ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ПРОЦЕСУ ФЕРМЕНТАТИВНОЇ КОНВЕРСІЇ КРОХМАЛЮ З МЕТОЮ ОДЕРЖАННЯ МАЛЬТИНУ
DOI:
https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2023.2.19Ключові слова:
декстринізація крохмалю, амілолітичні ферменти, модифікований крохмаль, мальтин, поле НВЧАнотація
Особливим попитом у харчовій промисловості користуються мальтини з низьким ступенем розщеплення (5…8 %). Вони є гарними замінниками жиру в продуктах низької жирності і пониженої калорійності, оскільки утворюють м’які термореверсивні драглі, які при підвищеній температурі плавляться, а при низьких температурах знову застигають. За кімнатної температури такі драглі імітують зовнішній вигляд, смак і текстуру, властиву насиченим жирам та багатьом жирним харчовим продуктам. Аналіз існуючих технологій показує, що всі вони мають один основний недолік – це складність дотримання у промислових умовах температурного режиму зі ступінчастим витримуванням температурних пауз в процесі декстринізації крохмалю. В результаті мінімальних змін у технологічному процесі отримують продукти із властивостями, відмінними від характерних для мальтинів з низьким ступенем розщеплення, втрачається термореверсивна здатність утворюваних драглів. Проведені нами дослідження способу інтенсифікації ферментативної конверсії крохмалю електромагнітним полем надвисокої частоти (НВЧ) показали його ефективність і перспективність. Спосіб дає можливість досягти повної клейстеризації крохмальних зерен, що не відбувається при використанні інших високотемпературних способів оброблення, оскільки дрібні крохмальні зерна залишаються неклейстеризованими навіть за температур 120…140 °С. У полі НВЧ процес гідролізу крохмалю прискорюється, порівняно з класичним способом, у 2,5 рази, а дозування ферменту α-амілази на розріджування зменшується вдвічі. На основі проведених досліджень, запропоновано удосконалену технологію мальтину, яка заснована на використанні поля надвисокої частоти. Дана технологія мальтину з низьким ступенем розщеплення дозволяє забезпечити очікуваний технологічний результат – інтенсифікацію процесу шляхом застосування енергії НВЧ та високу якість мальтину за рахунок миттєвої клейстеризації і розріджування крохмалю ферментами. Отримані мальтини здатні затримувати кристалізацію, при нагріванні плавитися та відновлюватись при охолоджуванні, що дає змогу застосовувати їх в якості наповнювачів та формуючих агентів у виробництві майонезу, морозива, десертів. Структуру одержаного мальтину досліджували за допомогою Raman-спектроскопії. Спектри комбінаційного розсіювання дозволили вивчити конформаційні зміни мальтину у порівнянні з нативним крохмалем у розчинах та драглях, явища гідратації та асоціації їх молекул. Отримані спектри дали змогу пояснити причину зміни форми полісахаридного ланцюга мальтину. Наслідком вказаних змін є відмінності ступенів гідратації крохмалю і мальтину. В свою чергу, цим можна пояснити значні відмінності у здатності до структуроутворення даних полісахаридів.
Посилання
Quintero J.A. Analysis and characterization of starchy and cellulosic materials after enzymatic modification / J.A. Quintero, J.A. Dávila, J. Moncada, O.H. Giraldo, C.A. Cardona. DYNA. 2016. № 83(197). РР. 44–51. https://doi.org/10.15446/dyna.v83n197.42729.
Li Z. The effect of starch concentration on the gelatinization and liquefaction of corn starch / Z. Li, W. Liu, Z. Gu, C. Li, Y. Hong. Food Hydrocolloids. 2015. № 48. РР. 189-196. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.02.030
Bangar S.P. Enzymatic modification of starch: A green approach for starch applications. / S.P. Bangar, A.O. Ashogbon, A. Singh, V. Chaudhary, W.S. Whiteside. Carbohydrate Polymers. 2022. № 287. 119265. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119265
Ahmad І. Microstructural study of enzymatically and non‐enzymatically hydrolyzed potato powder. / I. Ahmad, Z. Xiong, X. Hanguo, F. Lyu, R.M. Aadil, N. Khalid, N. Walayat, M.I. Taj, G. Zhang, W. Tang, Y. Li, M. Li. Journal of Food Processing and Preservation. 2022. № 46 (11). e16998. https://doi.org/10.1111/jfpp.16998
Mohamed A. Physicochemical Properties of Enzymatically Modified Starches / A. Mohamed, H. Alqah, M. Alamri, S. Hussain, A. Qasem, M. Ibraheem, H. Yehia, G. Shamlan. Processes. 2021. № 9(12). 2251. https://doi.org/10.3390/pr9122251
Mondal S. Microbial Amylase: Old but still at the forefront of all major industrial enzymes / S. Mondal, K. Mondal, S.K. Halder, N. Thakur, K.C. Mondal. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2022. № 45. 102509. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2022.102509
Alqah H. Effect of annealing and α-amylase extract on the rheological properties, syneresis, and water holding capacity of different starches. / H. Alqah, M.S. Alamri, A.A. Mohamed, S. Hussain, A.A. Qasem, M.A. Ibraheem, H.M. Yehia. Food Science and Technology. 2022. № 42. https://doi.org/10.1590/fst.83821
Zhong Y. Generation of short-chained granular corn starch by maltogenic α-amylase and transglucosidase treatment / Y. Zhong, T. Keeratiburana, J.J.K. Kirkensgaard, B. Khakimov, A. Blennow, A.R. Hansen. Carbohydrate Polymers. 2021. № 251. 117056. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117056