Получение крахмальной патоки

Крахмальная патока – это продукт неполного гидролиза крахмала с применением кислот (соляной и серной) или амилолитических ферментов. В зависимости от степени гидролиза крахмала патока содержит различное количество глюкозы, мальтозы и декстринов. Различное количество указанных углеводов придает ей разные свойства и поэтому использование паток, различающихся по составу, специфическое в качестве дополнительного сырья при получении определенных видов пищевой продукции.

Патоку классифицируют в зависимости от ее углеводного состава, который определяют по общему содержанию редуцирующих веществ (РВ).

В зависимости от назначения крахмальную патоку вырабатывают трех видов: карамельную (38-34 % РВ), карамельную низкоосахаренную (30-34 %РВ), глюкозную высокоосахаренную (44-60 %). Карамельная патока выпускается двух сортов: высшего и первого. Вырабатывают мальтозную патоку, содержащую не менее 65 % РВ в пересчете на мальтозу.

Карамельная патока используется в качестве антикристаллизатора при получении карамели. При повышении содержания редуцирующих веществ патока теряет антикристаллизационные свойства, поэтому глюкозная высокоосахаренная патока применяется как сахаристое вещество при производстве варенья, фруктовых консервов, хлебобулочных изделий и других продуктов питания.

Схема получения патоки включает следующие операции: подготовка крахмала к гидролизу, гидролиз крахмала, нейтрализация гидролизатов, фильтрование сиропов, обесцвечивание фильтрованных сиропов адсорбентами, уваривание жидких сиропов до густых, уваривание густых сиропов до патоки, охлаждение патоки.

Важной технологической операцией производства патоки является гидролиз крахмала. Гидролиз проводят в присутствии катализатора кислотным, кислотно-ферментативным и ферментативным способами.

Процесс гидролиза включает стадии клейстеризации крахмала, разжижения крахмального клейстера и его осахаривание. Клейстеризация начинается с ослабления и разрыва связей между макромолекулами амилозы и амилопектина, нарушения структуры крахмальных зерен и образования гомогенной массы с высокой вязкостью. Под действием катализатора длинные цепочки молекул крахмала разрываются, образуются продукты с различной молекулярной массой, вязкость клейстера снижается – происходит разжижение крахмала, разрыв молекул крахмала идет вплоть до образования глюкозы. Содержание РВ в продуктах гидролиза крахмала характеризуется глюкозным эквивалентом (ГЭ).

Кислотный гидролиз крахмала в производственных условиях проводится в аппаратах двух типов: конверторах периодического действия и осахаривателях непрерывного действия.

Конвертор представляет собой цилиндрическую емкость с сферическим днищем и крышкой, изготовленную из стали или бронзы.

Гидролиз ведут при температуре 140-145^оС, соляная кислота дозируется из расчета 0,1-0,12 % газа HCl к массе сухих веществ крахмала.

Процесс клейстеризации крахмала ведут при избыточном давлении 0,02-0,03 МПа, процесс разжижения – при избыточном давлении 0,25-0,28 МПа.

Осахаривание крахмала длится несколько минут. При проведении процесса осахаривания крахмала в конверторах периодического действия неизбежны колебания содержания РВ в патоке, поэтому применяют усовершенствованное оборудование – аппараты непрерывного действия.

Аппараты непрерывного действия обеспечивают равномерность и требуемую скорость процессов нагревания, клейстеризации и осахаривания, а также высокое качество конечного продукта. В этих аппаратах непосредственно гидролиз проходит в зоне осахаривания – медных трубах, в которых поддерживаются температура осахаривания 143^оС, обогревающий пар подается под давлением 0,45 Мпа. Из зоны осахаривания продукт направляется в испаритель и затем в сборник нейтрализации сиропа, для чего используют кальцинированную соду.

Следует отметить, что несмотря на быстроту проведения процесса и дешевизну используемого катализатора, кислотный гидролиз имеет существенные недостатки: гидролизаты содержат нежелательные продукты реверсии и термического кислотного разложения углеводов, белковые вещества, минеральные примеси. Также не полностью проходит осахаривание крахмала. Поэтому для проведения гидролиза целесообразно использовать ферменты. Благодаря их специфическому действию можно вырабатывать патоку с различным углеводным составом.

Кислотно-ферментативный гидролиз крахмала ведут в непрерывнодействующих осахаривателях. Суспензию крахмала подкисляют соляной кислотой, нагревают до 140^оС в течение 5 мин, затем кислоту нейтрализуют раствором кальцинированной соды до рН 6,0-6,5, добавляют раствор a- амилазы при температуре 85^оС. В качестве разжижения вещества используют ферментативный препарат амилосубтилин Г10х, гидролиз длится 30 мин. Гидролизат имеет хорошие фильтрационные свойства. Осахаривание ведут также с помощью ферментов, для этого применяют порошкообразные ферментные препараты очищенной глюкоамилазы: глюконигрин Г20х при производстве кристаллической глюкозы и глюкоаваморин Г20х при производстве крахмальных паток и глюкозного концентрата. Фермент инактивируют нагреванием продукта при 80^оС в течение 20 мин.

Ферментативный гидролиз крахмала предусматривает проведение всех стадий процесса с использованием ферментов. Во-первых для разжижения крахмала используют раствор бактериальной a- амилазы (ферментативный препарат амилосубтилина Г10х), который вводят в суспензию крахмала (рН 6,0-6,5).

Полученную смесь подогревают острым паром до 85^оС, затем до 140^оС для улучшения фильтрационных свойств. Осахаривание ведут при 60^оС амилоглюкозидазой до достижения требуемого содержания глюкозы.

Кислотно-ферментативный и ферментативный гидролиз крахмала используют при производстве следующих видов крахмальных паток: низкоосахаренной (РВ не более 32 %), высокоосахаренной (РВ 63-67 %), мальтозной и декстриномальтозной.

В целях выработки патоки, соответствующей предъявляемым к ней требованиям, промышленные гидролизаты подвергают фильтрованию и обесцвечиванию, т.е. придают прозрачность, устраняют запах и удаляют примесей. В качестве адсорбентов применяют активированный порошкообразный уголь. Сиропы также очищают гранулированными углями в непрерывнодействующих колоннах.

Активированный уголь, применяемый в крахмало-паточной промышленности, должен иметь рН его водной вытяжки 4-6.

Для получения густого сиропа (55-57 % из) жидкий сироп сгущают в многокорпусных выпарных аппаратах под разрежением.

Очищенный густой сироп уваривают в вакуум-аппаратах до патоки с содержанием сухих веществ не менее 78 %. Патоку, вышедшую из вакуум-аппарата, во избежании нарастания цветности, охлаждают до 40-45^оС в специальных холодильных устройствах.Затем патоку фасуют.

Технология пива

Пиво – игристый освежающий напиток с хмелевым ароматом и горьковатым вкусом, насыщенный СО₂ , который образуется в процессе брожения. В пиве кроме воды, этилового спирта и диоксида углерода содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ: белков, углеводов, микроэлементов и витаминов.

По цвету пиво делится на светлое и темное. В зависимости от вида дрожжей пиво делится на пиво низового и верхового брожения. Около 90% производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта. Их готовят из светлого пивоваренного солода. При производстве темных сортов используют специальные сорта солода (темный, карамельный и др.).