Деталі
Опубліковано: Понеділок, 23 січня 2023, 09:30
Перегляди: 205

8. ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ ОЦУКРЮВАННЯ КРОХМАЛЕВМІСНОЇ СИРОВИНИ ФЕРМЕНТНИМ ПРЕПАРАТОМ ГЛЮКОАМІЛАЗИ В ПРОЦЕСІ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГІДРОЛІЗУ
https://doi.org/10.31073/foodresources2022-19-08
Данілова К. О., Олійнічук C. Т., Заварзіна О. С.
Сторінки: 72-80

Короткий огляд
Предмет дослідження. Закономірності процесу оцукрювання проміжних продуктів гідролізу крохмалю – декстринів. Зброджування крохмалевмісної сировини у виробництві етилового спирту лімітується швидкістю ферментативного гідролізу декстринів, від чого залежить вихід етилового спирту з 1 тонни сировини. Глюкоамілаза відповідає за процес утворення цукрів із крохмалю зерна і безпосередньо впливає на інтенсифікацію дріжджогенерування та бродіння. Мета. Дослідити динаміку оцукрення ферментного препарату глюкоамілази під час ферментативного гідролізу крохмалевмісної сировини на прикладі кукурудзи. Об’єкт дослідження – стадія оцукрювання в процесі ферментативного гідролізу крохмалю зерна кукурудзи. Методи. У роботі використано загальноприйняті в спиртовій промисловості методи досліджень, активність глюкоамілази визначали поляриметричним методом. Динаміку гідролізу крохмалю за кількістю утворених цукрів визначали методом високоефективної рідинної хроматографії ВЕРХ. Результати. Результати показали, що споживання крохмалю та кінетика отримання глюкози найефективніші упродовж першої години оцукрювання, коли кількість гідролізованого крохмалю становить 75% від введеного крохмалю. Збільшення тривалості до двох годин забезпечує гідроліз крохмалю на 97,2%, тоді як упродовж третьої і четвертої години кількість утворених моно- і дицукрів збільшується всього на 0,35 і 0,7 г/100 см3, що складає тільки 2,7% гідролізованого крохмалю. В першу годину оцукрювання крохмалю глюкоамілазою зростає вміст мальтози до 4,84 г/100 см3, а вміст глюкози до 15,2 г/100 см3. У подальшому перебігу оцукрювання кількість глюкози поступово зменшується, а кількість мальтози плавно збільшується. Визначено, що оптимальною дозою глюкоамілази є 8 од. активності / г крохмалю, за якої процес оцукрювання крохмалевмісної сировини відбувається найбільш повно. Для визначення впливу дозування ферментного препарату на вихід етилового спирту оцукрене сусло зброджували в періодичному процесі сухими дріжджами Termosacc. Вихід спирту з тонни сировини на суслі з дозуванням ферментів альфа-амілази в кількості 1,5 од./г крохмалю та глюкоамілази в кількості 8 од./г, був на 2,8-3 дал вищим, ніж за інших концентраціях ферментних препаратів. Зброджування сусла методом одночасного оцукрювання і бродіння характеризувалося кращими показниками, концентрація спирту була на 0,05% об. вищою, вміст незброджених, водорозчинних і спирторозчинних вуглеводів та декстринів також був нижчим, що свідчить про повноту зброджування сусла. Сфера застосування результатів. Результати досліджень будуть використані для розробки ефективної схеми гідролізу біополімерів сусла ферментами амілазного комплексу на стадії ферментативного гідролізу крохмалю сировини.
Ключові слова: кукурудза, крохмаль, гідроліз, ферментний препарат, глюкоамілаза, оцукрювання, ферментативна активність, зброджування, цукри
Бібліографія
1. Данілова К. О., Олійнічук C. Т., Заварзіна О. С., Кузнєцова І. В., Грушецький Р. І., Гріненко І. Г. Дослідження динаміки активності ферментного препарату -amylase в процесі розрідження. Продовольчі ресурси, 2022. № 18. С. 61-69. https://doi.org/10.31073/foodresources2022-18-06.
2. Biragov N. F., Biragov S. R., Biragov D. A. Alcohol Production Technology: Possible Quality Improvements IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. № 463 (331) December 2018, номер статті 032083.
3. Strąk-Graczyk E., Balcerek M. Effect of Pre-hydrolysis on Simultaneous Saccharification and Fermentation of Native Rye Starch. Food and Bioprocess Technology. 2020. № 13 (6). С. 923-937. https://doi.org/10.1007/s11947-020-02434-9.
4. Szambelan K., Nowak J., Szwengiel A., Jeleń H., Łukaszewski G. Separate hydrolysis and fermentation and simultaneous saccharification and fermentation methods in bioethanol production and formation of volatile by-products from selected corn cultivars. Industrial Crops and Products. 2018. № 118. С. 355-361. https://doi.org/10.1016/ j.indcrop.2018.03.059.
5. Mahran R. I .M., Naim M. M., Yehia M. E. O., El-Batouti M., Elewa, M. M. Bioconversion of potatoes to bioethanol. Revista de Chimie. 2020. № 71 (10), С. 118-130. https://doi.org/10.37358/RC.20.10.8356.
6. Pietrzak W., Kawa-Rygielska J. Ethanol fermentation of waste bread using granular starch hydrolyzing enzyme: Effect of raw material pretreatment. Fuel, 2014. № 134. С. 250-256. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.05.081.
7. Полыгалина Г. В. Технохимичекий контроль спиртового и ликеро-водочного производств. М: Колос. 1999. 333 с.
8. Великая О. И., Суходол В. Ф. Лабораторный практикум по курсу общей технологии бродильных производств. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1983. 307 с.
9. ДСТУ 4864:2007 Сировина крохмалевмісна для спиртового виробництва. Методи визначення вологості. Держспоживстандарт України. Київ, 2007. 14 с.
10. ГСТУ 46.045.2003 Зерно. Методи визначення умовної крохмалистості. Міністерство аграрної політики України. Київ, 2004. 23 с.
11. СОУ 15.9-37-241:2005 Препарати ферментні для спиртового виробництва. Методи визначання амілолітичної активності. Міністерство аграрної політики України. Київ, 2006. 26 с.
12. СОУ 15.9-37-242:2005 Сировина крохмалевмісна зброджена для виробництва етилового спирту. Методи визначання об'ємної частки етилового спирту. Міністерство аграрної політики України. Київ, 2006. 23 с.
13. СОУ 15.9-37-243:2005 Сировина крохмалевмісна зброджена для виробництва етилового спирту. Методи визначання незброджених вуглеводів. Міністерство аграрної політики України. Київ, 2006. 37 с.
14. Chiu C.-W., Solarek D. Modification of Starches ed(s). San Diego Academic Press. 2009. Chapter 17, С. 629-655.

naas logo mes logo