WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 11 |

Табл.18. Распределениеинулина ипектиновых веществ поанатомическим частям

Показатели

Анатомические частитопинамбура

Покровный слой

Верхнийслой

Внутренний слой

Массовая доляинулина в пробе, % на С.В.

19,7-21,2

78,8-83,7

79,2-94,3

Содержание инулинав пробе, % от общего в топинамбуре

3,4-3,7

10,2-11,5

79,1-82,1

Массовая доляпектиновых веществ в пробе, % на С.В.

10,95-18,77

0,73-1,47

0,80-0,97

Содержаниепектиновых веществ в пробе, % от общего втопинамбуре

61,4-74,7

3,2-4,5

22,2-22,7

Для оценки свойствсырья кроме общегосодержания фруктозанов, принципиальное значениеимеет и их фракционный состав. В соответствии сразработанной схемой вобразцах топинамбураопределены фракции и установлено их содержание: ФI–свободныесахара(незначительно); ФII–среднемолекулярные фракциифруктозанов (29,1-33,9%); ФIII–высокомолекулярные фракциифруктозанов (41,0-54,4%). Причем следует учесть плохуюрастворимость последних.

Определение содержанияи изучение свойств пектина ипротопектина

Имеющихся влитературе сведений по характеристикепектинового комплекса клубнейнедостаточно, чтобы прогнозироватьвлияние параметров егопереработки на качество этанола. Необходимо знатьсоотношение в нем растворимого и нерастворимого пектина.Проведенный анализ образцов топинамбурапоказывает, что они характеризуютсяпреобладанием протопектина(78,6-89,9% отобщего содержания).

Этот факт рассматриваетсяв спиртовой отрасли как позитивный.

Впервые изучены свойства гидрато- ипротопектина топинамбура.Для этого получены образцысухого пектина по схеме, параметры вкоторой выбраны на основании полученияпектина из традиционных видов сырья.Установлено, что покровные и особенновнутренние слои топинамбура, из которыхвыделяли пектин в настоящей работе,содержали значительные количестварастворимых углеводов. Для устранениявозможного влияния фруктозановтопинамбура на физико-химические свойстваобразцов сухого пектина была проведенапредварительная очистка сырья. При этом покровныеслои топинамбура рассматривались каксырье для выделения протопектина, авнутренние –растворимого пектина.

Анализ полученныхобразцов пектина (всего 8) показал, чтоисходный состав сырья оказывает сильноевлияние на содержание в нихполигалактуроновой кислоты, к примеру, еемассовая доля увеличивается для вариантовполучения протопектина из сырья с очисткойс 31,0-33,8% до 64,2-67,1% (табл. 19).

Табл. 19. Анализ образцовсухого пектина, полученных из покровныхслоев клубней

Показатели

ОбразецI

ОбразецII

без

очистки

после

очистки

без

очистки

послеочистки

Массовая долясвободных карбоксильных групп, % наС.В.

3,03

6,16

2,75

6,04

Массовая доляацетильных групп,

% на С.В.

0,05

0,09

0,03

0,15

Массовая доляметоксилированных карбоксильных групп, %на С.В.

5,17

9,41

4,80

10,15

Степеньметоксилирования, %

63,0

60,4

63,6

62,7

Содержаниеметоксильных групп,%

3,6

6,5

3,3

7,0

Массовая доляполигалактуроновой кислоты, % на С.В.

33,8

64,2

31,0

67,1

Вероятнее всеговыделение пектина и его последующееосаждение этанолом из сырья, содержащегобольшое количество балластных соединений(фруктозанов), сопровождается переводом восадок сопутствующих веществ, которые не вполной мере удаляются при отмывке образцовпо принятой классической схеме.

Вместе с тем,установлено, что степень метоксилированиясухого пектина практически не зависит отсостава сырья и варьируется для образцов,полученных из внутренних слоевтопинамбура в пределах 65,7-71,6%, выделенныхиз покровных тканей в интервале 60,4-63,6%, тоесть гидрато- и протопектин топинамбураотносится по классификации к Н-пектину(высокоэтерифицированному).

Характеристикаферментного комплекса топинамбура

Для выбораперспективных направлений в областисоздания высокоэффективных технологийпереработки топинамбура в этанолнеобходимы дополнительные данные похарактеристике ферментов, участвующих вгидролизе фруктозано-пектиназногокомплекса. В работе была определенасуммарная гидролазная активность иактивность свободных форм инулиназ.Установлено, что суммарная гидролазнаяактивность составляла 0,63-0,97 ед. ИЕ/гтопинамбура. Также показано, что средиинулиназ преобладали связанные формы.Пересчет инулиназной активности на 1 гинулина сырья позволил точнее оценить ее спозиции спиртовой отрасли. В образцахклубней общая гидролазная активностьнаходилась на уровне 3,3-4,5 ед. ИЕ/г инулинасырья, то есть была в 1,5-2,0 раза меньшепринятой в отрасли нормы глюкоамилазнойактивности. Поэтому была предпринятапопытка активизировать собственныеинулиназы топинамбура.

Влитературе нет данных по указанномувопросу. Среди исследованных способовактивации: добавление в затор дрожжевогоавтолизата, обработка среды сиспользованием кавитационноговоздействия; внесение в дробленую массутопинамбура ионов Ca+2, последний оказался наиболееэффективным (табл. 20).

Табл. 20. Влияниеконцентрации CaSO4 на степеньгидролиза углеводов топинамбура

Концентрация CaSO4,

% к массе сырья

Массовая доля свободных сахаров, % наС.В.

% кконтролю

Гидромодуль1:0,5

Без H2O

Гидромодуль1:0,5

Без H2O

Контроль

22,79

13,03

100

100

0,005

26,15

15,14

115

116

0,01

35,07

17,69

154

136

0,05

31,04

14,06

136

108

0,1

12,43

7,62

59

58

0,5

10,14

7,04

44

54

Установлено, что приопределенной дозировке ионов Ca+2 наблюдаетсязначительное увеличение в суслесодержания свободных сахаров.

В работе былиопределены оптимальные условия действияинулиназ топинамбура. Установлено, что инулиназыпроявляют максимальную активность в нейтральной среде приt=45-50 C.В слабокислой среде их активность составляет 75-80% и резко снижается вщелочной зоне рН. Внесениеионов Са+2 вконцентрации 0,01% CaSO4 к массе сырья активируетинулиназы клубней (при pH 6,0 на 30%) и расширяеттемпературный диапазоних действия,что позитивно влияет напроцесс получения и сбраживания сусла.

В целом, путем подбораоптимальных условий действия общаягидролазная активность топинамбура можетбыть повышена до 4,5-6,0 ед. ИЕ/г инулинасырья.

В результатеопределения пектинэстеразной активностиклубней установлено (табл. 21), что прирасчете на 1 г топинамбура она составляет0,22-0,35 ед., а на 1 г пектина сырья варьируетсяв пределах 36,6-41,9 ед.

Табл. 21.Пектинэстеразная активность клубнейтопинамбура

Пектинэстеразная

активность

Топинамбур

ОбразецI

ОбразецII

ОбразецIII

ОбразецIV

ПЕ, ед/гтопинамбура

0,27

0,24

0,22

0,35

ПЕ, ед/гпектина сырья

36,6

39,5

41,9

38,4

Установлено, что пектинэстераза топинамбура проявляет максимальную активность внейтральной среде при рН 6,0-7,0 и t=40-45 °С.Путем подкисления сусла до рН 4,5-5,0 можноснизить ее активность на 25-50%. При t=30°С, тоесть температуре сбраживания,пектинэстераза топинамбура активна.Внесение в замес ионов Са+2 повышает ПЭ всреднем на 10-15%.

Обобщая всевышесказанное, можно отметить, что новые,полученные в ходе выполнения работыданные, по характеристике ферментного комплекса топинамбура,позволяют более обоснованно подойти квопросу переработки данного нетрадиционного сырья и прогнозировать параметрыстадий получения из него этанола.

Сравнительная характеристикаспособов подготовки клубней ксбраживанию

Все известные влитературе методы, направленные наизменение фруктозанов сырья в сторонупроцентного повышения в них фракций ФI и ФII(цель и настоящей работы), можносгруппировать на осуществляемые с помощью:кислотного гидролиза, механическойдеструкции и ферментативногогидролиза.

Установлено, чтокислотный гидролиз не может бытьрекомендован для подготовки клубней,предназначенных к переработке в этанол,так как в зависимости от температуры, либонезначительно деструктурирует углеводы,либо разрушает их. Также не целесообразноориентироваться на использованиемеханических методов.

Наиболее перспективныйспособ –ферментативный гидролиз инулина, которыйможет быть осуществлен как под действиемсобственных инулиназ сырья, так иферментных препаратов, обладающих даннойактивностью. В работе использовалсяферментный препарат КсилоглюканофоетидинП10х.

В связи с отличиями взначениях оптимального рН для действияинулиназ топинамбура и препаратаКсилоглюканофоетидин П10х были проведеныисследования по определению влиянияпараметра рН на эффективность ихсовместного действия.

Установлено (рис.7), что экзо- и эндоинулиназытопинамбура и ферментного препарата даютдва пика, причем суммарная активностьинулиназ при значениях рН, близких кнейтральным (оптимум действия инулиназтопинамбура), примерно в 1,5 раза выше, чем вкислой среде (оптимум действия инулиназпрепарата), а поэтому далее исследоваласьвозможность получения сусла из клубней,предусматривающего самоосахаривание сырья только засчет своего ферментного комплекса.

Рис. 7.Влияние рН среды на процесс гидролизамассы из топинамбура под действиемсобственных инулиназ сырья и препаратаКсилоглюканофоетидин П10х

Установлено, что приобработке смеси, состоящей изизмельченного топинамбура, воды и свнесенными для активации инулиназ сырьяионами Са+2, втечение 3-х часов при естественном pH среды впробах, выдержанных при t=50-60 °C,накапливается максимальное количествосвободных сахаров (30-33%), что соответствуетпримерно 40% от общего содержанияфруктозанов в топинамбуре.

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 11 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»