Ферментативный гидролиз экструдированного кукурузного крахмала в условиях высокой концентрации среды

Одним из направлений технологического развития процессов биоконверсии крахмалсодержащего сырья в пищевой промышленности является повышение концентраций перерабатываемых жидких сред, что способствует снижению операционных издержек, тепло- и энергозатрат и повышает эффективность использования емкостного оборудования. Перспективным является внедрение в процессы биоконверсии термопластической экструзии как стадии предподготовки, обеспечивающей интенсивную клейстеризацию крахмала при влагосодержании 15-30 %, что стало предпосылкой к разработке экструзионно-гидролитической технологии получения концентрированных гидролизатов крахмалсодержащего сырья. В рамках развития технологии проведены исследования влияния основных факторов биокатализа на образование продуктов гидролиза и реологические свойства высококонцентрированных гидролизатов экструдатов кукурузного крахмала. В качестве исследуемых управляющих факторов были приняты дозировка термостабильной α-амилазы и концентрация среды. Уровни варьирования факторами были установлены в интервале 5-13 ед. АС/г крахмала, концентрация сухих веществ 40-60 % в соответствии с планом центрального ортогонального композиционного планирования эксперимента. Значение декстрозного эквивалента в области исследуемого факторного пространства изменялось от 23 до 40, динамическая вязкость от 89 до 2219 мПа·с. Анализ результатов и математической модели показал, что увеличению декстрозного эквивалента в продуктах гидролиза способствует снижение концентрации среды и повышение дозировки α-амилазы, при этом динамика прироста значения декстрозного эквивалента падает с превышением дозировки ферментного препарата 9 ед. АС/г крахмала. Реологические исследования показали, что дозировка α-амилазы 1-13 ед. АС/г крахмала при 40 % концентрации среды обеспечивает достаточные для последующих стадий переработки гидролизата значения динамической вязкости 89-780 мПа·с. Увеличение концентрации до 50-60 % требует внесения α-амилазы более 5 ед. АС/г крахмала для обеспечения реологически безопасного технологического процесса.