Лекция 16 Патока крахмальная: виды, химический состав и свойства. Производство крахмальной патоки

Крахмальная патока - продукт неполного гидролиза крахмала разбавленными кислотами или амилолитическими ферментами. Патока представляет собой бесцветную или слегка желтоватую, очень вязкую жидкость со сладким вкусом. В зависимости от степени гидролиза крахмала патока содержит различное количество глюкозы, мальтозы и декстринов.

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.

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

В зависимости от способа производства и углеводного состава патоку подразделяют на следующие виды: низкоосахаренная, карамельная кислотная, карамельная ферментативная, мальтозная, высокоосахаренная. По качеству патока должна соответствовать требованиям ГОСТ Р 52060-2003.

При повышенном содержании РВ патока теряет антикристаллизационные свойства.

Патоку получают путем гидролиза крахмала соляной кислотой или при помощи ферментов.

Технологическая схема получения патоки включает в себя следующие стадии производства: подготовка крахмала к гидролизу; гидролиз крахмала; нейтрализация гидролизатов; фильтрование сиропов; обесцвечивание фильтрованных сиропов адсорбентами; уваривание жидких сиропов до густых; уваривание густых сиропов до патоки и охлаждение патоки.

Подготовка крахмала к гидролизу. Крахмал подвергают очистке, так как примеси, содержащиеся в нем, оказывают отрицательное влияние на ход технологического процесса и качество патоки.

Гидролиз крахмала. Его проводят в присутствии катализатора кислотным, кислотно-ферментативным или ферментативным способом. В любом случае процесс гидролиза включает стадии клейстеризации крахмала, разжижения крахмального клейстера и его осахаривание.

Кислотный гидролиз крахмала. Гидролиз ведут при температуре 140…145 ºС, рН 1,8…2,2. Соляная кислота дозируется из расчета 0,1…0,12 % газа HCl к массе сухих веществ перерабатываемого сырья. Заваривание крахмала ведут при избыточном давлении 0,02…0,03 МПа, а процесс разжижения - при избыточном давлении 0,25…0,28 МПа. Процесс осахаривания длится несколько минут.

Кислотный гидролиз крахмала имеет весьма существенные недостатки: получаемые гидролизаты имеют невысокое качество из-за присутствия в них продуктов реверсии и термического кислотного разложения углеводов, продуктов разрушения белковых примесей крахмала под действием кислоты и высокой температуры процесса, а также минеральных примесей, которые образуются при нейтрализации кислоты после гидролиза.

Не удается достичь полного осахаривания крахмала. Поэтому для проведения гидролиза крахмала на любой его стадии целесообразно использовать ферменты. Гидролизаты имеют высокое качество, низкую цветность, так как ферментативный гидролиз идет при значительно более низких температурах и рН, близких к нейтральным.

Кислотно-ферментативный гидролиз крахмала. Суспензию крахмала подкисляют соляной кислотой до рН 1,8…2,5 и ее нагревают до 140 ºС в течение 5 мин, после чего кислоту нейтрализуют раствором кальцинированной соды до рН 6,0…6,5. Продукт практически мгновенно охлаждают до 85 ºС и немедленно во избежание ретроградации крахмала добавляют раствор α-амилазы. В качестве разжижающего вещества используют ферментный препарат амилосубтилин Г10х с оптимумом действия при 85 ºС и рН 6,2…6,5. Гидролиз длится 30 мин. Осахаривание его проводят также с использованием ферментов.

Для осахаривания гидролизатов применяют ферментные препараты очищенной глюкоамилазы. Осахаривание ведут при 60 ºС. Фермент инактивируют нагреванием продукта при 80 ºС в течение 20 мин.

Ферментативный гидролиз крахмала. В 30…35 %-ю суспензию крахмала вводят раствор кальцинированной соды до рН 6,0…6,5, раствор бактериальной α-амилазы (ферментного препарата амилосубтилина Г10х) и ее стабилизаторов: СаО и Са(ОН)₂. Смесь подогревают острым паром до 85 ºС и выдерживают при этой температуре 1,5 ч, после чего подогревают до 140 ºС в течение 5 мин для улучшения фильтрационных свойств. Температуру разжиженного крахмала быстро снижают до 60 ºС и ведут осахаривание амилоглюкозидазой.

Нейтрализация гидролизатов. Если гидролиз крахмала проводился с помощью кислоты, необходимо провести нейтрализацию гидролизатов. Цель нейтрализации - прекращение гидролиза крахмала по достижении заданной степени осахаривания, перевод свободных минеральных кислот, недопустимых в пищевых продуктах, в безвредные соли и создание оптимальных условий для последующей очистки сиропов от примесей.

Гидролизаты, осахаренные с помощью соляной кислоты, нейтрализуют только содой. Поваренная соль, которая образуется в нейтрализованном сиропе, не сказывается на вкусе патоки и не ухудшает ее качества.

Нейтрализацию необходимо проводить очень осторожно при интенсивном перемешивании, чтобы не допустить даже местного перещелачивания, в противном случае глюкоза разлагается с образованием окрашенных продуктов. Кроме того, карбонат натрия легко вступает в реакцию с кислыми фосфатами, переводя их в средние, что приводит к потемнению и помутнению патоки при хранении.

Подготовка сиропов к фильтрованию. Примеси удаляют фильтрованием гидролизатов. Чтобы облегчить процесс фильтрования, некоторую часть примесей предварительно выделяют путем отстаивания сиропов в отстойниках-скиммерах.

Фильтрование сиропов. На большинстве предприятий гидролизаты фильтруют на вакуум-фильтрах.

Обесцвечивание фильтрованных сиропов адсорбентами. Цель очистки паточного сиропа адсорбентами - это полное его обесцвечивание, устранение запаха и удаление примесей.

В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, который удаляет из раствора красящие вещества, золу, соли железа, коллоидные и азотистые вещества, жир и жирные кислоты. После обработки адсорбент удаляют фильтрованием сиропов.

Уваривание жидких сиропов до густых. Наибольшее распространение получили выпарные аппараты вертикального типа, как правило трехкорпусные. Перед первым корпусом сироп подогревают до 97 ºС, температура кипения в этом корпусе 100 ºС, соответственно во втором корпусе 86 ºС, а в третьем - 67,7 ºС.

Уваривание густых сиропов до патоки. Очищенный густой сироп концентрацией сухих веществ 55…57 % уваривают в вакуум-аппаратах до патоки с содержанием сухих веществ не менее 78 %.

Для получения патоки высокого качества процесс уваривания ведут при температуре не выше 60 ºС. Продолжительность процесса уваривания должна быть минимальной (50…55 мин).

Охлаждение патоки. Патока, выходящая из вакуум-аппарата, имеет температуру 60…70 ºС. Так как это вязкий продукт, естественное охлаждение идет очень медленно при быстром нарастании цветности за счет образования красящих веществ. Чтобы избежать этого, стремятся быстро (в течение 40…80 мин) охладить ее до температуры 40…45 ºС. Горячая патока, проходя между трубами змеевиков (в которых циркулирует холодная вода), охлаждается и самотеком выходит в сборник. Затем патоку фасуют и хранят.

Дата добавления: 2014-01-13