Способ замачивания зерна в производстве крахмала

 

Изобретение относится к крахмалопаточной промышленности. Способ предусматривает выдерживание зерна кукурузы в замочном растворе. Последний содержит мультиферментный комплекс "вискозим-L", в состав которого входят карбогидразы, и сернистую кислоту в концентрации 0,05-0,1%. Концентрация препарата в замочном растворе составляет 0,05-0,08%. Процесс замачивания ведут при рН 4,5-5,5 и температуре 40-45^oС в течение 28-48 ч. Изобретение обеспечивает увеличение выхода крахмала и снижение расхода сернистой кислоты.

Изобретение относится к области обработки сельскохозяйственных продуктов и может быть использовано при получении крахмала из кукурузы.

Известен способ замачивания зерна в производстве крахмала, предусматривающий выдерживание зерна в замочном растворе, содержащем сернистую кислоту, с введением в него источника молочно-кислых бактерий, в качестве которого используют кукурузный экстракт, выдержанный в течение 20-150 часов при 40-52 градусах Цельсия в количестве 5-250 л на 1 куб.м замочного раствора (СССР а. с. 1074905, МКИ С 08 В 30/02, 1984). Недостатком способа является большая продолжительность тепловой обработки кукурузного экстракта. Кроме того, использование мелочно-кислых бактерий в замочном растворе приводит к усложнению процесса замачивания, поскольку требует постоянного дополнительного контроля за уровнем кислотности среды.

Известен также способ замачивания зерна в 0,15-0,25%-ном растворе сернистой кислоты при температуре 45-55 градусов Цельсия в течение 40-55 часов (кн. "Технология крахмала и крахмалопродуктов" п/р Трегубова Н.Н. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, с. 470. Этот способ замачивания характеризуется недостаточно глубоким изменением структурно-механических свойств замачиваемого зерна, оказывающих непосредственное влияние на полноту выделения крахмала из перерабатываемого зерна. Остаточное количество крахмала в отходах производства (мезге) составляет существенную величину - 20-25% в расчете на сухие вещества мезги или 3-3,5% к сухому веществу зерна.

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип заявленному способу, является способ зерна в производстве крахмала, включающий выдерживание зерна в 0,15-0,25%-ном растворе сернистой кислоты при 45-55 градусах Цельсия в течение 8-12 часов, после чего зерно выдерживают в 0,01-0,10%-ном растворе ферментного препарата цитопектонигрина П10Х в течение 20-45 часов (СССР а.с. 1126602, МКИ С 08 В 30/02, от 1984).

Недостатком всех вышеописанных способов замачивания зерна, включая прототип, является относительно невысокий выход крахмала из замоченного зерна, а также большое содержание в замочном растворе сернистой кислоты, которая обладает достаточно высоким окислительно-восстановительным действием, вызывающим коррозию металла аппаратов, используемых для замачивания зерна. Сернистая кислота является непрочным в химическом отношении соединением: при нагревании она легко разлагается и большая ее часть переходит в окружающую атмосферу, ухудшая санитарно-гигиенические условия труда.

Технический результат изобретения заключается в увеличении выхода крахмала при замачивании зерна кукурузы при одновременном снижении потребления сернистой кислоты.

Это достигается тем, что способ замачивания зерна в производстве крахмала предусматривает выдерживание зерна в замочном растворе, содержащем сернистую кислоту и ферментный препарат. Из ферментных препаратов используют мультиферментный комплекс "вискозим-L", содержащий карбогидразы, при этом концентрация препарата в замочном растворе составляет 0,05-0,08%, а концентрация сернистой кислоты 0,05-0,1%. Процесс замачивания ведут при рН 4,5-5,5 и температуре 40-45 градусов Цельсия в течение 28-48 часов.

Сопоставительный анализ заявленного способа замачивания зерна с прототипом показывает, что он отличается тем, что из ферментных препаратов используют мультиферментиый комплекс "вискозим-L", содержащий карбогидразы, при этом концентрация препарата в замочном растворе составляет 0,05-0,08%, а концентрация сернистой кислоты 0,05-0,1%. Процесс замачивания ведут при рН 4,5-5,5 и температуре 40-45 градусов Цельсия в течение 28-48 часов.

Сравнение предложенного способа с другими известными техническими решениями того же назначения показывает, что использование 0,05-0,08-процентного раствора мультиферментного комплекса "вискозим -L" позволяет увеличить выход крахмала из замоченного зерна и при этом сократить количество применяемой в процессе замачивания сернистой кислоты: мультиферментный комплекс "вискозим-L", благодаря содержанию широкого спектра карбогидраз, обладает способностью расщеплять вещества, образующие клеточные стенки зерна, разлагает некрахмалистые полисахариды, что значительно облегчает высвобождение крахмала, содержащегося в растительных клетках зерна, т.е. обеспечивает достижение основной цели замачивания: разрыв и ослабление связей между оболочкой, зародышем и эндоспермом и разрушение боковой цементирующей прослойки, облегчая процесс разделения крахмала и белка. В этих условиях добавление в замочный раствор небольшого количества сернистой кислоты - в концентрации 0,05-0,1% - служит предотвращению возможного развития в замочном растворе вредной микрофлоры, позволяя поддерживать кислотность замочного раствора на требуемом уровне рН 4,5-5,5. Помимо упомянутых положительных свойств, применение ферментного комплекса "вискозим-L", благодаря отсутствию в нем существенной амидазной и липазной активности, позволяет более полно выделять в нативном виде полезные компоненты зернового сырья: крахмал, зародыш, клетчатку. Снижение процентного содержания сернистой кислоты в замочном растворе по сравнению с известными технологиями улучшает условия труда.

Проведенное сравнение дает основание утверждать, что предлагаемый способ решает поставленную перед изобретением задачу и превышает известный уровень техники.

Способ осуществляется следующим образом: зерна кукурузы выдерживают в замочном растворе, в качестве которого используют 0,05-0,08-процентный раствор мультиферментного комплекса "вискозим-L" и 0,05-0,1-процентный раствор сернистой кислоты, а процесс выдерживания зерна в замочном растворе проводят при температуре 40-45 градусов Цельсия в течение 28-48 часов. Предварительную обработку зернового сырья проводят при кислотности среды замочного раствора рН 4,5-5,5.

После окончания процесса замачивания фермент выводят с экстрактом, а зерно промывают и передают на дальнейшую переработку по технологии, принятой в крахмалопаточной промышленности.

Способ иллюстрируется примерами его выполнения.

Пример 1.

Зерно кукурузы замачивали в 0,05% растворе ферментативного комплекса "вискозим-L" и 0,05% сернистой кислоты в течение 40 часов при температуре 45 градусов Цельсия. При переработке замоченного зерна выход крахмала составил 65% при остаточном содержании связанного крахмала в мезге 19%.

Пример 2.

Зерно кукурузы замачивали в 0,05% растворе ферментативного комплекса "вискозим-L" и 0,1% сернистой кислоты в течение 30, 35, 40 и 45 часов при температуре 40 градусов Цельсия. Оптимальным временем замачивания явилось 40 часов, при этом выход крахмала составил 65%, а содержание связанного крахмала в мезге 18,9%.

Пример 3.

Зерно кукрузы замачивали в 0,05% растворе ферментативного комплекса "вискозим-L" и 0,1% сернистой кислоты в течение 40 часов при температуре 35, 40 и 45 градусов Цельсия. Оптимальной температурой замачивания явилось 40-45 градусов Цельсия. При этом выход крахмала составил 65,2%, а содержание связанного крахмала в мезге 19%.

Пример 4.

Зерно кукурузы взмачивали в 0,01, 0,05, 0,08 и 0,1% растворе ферментативного комплекса "вискозим-L" и 0,075% ернистой кислоты в течение 40 часов при температуре 40 градусов Цельсия. Наибольший выход крахмала 65,3% и наименьшее содержание крахмала 16% в мезге наблюдался при расходе ферментативного комплекса 0,08-0,1%.

Пример 5 (прототип).

Зерно кукурузы замачивали в 0,2%-ном растворе сернистой кислоты в течение 10 часов при температуре 50 градусов Цельсия, затем в 0,01%-ном водном растворе цитопектонигрика П10Х в течение 40 часов при температуре 40 градусов Цельсия. Выход крахмала составил 64,2% при остаточном содержании связанного крахмала в мезге 19,4%.

Формула изобретения

Способ замачивания зерна в производстве крахмала, предусматривающий выдерживание зерна в замочном растворе, содержащем сернистую кислоту и ферментный препарат, отличающийся тем, что из ферментных препаратов используют мультиферментный комплекс "вискозим-L", содержащий карбогидразы, при этом концентрация препарата в замочном растворе составляет 0,05-0,08%, а концентрация сернистой кислоты 0,05-0,1%, причем процесс замачивания ведут при рН 4,5-5,5 и температуре 40-45^oС в течение 28-48 ч.