Криобиологические сосуды > Пищевые продукты, напитки и биотехнология > Продукты гидролиза крахмала

Продукты гидролиза крахмала


Крахмал трех основных поступающих на рынок сортов получа­ют по обычной технологии. Способы производства кукурузного, пшеничного и картофельного крахмала были неоднократно и подробно описаны (см. разд. «Литература»). Гидролиз этих разновидностей крахмала в промышленном масштабе осуществ­ ляется разными способами: только кислотой, кислотой и фер­ментами и только ферментами. В первой четверти нашего века использовалась простая обработка кислотами, на смену которой пришли сегодня более совершенные технологические процессы.
История развития этой отрасли может быть хорошим примером отклика биотехнологии на запросы потребителей и производ­ства.
В середине 60-х годов на смену кислотному и кислотно-ферментативному процессам пришел ферментативный способ переработки крахмала, основанный на последовательном при­менении ос-амилазы В. subtilis и амилоглюкозидазы A. oryzae или A. niger. Главное его преимущество связано с увеличением скорости процесса, уменьшением уровня загрязнения продукта­ми реверсии, получением продукта с высоким декстрозным эквивалентом (ДЭ). Величина ДЭ гидролизата [в используемой шкале глюкоза (декстроза) соответствует 100 ед.] отражает глубину гидролиза крахмала, для которого ДЭ считается рав­ным нулю.
Следующим важным шагом было внедрение в производство термостабильных сс-амилаз, главным образом из В. lichenifor-mis и В. amyloliquefaciens, работающих при температуре 100 °С и позволяющих после обработки аминоглюкозидазой получать продукцию с ДЭ, близким к 100.
Высокотемпературное ожижение крахмала сегодня стало обычным промышленным процессом, но следующий этап, оса-харивание, до сих пор осуществляется при участии «обычной» глюкоамилазы A. niger путем одноразовой обработки. Предла­галось использовать для этого иммобилизованные ферменты, но широкого применения они пока не нашли.
Кроме производства глюкозы, наиболее заметным успехом в этой отрасли промышленности был выпуск смесей глюкозы и фруктозы. Этот продукт известен под названием изоглюкозы или кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Возможности промышленного применения этой технологии осо­бенно ярко выявились в США, где крахмал-содержащее сырье производится в избытке, а собственного сахара не хватает. Изо-глюкоза может заменять сахарозу в большинстве видов пищи. Что касается Европы, то производство изоглюкозы здесь сдер­живается по экономическим причинам.
Сырьем для производства изоглюкозы служит деионизован-ный гидролизат крахмала, получаемый описанным ранее мето­дом, с ДЭ, возможно более близким к 100. Изомеризация осу­ществляется ферментами из различных организмов. Выбор их определяется тем, насколько просто с ними работать, нуждают­ся ли они в кофакторах и стабильны ли. Источником фермента чаще всего бывают виды Streptomyces, В. coagulans, Actinopla-nes missourlensis и виды Arthrobacter. После изомеризации и дальнейшей обработки образуется продукт, содержащий до 90% фруктозы, хотя исходное сырье, получающееся после уста­новления равновесия в реакции изомеризации, представляет собой смесь глюкозы (51%) и фруктозы (42%) с олигосахаридами (7%).
Используя разнообразные амилазы, трансглюкозидазы и ферменты, атакующие разветвленные молекулы, удается полу­чить множество разновидностей гидролизата крахмала, которые находят широкое применение в промышленности. На рис. 3.1 сопоставлены данные о сырье, промежуточных и конечных про­дуктах этого производства.
 
Стадии гидролиза крахмала
 
Рис. 3.1. Стадии гидролиза крахмала.