Hydrolizaty skrobiowe i ich wykorzystanie w gospodarce

Ważną pozycję wśród przetworów skrobiowych stanowią hydrolizaty, produkty uzyskane na drodze hydrolitycznego rozkładu skrobi. Przez zróżnicowanie warunków reakcji można uzyskać szereg hydrolizatów różniących się składem węglowodanowym oraz właściwościami. W praktyce przemysłowej wykorzystywane są hydrolizaty o DE od 5 do 100. Najlepszym surowcem do otrzymywania hydrolizatów o dobrych właściwościach fizykochemicznych jest skrobia ziemniaczana. Produkty hydrolizy skrobi dzięki swoim właściwościom fizykochemicznym i funkcjonalnym są surowcem niezastąpionym w aspekcie jakości wielu produktów. Odpowiednie ich zastosowanie pozwala osiągnąć pożądane cechy w różnych wyrobach spożywczych, a tym samym zwiększyć ich atrakcyjność dla konsumentów.Hydrolyzates play an important role among starch products. They are products obtained through starch hydrolysis. Different reaction parameters allow to obtain a lot of hydrolysis products DE from 5 to 100. Potatoe starch is the best raw material for obtaining starch hydrolyzates of good physicochemical properties. Starch hydrolyzates because of their physico-chemical and functional properties are irreplaceable in obtaining a lot of food products. Their suitable application allows obtaining desirable features of different food products and thus increasing their attractiveness for consumers

Izomeryzacja ciągła glukozy w hydrolizach skrobi za pomocą immobilizowanej izomerazy glukozowej

Products of starch hydrolysis, such as crystalline glucose, glucose solution for second crop crystallization, hydrol and starch syrup, were subjected to the action of an immobilized preparation of glucose isomerase in a continuous process. The stability of the enzyme, its productivity and changes in colour intensity of the solutions were studied during the activity of the enzyme bed for 1-2 months.Produkty i półprodukty enzymatycznej hydrolizy skrobi poddawane były procesowi izomeryzacji ciągłej za pomocą unieruchomionej w złożu izomerazy glukozowej Sweetzyme-S o aktywności 213 IGIC/g i Sweetzyme-Q o aktywności 215 IGIC/g. Substratami były roztwory o stężeniu 40% s.s.: glukozy krystalicznej o 99,9 DE, glukozy przeznaczonej do krystalizacji II rzutu o 84 DE, hydrolu o 68 DE i syropu skrobiowego o 40 DE. Roztwory te przed izomeryzacją poddane były oczyszczaniu węglem aktywnym i wyczerpującej jonizacji za pomocą kationitu i anionitu, tak aby ich przewodność właściwa wynosiła mniej niż 10 μS.·cm⁻¹ a zawartość wapnia wynosiła 0,3-2,2 ppm. Po dodaniu 0,1-0,4 g/dm³ siarczanu magnezu jako aktywatora roztwory wymienionych substratów o pH 8,2 na wlocie i 7,2-7,5 na wylocie z kolumny reakcyjnej, były przepuszczane w .sposób ciągły przez złoże 7,5 g enzymu w temp. 65°C przy objętościowym natężeniu przepływu tak dobranym, aby maksymalny stopień izomeryzacji osiągany w pierwszych dniach pracy złoża wynosił ok. 49-50%. Czas procesu izomeryzacji, czyli czas kontaktu substratu ze złożem enzymu mieścił się w granicach 36-80 min. Badania wykazały, że osiągany w pierwszych kilkunastu dniach p,racy złoża stopień izomeryzacji był podobny i praktycznie niezależny od Wartości DE substratów. Okres żywotności enzymu, jt. do momentu spadku jego aktywności do 25% pierwotnej wynosił w zależności od substratu 1-2 miesiące. Duży wpływ na stabilność enzymu wywierały oligosacharydy znajdujące się obok glukozy w hydrolizatach skrobi. Stabilność enzymu, a tym samym i jego produkcyjność zmniejszała się proporcjonalnie do zawartości oligosacharydów w substratach. Natężenie barwy roztworów, wzrastające w procesie izomeryzacji, było zależne wprost Od zabarwienia substratów przed izomeryzacją. Natężenie barwy iromeryzowanych roztworów jednak korzystnie malało w miarę przedłużającej się pracy złoża enzymu. Przeprowadzone doświadczenia wykazały, że metodą enzymatycznej izomeryzacji ciągłej można bez trudności z produktów hydrolizy skrobi również o małych wartościach DE (40-84) uzyskiwać izosyropy słodsze od wyjściowych substratów. Do produkcji fruktozy jednak nadają się przede wszystkim roztwory glukozy o wysokiej wartości DE bliskiej 100

Ocena przydatnosci maki pszenzytniej do produkcji wafli

Określono przydatność mąki pszenżytniej do wypieku listków waflowych. W oparciu o recepturą tradycyjną na wafle z udziałem mąki pszennej badano możliwość całkowitego zastąpienia mąki pszennej mąką pszenżytnią oraz mieszanką z mąką pszenżytnią. Badano wyróżniki mąki charakteryzujące jej przydatność technologiczną do wypieku wafli. Stwierdzono, że w wyniku niewielkiej modyfikacji receptury możliwe jest uzyskanie dobrych jakościowo listków waflowych z samej mąki pszenżytniej. Znacznie lepsze jakościowo wafle uzyskuje się wzmacniając ich strukturę dodatkiem mąki pszennej. Ustalono, że najkorzystniejszy udział mąki pszenżytniej w odniesieniu do mąki pszennej wynosił 65%. Przy ustalaniu proporcji mąki pszenżytniej do pszennej należy brać pod uwagę szczególnie ilość i jakość glutenu mieszanki. Nie stwierdzono natomiast niekorzystnego wpływu podwyższonej aktywności amylolitycznej mąki pszennno-żytniej na jakość listków waflowych.The quality of Triticale flour was assessed for the purpose of wafer baking. Basing on the traditional recipe of wafers, with the wheat flour, the possibility of substituting wheat flour completely with Triticale flour, as well as with a mixture of wheat flour and Triticale flour, was tested. The factors of flour, characterising its technology for the purpose of wafer baking, were tested. It was found that as a result of a slight modification of the recipe, it is possible to obtain good quality wafers out of Triticale flour alone. A considerable better quality is to be obtained by fortifying their structure with an additive of wheat flour. It was determined that the most advantageous fraction of Triticale flour in relation to wheat flour amounted to 65%. In the course of determining the proportion of Triticale flour in relation to wheat flour, particularly the quantity and quality of the gluten of the mixture is to be taken into consideration. On the other hand, no unfavourable influence of an increased amylolytic activity of starch contained in Triticale flour, on the quality of wafer flakes, was found

Działanie izomerazy glukozowej na oligosacharydy w produktach hydrolizy skrobi

Solutions of hydrolysates of starch and maltose were treated with glucose isomerase. Chromatographic analyses of the products of isomerization indicated glucose isomerase transforms not only free glucose into fructooe but also some minor quantity of oligosaccharides into appropriate sugars containing ketose.Podczas prowadzenia badań procesu enzymatycznej izomeryzacji glukozy w hydrolizatach skrobi zauważono, że w szczególnych warunkach izomeraza glukozowa działa nie tylko na glukozę, lecz również na oligosacharydy towarzyszące glukozie w hydrolizatach. Obserwacje te polegały na stwierdzeniu na chomatogramach bibułowych roztworów hydrolizatów poddanych długotrwałej izomeryzacji, plam odpowiadających fruktozie oraz oligosacharydom zawierającym w swoich cząsteczkach element fruktozowy (plamy wywołane rezorcyną). W następstwie tego spostrzeżenia wykonano szczegółowe badania poddając długotrwałemu działaniu izomerazy glukozowej roztwory czystej maltozy i roztwory hydrolizatów skrobiowych pozbawionych całkowicie glukozy przez związanie jej na anionicie w postaci kompleksu boranowego. Wyniki analizy chromatograficznej produktów izomeryzacji takich roztworów wykazały, że maltoza oraz wyższe oligosacharydy w próbach pozbawionych glukozy ulegają częściowo izomeryzacji, tworząc odpowiednie oligosacharydy zawierające w swych cząsteczkach po jednym elemencie fruktozowym. Stwierdzono na przykład, że czysta maltoza poddana działaniu izomerazy glukozowej ulega w ok. 3% przemianie w odpowiedni ketodwucukier. Podobnie przedstawia się wynik izomeryzacji oligosacharydów w zmodyfikowanym hydrolizacie skrobi z tym, że obok 2% ketodwucukru pozostają jeszcze nie oznaczone ilości wyższych ketooligosacharydów

Odzyskiwanie krystalicznej glukozy z ostatniego odcieku tzw. hydrolu

Hydrol was refined and saccharified enzymatically, following which its glucose was crystallized directly or in a mixture with starch hydrolysate.W przeprowadzonych doświadczeniach, ostatni odciek po krystalizacji glukozy tzw. hydrol o wartości 64 DE, stanowiący produkt uboczny hydrolizy skrobi metodą kwas-enzym poddawano rafinacji wymieniaczami jonowymi (kationitem i anionitem) oraz żywicą adsorpcyjną w celu usunięcia zanieczyszczeń mineralnych i organicznych (tab. 1), w tym głównie białka surowego. Następnie oczyszczony hydrol scukrzono glukoamylazą (0,25%s. s.) w temp. 60°C przy pH 4,5 w ciągu kilku dni (tab. 2). Jednocześnie scukrzano glukoamylazą hydrolizat skrobi o ok. 22 DE po wstępnej kwasowej hydrolizie i mieszaninę hydrolu rafinowanego i hydrolizatu w stosunku 1: 4. Uzyskano znaczne scukrzenie hydrolu rafinowanego do wartości 86 DE, równającej się redukcyjności soku glukozowego produktu II. Scukrzanie glukoamylazą mieszaniny hydrolu i hydrolizatu pozwoliło osiągnąć redukcyjność 92,8 DE zbliżoną do wartości 94,4 DE soku glukozowego produktu I (samego hydrolizatu). Przeprowadzona analiza składu węglowodanowego hydrolu surowego i hydrolu rafinowanego po jego scukrzeniu glukoamylazą pozwoliła stwierdzić podwyższenie prawie 1,5-krotne zawartości glukozy i obniżenie do około połowy zawartości izomaltozy i izomaltotriozy w s. s. hydrolu oraz praktycznie zanik pozostałych oligosacharydów rj. maltozy i jej wyższych homologów. Po zagęszczeniu wymienionych roztworów, scukrzonych glukoamylazą, do ok. 72 Bx i zaszczepieniu ich 1,25% monohydratu glukozy krystalicznej, przeprowadzono w ciągu 2-4 dni w temperaturze stopniowo obniżanej z 44°C krystalizację w nich glukozy. W wyniku tego procesu uzyskano 36,2% glukozy krystalicznej (w przeliczeniu na bezwodną) z hydrolu rafinowanego scukrzonego a nawet 42,4% wykrystalizowanej glukozy z mieszaniny hydrolu i hydrolizatu skrobi (1 : 4) to jest ilość zbliżoną do glukozy wykrystalizowanej z czystego hydrolizatu skrobi- 44,1%, co jest dobrym rezultatem. Powyższe wyniki mają istotne znaczenie z uwagi na kilkakrotnie wyższą cenę glukozy krystalicznej niż glukozy zawartej w hydrolu

Fizykochemiczna modyfikacja skrobi różnego pochodzenia

Potato, wheat and maize starches were cross-linked with urea in the presence of sulphuric acid, and hydroxypropylammonium starches were obtained from them. The physico-chemical properties of the obtained modified starch preparations were studied.W pierwszej części doświadczeń sieciowano skrobie: ziemniaczaną, pszenną i kukurydzianą za pomocą mocznika w obecności kwasu siarkowego i siarczanu magnezu. Stwierdzono, że przy przedłużaniu czasu prażenia w temp. 125°C występował niewielkim wzrost redukcyjności wszystkich badanych skrobi modyfikowanych, co dowodzi uwalniania się grup alkoholowych redukujących przy węglach C₁. Zachodzący równolegle wzrost lepkości kleików wszystkich skrobi modyfikowanych świadczy o postępującym sieciowaniu skrobi, w zasadzie przy węglach C₆. Za tym przemawia również spadek wartości pH w toku procesu, co tłumaczy się wiązaniem grup aminowych mocznika ze skrobią, czyli ubytkiem alkalicznych wolnych grup aminowych w środowisku. Lepkości kleików sieciowanych mocznikiem skrobi pszennej i kukurydzianej okazały się kilkakrotnie wyższe niż odpowiednich preparatów skrobi ziemniaczanej. W drugiej części doświadczeń otrzymywano ze skrobi ziemniaczanej, pszennej i kukurydzianej produkty eteryfikacji, tj. skrobie trójmetylo-hydroksypropylo-amoniowe. Stwierdzono najwyższy stopień podstawienia grupami hydroksypropyloamoniowymi (HPA) u skrobi ziemniaczanej i w związku z tym najwyższą kationowość oraz najniższą lepkość kleików modyfikowanej skrobi ziemniaczanej, w porównaniu z preparatami skrobi pszennej i kukurydzianej. Eteryfikowane skrobie ziemniaczane wykazywały kilkakrotnie większą rozpuszczalność w wodzie niż pozostałe skrobie eteryfikowane

Periodyczna izomeryzacja glukozy w hydrolizatach skrobi za pomocą rozpuszczalnego i nierozpuszczalnego preparatu izomerazy glukozowej

Products of starch hydrolysates such as crystalline glucose, glucose solution for second crop crystallization, hydrol and confectionery syrup were subjected to the action of a soluble or insoluble preparation of glucose isomerase. The insoluble preparation was utilized many times in a series of consecutive stages of isomerization.Półprodukty i produkty hydrolizy skrobi ziemniaczanej poddawane były procesowi periodycznej izomeryzacji enzymatycznej. Roztwory o stężeniu 40% s.s. hydrolu surowego o 75 DE, hydrolu oczyszczonego jonitami o 76 DE oraz hydrolu oczyszczonego i scukrzonego glukoamylazą o 83 DE poddano izomeryzacji w temp. 74°C, przy pH= 6,5 w czasie 24 godz. przy dawce rozpuszczalnego preparatu izomerazy glukozowej Optisweet - P w ilości odpowiadającej 20 TGIU/g glukozy w obecności soli magnezu i kobaltu jako aktywatorów. Uzyskano stopnie izomeryzacji glukozy (ID) w hydrolu surowym 32,5%, w hydrolu oczyszczonym 43,5%, w hydrolu scukrzonym glukoamylazą 50,0% oraz w celu porównania w roztworze glukozy krystalicznej o 99,9 DE - ID = 51,5%. W następnych doświadczeniach jako substraty służyły roztwory: a) hydrolu o stężeniu 40% s. substancji, oczyszczonego węglem aktywnym i jonitami, b) gęstego roztworu glukozowego do II rzutu krystalizacji o 84 DE, c) syropu cukierkowego o 40,1 DE i w celu porównania d) roztworu glukozy krystalicznej o 99,9 DE. Roztwory te były poddawane izomeryzacji w temp. 65°C, przy pH= 7,0 w obecności soli magnezu i kobaltu jako aktywatorów w ciągu 24 godz. Stosowano przy tym nierozpuszczalny preparat izomerazy glukozowej Sweetzyme - A w ilości odpowiadającej 10 GINU/g glukozy. Enzym dodawano tylko do pierwszej szarży izomeryzacji, a oddzielano z zizomeryzowanych roztworów przez sedymentację. Preparat izomerazy wykorzystywano do izomeryzacji świeżych roztworów substratów w 14 kolejnych szarżach. Przeprowadzone badania wykazały, że dobre wyniki izomeryzacji glukozy do fruktozy, tj. stopień izomeryzacji ok. 40% lub powyżej uzyskano w przypadku roztworów glukozy krystalicznej i syropu cukierkowego w 7 kolejnych szarżach, a w przypadku roztworu glukozowego II rzutu w 6 szarżach, natomiast w przypadku roztworu hydrolu w 5 kolejnych szarżach izomeryzacji. Pomiary zabarwienia izomeryzowanych roztworów wykazały stopniowe ciemnienie (brunatnienie) roztworów w procesie izomeryzacji enzymatycznej w ramach każdej pojedynczej szarży. Natomiast porównanie zabarwienia zizomeryzowanych roztworów kolejnych szarż wykazało malejącą intensywność zabarwienia poczynając od pierwszej szarży izomeryzacji. Absorbancja roztworów zizomeryzowanych w czternastej szarży była około pięć razy mniejsza niż w pierwszej szarży

Aktywność kwasotwórcza A.niger oraz aktywność amylolityczna A.oryzae po przechowaniu w różnych środowiskach

Industrial strains of Aspergillus niger and Aspergillus oryzae were comparatively stored under laboratory conditions in distilled water, physiological NaCl solutions, calcium citrate, sand, paraffine oil, and under standard conditions. It was shown that the applied method of storing conidia in distilled water could be utilized in laboratories for preservation of A.niger strains, active in production of citric acid and of A.oryzae, revealing amylolytic properties.Konidia szczepów produkcyjnych A.niger oraz A.oryzae przechowywano w warunkach laboratoryjnych w różnych środowiskach: w wodzie destylowanej, w roztworze fizjologicznym NaCI, w cytranianie wapnia, w piasku, pod olejem parafinowym oraz w warunkach standardowych na skosach agarowych. Badano przeżywalność (rys. 8) oraz oceniano zdolności fermentacyjne i aktywności amylolityczne szczepów (tab. 1-5; rys. 1-7). Szczepy A.niger przechowywane w wodzie destylowanej i w roztworze fizjologicznym NaCl zachowały wysoką stabilność produkcyjną do 10 miesięcy (tab. 1, 2; rys. 1). W cytrynianie wapnia i w Piasku wysokie zdolności kwaszące (ok. 30 cm³ 0,1 n NaOH/2 cm³ podłoża) uzyskano do 8 miesiąca przechowywania (tab. 3, 4; rys. 2). W pozostałych środowiskach czas zabezpieczający niezmienioną aktywność konidiów był krótszy niż 8 miesięcy (rys. 3; tab. 5). Szczepy A.oryzae przechowywane w wodzie destylowanej w czasie 1 roku wykazały spadek aktywności amylolitycznej od 14 do 18% (rys. 6). Zastosowana metoda przechowywania konidiów w wodzie destylowanej może być wykorzystana w laboratoryjnym przechowalnictwie szczepów A.niger czynnych w produkcji kwasu cytrynowego oraz A.oryzae wykazujących uzdolnienia amylolityczne

Otrzymywanie i właściwości skrobi modyfikowanych z udziałem mocznika

Starch was modified with the use of urea in presences of magnesium sulphate and sulphuric acid or phosphoric acid. The influence of various factors on the physico-chemical properties of modified starch was examined.Skrobię ziemniaczaną mieszano w podwyższonej temperaturze z roztworem wodnym zawierającym kwas siarkowy, siarczan magnezowy i mocznik, po czym mieszaninę reakcyjną suszono i prażono w temp. 125°C (398 K). W poszczególnych doświadczeniach zmieniano kolejno czas prażenia oraz dawki kwasu siarkowego, mocznika i siarczanu magnezowego. W dalszych badaniach zastępowano również siarczan magnezowy innymi solami, a kwas siarkowy wymieniano na kwas fosforowy, Uzyskano interesujące wyniki wpływu rodzaju i ilości wprowadzanych chemikaliów na lepkość kleików i redukcyjność otrzymanych preparatów modyfikowanej skrobi. Rezultaty doświadczeń pośrednio wskazują na sieciowanie skrobi z udziałem doświadczeń pośrednio wskazują na sieciowanie skrobi z udziałem mocznika nie tylko za pomocą wiązań cząsteczek przy węglu C₁, ale również za pomocą poprzecznych wiązań, np. przy węglach C₆. Te ostatnie wiązania poprzeczne powstają również za pośrednictwem reszt fosforanowych

Otrzymywanie i właściwości pochodnych skrobi hydroksypropylowej

Starch ethers were obtained under various conditions, i.e. hydroxypropylammonium starch as cationic starch and hydroxypropyl starch. The degree of substitution of starch ethers and their properties were examined.W przeprowadzanych doświadczeniach poddawano zawiesinę skrobi ziemniaczanej w wodzie w obecności wodorotlenku wapniowego w temp. 35 °C w czasie 8 godz. działaniu chlorku trójmetylo-chlorohydroksypropylo-amoniowego. Uzyskaną skrobię hydroksypropyloamoniową poddawano działaniu różnych chemikaliów i suszeniu w suszarce walcowej (najlepsze rezultaty) lub suszarce z przepływem powietrza (tab. 1). Oznaczono wpływ czasu reakcji na stopień podstawienia skrobi grupami hydroksypropyloamoniowymi (tab. 3) oraz wpływ obróbki chemikaliami podstawionej skrobi na lepkość jej kleików i kationowość (tab. 3). W dalszych doświadczeniach poddawano skrobię ziemniaczaną z dodatkiem fosforanu dwusodowego jako katalizatora w stanie powietrznie suchym (zaw. ok. 10% wody) pod ciśnieniem działaniu tlenku propylenu w ilości 1-20% licząc na s.s. skrobi w czasie 8 godz. w temp. 82°C. Stopień podstawienia preparatów skrobi hydroksypropyłowej oznaczano zarówno metodą Lortza z kwasem jodowodorowym, jak i za pomocą jądrowego magnetycznego rezonansu (NMR). Uzyskano interesujące wyniki wprost proporcjonalnej zależności stopnia eteryfikacji skrobi oraz zmiennej zależności lepkości kleików preparatów skrobi hydroksypropylowej od ilości użytego tlenku propylenu (tab. 5). W końcowych doświadczeniach na zawiesinę skrobi działano w alkalicznym roztworze wodnym tlenkiem propylenu w temp. 38°C w ciągu 72 godz. oznaczając wpływ czasu reakcji na stopień eteryfikacji skrobi (tab. 4). Badano również wpływ utleniania podchlorynem na lepkość kleików skrobi hydroksypropylowej w zależności od dawki czynnego chloru, stwierdzając wielokrotne zmniejszenie lepkości