Курсовой проект на тему: «Ферменты и их роль при реализации технологических процессов сахарного и крахмалопаточного производств.

Технология глюкозы, получаемой ферментативным способом
При кислотном гидролизе крахмала практически нет возможности регулировать углеводный состав гидролизатов, так как кислота не проявляет специфичности к гликозидным связям в крахмале и поэтому происходит беспорядочное расщепление молекул крахмала, а продуктами гидролиза служат глюкоза и ее полимеры различной степени полимеризации. При этом для любой данной степени гидролиза состав углеводов аналогичен. Кислота катализирует также расщепление примесей крахмала, что ухудшает качество гидролизатов. Возможность варьирование углеводного со­става и других физико-химических свойств продуктов гидролиза крахмала обеспечивается на основе ферментативного гидролиза путем подбора и селекции соответствующих продуцентов фермен­тов, а также разработки определённого технологического режима процесса.

Принципиальная технологическая схема производства глюкозы с применением ферментов

Применение ферментных препаратов для получения различных видов сахаристых продуктов из крахмала
В основе технологии всех видов сахаристых продуктов из крах­мала лежит регулируемая декстринизация (разжижение) клейстеризованного крахмала. В качестве сырья обычно используют ку­курузный или картофельный крахмал в виде водных суспензий концентрацией 35 —38 %. Для разжижения крахмала применяют препараты α-амилаза. Их вносят в начальной стадии процесса поскольку клейстеризация концентрированной крахмальной суспензии возможна только при условии ее одновременного разжижения. Полная желатинизация крахмальных гранул происходит при температуре выше 120 ° С. Поэтому при использовании препаратов α-амилаза низкой термостабильности, таких, как Амилосубтилин или БАН (его аналог), процесс разжижения проводят в две стадии, с промежуточной термообработкой. Амилосубтилин проявляет максимальную разжижающую способность при рН 6 — 6,2 в течение 40 мин при тёмпературе 84...86°С.

Схема разжижения крахмала Амилосубтилином включает:
разжижение 35%-й крахмальной суспензии с рН 6 —6,2 в те­чение 40 мин при температуре 85...88 °С и дозировке а-амилазы 0,5 ед/г крахмала;
термообработку в течение 1 — 3 мин при 120...130 °С с после­дующим охлаждением до 85 ° С;
разжижение в течение 90 мин при температуре 85 °С и дози­ровке фермента 0,2 ед/г крахмала.

Данные изменения содержания редуцирующих веществ в процессе гидролиза 30%-й суспензии картофельного крахмала Амилолихетермом (0,45ед. амилазы/г, t = 55...105°С, х = 1,5 ч) показывают, что, изменяя продолжительность процесса, можно регулировать степень расщепления крахмала.
Продолжительность гидролиза 5 7 10 15 20 30 60 90
Содержание РВ, % СВ 5,8 6,7 10 12,7 14,7 25,2 28,9 30,2

Таблица 1.Характеристика гидролизатов крахмала, полученных с использованием препаратов Глюкаваморин и Амилоризин

Таблица 2. Условия проведения гидролиза крахмала зернового сорго при получении паточных сиропов различного углеводного состава

Получение глюкозно-фруктозных и других сиропов, заменителей сахарозы
По данным статистики, потребность в новых сахаристых продуктах, глюкозно-фруктозных сиропах (ГФС) составляет примерно 850 тыс. т/год. При этом основные потребители глюкозно-фруктозноых сиропов — безалкогольная, хлебопекарная и консервная промыш­ленности.
В основе производства глюкозно-фруктозных сиропов лежит ферментативный гидролиз крахмалосодержащего сырья с последующей изомеризацией глюкозы во фруктозу с помощью иммобилизованной глюкозоизомеразы (ГлИ), основными источниками которой служат микроорганизмы.

Рис.2 Аппаратурно-технологическая схема получения ГФС из глюкозы

ЭММИССИОННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
Эмиссионный спектральный анализ основан на получении и изучении спектров испускания или излучения (так называемых эмиссионных спектров) элементов анализируемого вещества. Он даёт возможность определить элементарный состав вещества. По положению и относительной интенсивности отдельных линий в этих спектрах проводят качественный спектральный анализ. Сравнивая интенсивность специально выбранных спектральных линий в спектре пробы с интенсивностью тех же линий в спектрах эталонов, определяют содержание элемента, выполняя, таким образом, количественный спектральный анализ.
В этом методе сжигают некоторое количество пробы в газовом пламени или электрической дуге. Проба при этом испаряется, молекулярные соединения диссоциируют на атомы и ионы, которые возбуждаются и дают спектры испускания (эмиссионный спектр). По числу и положению линий в этих спектрах определяют, какие элементы входят в состав анализируемого образца, т.е. проводят качественный спектральный анализ.

Пламенная эмиссионная спектроскопия
Появление специализированных пламенных эмиссионных спектрометров привело к обособлению методов фотометрии пламени и придало ему известную самостоятельность.
Как и любой другой прибор эмиссионной спектроскопии, фотометр для фотометрии пламени имеет источник возбуждения (пламенная горелка), диспергирующий элемент (обычно светофильтр) и приемник света – рецептор (обычно фотоэлемент). В спектрофотометрах для пламени вместо светофильтров применяют призмы и дифракционные решетки. Анализируемый раствор вводится в пламя горелки в виде аэрозоля. При этом растворитель испаряется, а соли металла диссоциируют на атомы, которые при определенной температуре возбуждаются. Возбужденные атомы, переходя в нормальное состояние, излучают свет характерной частоты, который выделяется с помощью светофильтров, а его интенсивность измеряется фотоэлементом.