Ензимни технологии за производство на нишесте и захар (2) - PDF Безплатно изтегляне
Ензимни технологии за производство на нишесте и захар (2) Д-р Istvánné Réczey Будапеща Технически университет и икономика Катедра по приложни биотехнологии и хранителни науки 2016
Производство на нишесте (история) Производството на нишесте в Унгария дори в началото на миналия век е било само от домашен характер. Един от резултатите от индустриализацията, започнала през втората половина на века, е развитието на (№ 19!) Нишестена индустрия от малка към голяма индустрия. Според писмени сведения от 1880 до 1896 г. са пуснати в експлоатация десет нови фабрики за нишесте. Първият голям завод е основан във Füzitő през 1887 г. под името Füzítői скорбяла и химическа фабрика. Продуктите му са картофи, пшенично нишесте, декстрин и лепило, както и домакински химикали. През 1890 г. в Кисбер е създадена фабрика за нишесте, за да се продаде значителната продукция от картофи на конезаводите в Баболна и Кисбер, а двете фабрики работят под името Kisbér-Füzitői United Factory Rt., Разделяйки производството на продуктите, така че нова фабрика пое. По това време György Koromzay създава и фабрика за нишесте в Szepes-Béla. Преди избухването на Първата световна война в Унгария имаше девет фабрики за картофено нишесте, три сиропа и две декстринови фабрики. По време на войната повечето фабрики за нишесте прекратяват производството си, отчасти поради недостиг на суровини и отчасти поради недостиг на въглища. www.chemonet.hu/eng/food/iptort/iptort5.html Земеделска промишленост - Нишесте 2
Нишесте Нишестето е най-голямото органично вещество, образувано на Земята след целулозата. Обхватът му на употреба е по-голям поради по-добрата му разтворимост. Може да се използва в гранулирана форма Като суспензия Като разтворен полимер Като производно Като продукт на разграждане Производство на нишесте Разделяне на нишестена фракция от други растителни клетъчни съставки В Унгария има 3 вида производство на нишесте - от картофи (в Будапеща, преустановено) - от пшеница (прекратена, може би все още малко растение) - от царевично нишесте 3
Нехранително използване на нишесте Свързващи вещества (хартиено лепило) Продукти за растителна защита (на водна основа) Козметика, тоалетни принадлежности (паста за зъби) Детергенти Хартиена промишленост, добавки Фармацевтични продукти Бои Текстилна промишленост Пречистване на вода (коагулиращи, флокулиращи добавки) Биоразградими пластмаси, чисти, добавки
Нехранително използване на нишесте в Европа 5
Структура и свойства на нишестето Структура мономер: D-глюкозни връзки - 1-4 (в амилоза) - 1-4 и 1-6 (в амилопектин) последната връзка се образува от Q-ензима "разклоняващ се ензим" Амилоза/амилопектин е характерен съотношение на различни растения Банан: 16,8% амилоза Ръж: 26% амилоза Восъчно море: 1% амилоза високо амилоза царевица: 80% амилоза Различни съотношения амилоза/амилопектин продукти с висока амилоза биоразградима пластмаса много разклоняващи се флокуланти (вода, избистряне на отпадъчни води) анионни: нишесте фосфат, катионни: нишесте производни на етер 6
Преобразуване на нишесте Свойства на нишестето 20-60% кристални (ромбични, триклинични), други аморфни Неразтворим във вода при стайна температура, не набъбва Нагряване на водна суспензия на нишесте при 50-60 C частиците набъбват (D: нараства 2-3 пъти) 65 При -70 C гранулите се разкъсват (изтичат съдържанието му) - AB: омокряне - BC: подуване (rev. Поемане на вода) - CD: разтваряне подуване + разтваряне = покълване структурата на нишестето се променя необратимо, покълналото нишесте се разрушава по-лесно надолу от храносмилателни ензими, отколкото от местно нишесте Селскостопански индустрии - нишесте 7
Реакция на нишесте с йод Ретроградация Характерната характеристика на амилозата е частично дехидратирана при сблъсъка на две молекули, те изпъкват и са свързани с водородни връзки, в стария хляб се образуват люспести утайки, ретроградиране на нишестето и в двете нишестета в трохите. ) е от голямо значение. Например, това показва степента на разграждане на нишестето. Явлението: нишестето образува син комплекс с йод. - амилоза: тъмно синьо - амилопектин: синкаво виолетово 6-8 глюкозни единици свързват 1 атом йод като комплекс. В спирална резонансна полийодична верига дължината на веригата определя способността за поглъщане на светлината на комплекса. Реакция на равновесие на йодната връзка, K = f (DP-степен на полимеризация) Селскостопански индустрии - Нишесте 8 http://web.virginia.edu/heidi/chapter7/chp7.htm
Разграждане на нишесте Разграждане на нишесте В миналото чрез киселинен катализ: може да има корозивни, вредни странични реакции (твърде силно разграждане на глюкозата) от 70-те години на миналия век чрез ензимен катализ: комбинираният ефект на различни ензими Разграждане на нишесте ензими -амилаза: ендо- ензим, малтоза, граничен декстрин - поява: слюнка, панкреас, Bacillus ß-амилаза: екзо-ензим, разцепва се в края на нередуциращата верига - продукти: малтоза и ß-граничен декстрин - поява: сладък картоф (сладък) R-ензим: разклоняващи се ензимни разцепвания - поява: при растенията - микробен ензим с подобен ефект е изоамилаза и пулуланаза Глюкоамилаза или амилоглюкозидаза: екзоензим, започва в нередуциращия край на веригата - продукт: глюкоза - поява: микроби, напр. Aspergillus niger - ензим с подобен ефект в чревната флора на висшите организми: -амилаза Селскостопански производства - Нишесте 9
Производство на царевично нишесте Основни съставки на царевично зърно Върхът на семето Кората е свързана с ядрото, гъбеста структура, бързо поемане на вода главно целулоза и хемицелулоза многослойни влакна главно целулоза и хемицелулоза зародиш зародиш 11-12% от теглото на зърното, богато на масло, протеин и захар те са вградени в изсушена протеинова матрица - 34% брашно (мека част), след смилане - 66% рог (твърдо), само след предварително разхлабване, накисването нишестето може да се измие Селскостопански индустрии - Нишесте 10
Производство на царевично нишесте II. Фракции на зрели царевични зърна, тегловният им процент и средния състав в% сухо вещество Селскостопански производства - Нишесте 11
Производство на царевично нишесте III. Съхранение, прибиране на реколтата Събиране: с 22-28% съдържание на влага Сушене при повредени зърна макс. За 13% съдържание на влага, температура на сушене: 60 C Царевица може да се обработва целогодишно! във формата, събрана през есента, по-късно изсушена до съдържание на влага 16%. Szabadegyháza някога е била дестилерия, след това ABE ферментация по-късно етанол. + производство на скорбяла и нишесте isosugar isosugar ефект на захар (смес от глюкоза и фруктоза) по-евтин от захарозата (глюкозо-фруктозен дизахарид) Hungrana (Agrana + Tate & Lyle + ADM) е една от първите компании в страната, които са приватизирани Пазарът на Европейския съюз -водещ производител на захар: стартира 200 т/ден, по-късно 300, след това 1300, 2000, сега почти 3500 т/ден годишно:> 1 млн. т. Селскостопански индустрии - скорбяла 12