Получение крахмальной патоки

Крахмальная патока — это продукт неполного гидролиза крахмала разбавленными кислотами или амилолитическими ферментами, полученный путем очистки и уваривания крахмального гидролизата до концентрации сухих веществ около 80 %. Патока представляет собой бесцветную или слегка желтоватую, очень вязкую жидкость со сладким вкусом. Сладость ее в 3-4 раза ниже сладости сахарозы. Патока используется в качестве антикристаллизатора при получении карамели, при варке варенья, фруктовых сиропов, повидла; для загущения ликеров; для подслащивания безалкогольных напитков и улучшения качества хлебобулочных изделий.

По химическому составу крахмальная патока представляет собой смесь декстринов, мальтозы, глюкозы и воды. Соотношение компонентов зависит от степени гидролиза крахмала: чем она выше, тем больше содержание глюкозы и меньше — декстринов. В стандартной крахмальной патоке содержится в пересчете на сухие вещества в среднем 19-22 % мальтозы и 55-60 % декстринов; количество воды составляет 18-22 %.

Основной технологической операцией при производстве патоки является гидролиз крахмала, который проводят в присутствии катализатора – либо минеральных кислот, либо ферментных препаратов, либо и того, и другого. При любом способе проведения гидролиза процесс состоит из трёх стадий: клейстеризации крахмала, разжижения и осахаривания. В начальной стадии гидролиза в присутствии катализатора происходит температурная клейстеризация крахмала – нарушается структура крахмальных зёрен, образуется гомогенная масса, обладающая высокой вязкостью. Практически одновременно начинается процесс разжижения крахмала за счет разрыва глюкозидных связей в длинных цепочках молекул крахмала под воздействием катализатора. По месту разрыва присоединяются молекулы воды. Образуются промежуточные продукты гидролиза различной молекулярной массы: амило-, эритро-, ахро- и мальтодекстрины. В разжиженном продукте низкой вязкости легче протекают процессы разрыва молекул крахмала вплоть до конечного продукта – глюкозы.

В процессе производства патоки важно определить окончание процесса осахаривания крахмала. Контроль за ходом данного процесса ведут по йодной пробе. Известно, что в результате образования ряда химических комплексных соединений йод дает с крахмальным клейстером характерное синее окрашивание. По мере образования декстринов в процессе гидролиза крахмала йодная проба меняет цвет от сине-фиолетового до вишнево-красного и других оттенков красного цвета, характерных соответственно для амило- и эритродекстринов. Ахро- и мальтодекстрины цвет йодной пробы не меняют.

Так как наличие минеральной кислоты в пищевом продукте недопустимо, после достижения требуемой степени осахаривания её нейтрализуют. В промышленности при кислотном гидролизе крахмала используют только соляную кислоту, ее нейтрализацию проводят кальцинированной содой до рН 4,0-5,0, соответствующего минимуму термического разложения глюкозы.

Оборудование:

весы технические и аналитические

рефрактометр типа Аббе

шкала которого градуирована в единицах сахарозы

трехгорлая колба

обратный холодильник

термометр лабораторные на интервал температур 50 – 100 °С

мешалка с электроприводом

водяная баня

мерный цилиндр

мерные колбы на 100 и 200 см³

мерная пипетка на 10 см³

фарфоровая чашка

стеклянный стаканчик на 50 см³

10 пробирок

пипетка.

Таблица 3. Варианты выполнения работы

Ход работы:

Приготовление рабочего раствора ферментного препарата

На аналитических весах взвешивают 0,1 г ферментного препарата в стеклянном стаканчике и, размешивая навеску с небольшим количеством воды, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³. Объем содержимого колбы доводят дистиллированной водой до метки. Полученный раствор (основной) фильтруют через бумажный фильтр. Он может храниться в течение суток при 20 ⁰С.

Из основного раствора готовят рабочий раствор путем доведения его объема водой в мерной колбе до 200 см³. Количество основного раствора для приготовления рабочего в зависимости от амилолитической активности препарата принимается следующим: от 150 до 300 ед./г – 40 см³; от 300 до 700 ед./г – 20 см³; от 700 до 1200 ед./г – 10 см³; от 1200 до 2500 ед./г – 5 см³; от 2500 до 5000 ед./г – 2 см³; от 5000 ед./г и более – 1 см³.

Получение крахмало-паточного сиропа

Взвешивают 30 г крахмала с точностью до 0,1 г в фарфоровой чашке и размешивают его стеклянной палочкой с 90 см³ водопроводной воды, отмерянной мерным цилиндром. В трехгорлую колбу на 250 см³ (в случае кислотного и кислотно-ферментативного катализа дополнительно используют обратный холодильник) наливают 150 см³ воды, загружают рассчитанное количество катализатора и ставят смесь на кипящую водяную баню. Когда раствор нагреется до заданной температуры, в него при работающей мешалке (для равномерной клейстеризации крахмала) тонкой струей вливают крахмальную взвесь. Остаток крахмала в чашке ополаскивают 20 см³ воды и также выливают в колбу.

Для осуществления контроля осахаривания наполняют 10 пробирок на 2/3 объема водой, добавляют в каждую 1-2 капли 3 % раствора йода и в процессе проведения гидролиза через каждые 15 мин отбирают пробы стеклянной палочкой, внося их последовательно в приготовленные пробирки. Наблюдают изменение окраски в пробирках. Последовательные пробы обнаруживают постепенное изменение окраски при реакции с йодом (синюю, сине-фиолетовую, красно-фиолетовую, красновато-оранжевую, оранжевую, желтую). Гидролиз крахмала заканчивают, когда окраска в последней пробирке не будет изменяться от внесения сиропа. Отмечают общую продолжительность гидролиза.

В случае ферментативного катализа для инактивации ферментов гидролизат нагревают до 78 ⁰С, а затем охлаждают.

В случае кислотного и кислотно-ферментативного катализа в гидролизате дополнительно проводят нейтрализацию с целью прекращения осахаривания и перевода вредных минеральных кислот в нейтральные соли. Нейтрализацию сиропов при использовании в качестве катализатора серной кислоты проводят мелом, рассчитывая его количество по реакции нейтрализации. При работе с картофельным крахмалом мела берут на 25 % больше рассчитанного количества. Нейтрализацию сиропов при использовании в качестве катализатора соляной кислоты проводят только содой. Контроль нейтрализации ведут по активной кислотности с помощью индикаторной лакмусовой бумаги. Оптимальное значение рН до которой должен быть нейтрализован сироп из картофельного крахмала при осахаривании серной кислотой равно 4,5...4,6, при осахаривании соляной кислотой – 4,0…5,0.

Полученный раствор отфильтровывают через бумажный фильтр. Затем его упаривают на плитке до содержания сухих веществ не менее 40 %. Контроль степени упаривания ведут по влажности. Содержание влаги в продукте определяют рефрактометрическим методом. Полученный продукт используют для получения сахарной помадки.

Определение влажности продукта рефрактометрическим методом

Подготовка рефрактометра к работе

Призмы рефрактометра предварительно выдерживают при 20 ⁰С, включив в случае необходимости обогрев или охлаждение термостата.

Перед началом работы протирают призмы рефрактометра дистиллированной водой или спиртом, сушат и проверяют установку нуль-пункта по дистиллированной воде при температуре 20±0,1 ⁰С.

Ход определения

Небольшое количество раствора (2-3 капли) помещают на рабочую неподвижную призму рефрактометра и сразу же накрывают подвижной призмой.

Хорошо осветив поле зрения с помощью регулировочного винта, переводят линию, разделяющую темное и светлое поле в окуляре точно на перекрестие. В окошке окуляра по шкале определяют в процентах содержание сухих веществ в растворе. За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допустимые расхождения между которыми не должны превышать 0,5 %. При определении содержания сухих веществ в продукте при температуре, отличной от 20 ±0,5 ⁰С, вводят температурную поправку (таблица 4).

Таблица 4.-Температурные поправки к показаниям лабораторного рефрактометра РПЛ-3

Анализ результатов:

Влажность продуктаW (в %) определяют по формуле:

,

где СВ– содержание сухих веществ в продукте, определенное рефрактометрическим методом.

По окончании эксперимента данные, полученные по разным вариантам заданий, сводят в одну таблицу. На основе анализа экспериментальных данных делают вывод о наиболее эффективном способе гидролиза крахмала с технологической точки зрения.

Контрольные вопросы:

1. Какие способы гидролиза крахмала существуют?

2. Назовите основные стадии производства патоки?

3. В чем преимущества глюкозно-фруктозного сиропа при производстве продуктов диетического питания?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: