудзи. Об’єктом досліджень є стадія розчинення в процесі ферментативного гідролізу крохмалю кукурудзи. Предмет дослідження – кукурудза, ферментний препарат α-амілази, вуглеводний склад середовища. В роботі використовували загальноприйняті в спиртовій промисловості методи досліджень, активність α-амілази визначали колориметричним методом. Результати досліджень показали, що через 30 хвилин гідролізу активність альфа-амілази знижується на 6%, а в кінці процесу розрідження її активність складає тільки 19% від початкової. Встановлено, що основна кількість продуктів гідролізу крохмалю утворюється за першу годину розрідження – майже 41% до введеного крохмалю. Подовження процесу до трьох годин сприяє незначному збільшенню утворення цукрів. При цьому кількість глюкози як кінцевого продукту гідролізу крохмалю становить лише 16,7-19,1 % від суми цукрів. Досліджено динаміку утворення цукрів під час ферментативного гідролізу крохмалю в залежності від кількості доданого розріджуючого ферменту. Визначено, що оптимальною дозою α-амілази є 1,5 од/г крохмалю, за якою утворюється 12,3 г цукрів, що складає 23 % від введеного крохмалю, тобто майже повному оцукренню амілози. Встановлено, що на стадії розчинення крохмалю вуглеводний склад сусла представлений мальтозою і мальтодекстринами (3,5-3,9 г/100 см3), а вміст глюкози значно менший – до 1,18 г/100 см3. Основна кількість цукрів утворюється за першу годину тривалості процесу. Результати досліджень будуть використані для розробки ефективної схеми гідролізу біополімерів сусла ферментами амілазного комплексу на стадії розчинення крохмалю сировини.
Ключові слова: кукурудза, крохмаль, гідроліз, ферментний препарат, α-амілаза, ферментативна активність, глюкоза, цукри
Бібліографія
1. Гулюк Н. Г., Жушман А. И., Ладур Т. А., Штыркова Е. А. Крахмал и крахмалопродукты. М: Агропромиздат, 1985. 238 с.
2. Ganti s Murthy, David B Johnston, Kent d Rausch, MT Tumdleson, Vijay Singh (2011) Starch hydrolysis modeling: application to fuel ethanol production. Bioprocess Biosyst Eng., 34 (7): 879-890.
3. Данілова К. О., Олійнічук С. Т., Грушецький Р. І. Використання іммобілізованих мікроорганізмів в технології бродіння. Продовольчі ресурси, 2020. № 15. С. 91-101. doi.org/10.31073/foodresources2020-15-10.
4. D. Apar, B. Ozbek. (2004) Alpha-amylase inactivation during corn starch hydrolysis process. Journal Process biochemistry., 39 (12): 1877-1892.
5. Van der Veen, S. Veelaert, Van der Goot, R. M. Boom. (2006) Starch hydrolysis under low water conditions: А conceptual process design. Journal of Food Engineering, 75 (2): 178-186.
6. Tim Baks, Frans H. J. Kappen, Anja E. M. Janssen, Remko Boom.(2007) Towards an optimal process for gelatinization and hydrolysis of highly concentrated starch-water mixtures with alpha-amylase from B. licheniformis. Journal of Cereal science, 47 (2): 214-225.
7. W. Bialas, A. Czerniak, D. Szymanowska-Powalowska. (2014) Kinetic modeling of simultaneous saccharification and fermentation of corn starch for ethanol production. Journal Acta biochimical Polonica, 61 (1): 153-162.
8. Маринченко В. О., Домарецький В. А., Шиян П. Л. та ін. Технологія спирту. Вінниця: «Поділля-2000», 2003. 496 с.
9. Рухлядева А. П., Филатова Т. Г., Чередниченко В. С. Справочник для работников лабораторий спиртовых заводов. М: «Пищевая промышленность», 1979. 231 с.
10. Великая О. И., Суходол В. Ф. Лабораторный практикум по курсу общей технологии бродильных производств. М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1983. 307 с.
11. ДСТУ 4864:2007 Сировина крохмалевмісна для спиртового виробництва. Методи визначення вологості. Держспоживстандарт України. Київ, 2007. 14 с.
12. ДСТУ 46.045.2003 Зерно. Методи визначення умовної крохмалистості. Міністерство аграрної політики України. Київ, 2004. 23 с.
13. СОУ 15.9-37-241:2005 Препарати ферментні для спиртового виробництва. Методи визначання амілолітичної активності. Міністерство аграрної політики України. Київ, 2006. 26 с.
Copyright © 1960-2025 Інститут продовольчих ресурсів НААН України - iprkyiv.com