Ферментные препараты, используемые в отраслях пищевой промышленности перерабатывающих растительное сырье

В крахмало-паточной промышленности для получения кристаллической глюкозы, глюкозной и мальтозной паток с различной степенью осахаривания используют ферментные препараты - источники амилолитических ферментов полученных из различных источников микроорганизмов.

Предварительное разжижение 30 – 40 % - ных клейстеризованных растворов крахмала проводится препаратами бактериальной -ами­лазы, а осахаривание до глюкозы – с помощью глюкоамилазы. Использование этих препаратов позволяет получить продукт с выходом глюкозы до 95 – 99 %.

В спиртовом производстве для осахаривания крахмалосодер­жащего сырья солод, почти полностью, заменяют ферментными препаратами из микроорганизмов. Это позволяет не только сэконо­мить зерновое сырье, расходуемое на приготовление солода, но и увеличить выход спирта в среднем на 1,5 % за счет более полного гидролиза крахмала. Используют часто смесь поверхностных куль­тур Asp. оryzae и Asp. awamori, («амилоризин» – источник -ами­лазы и «глюкаваморин» - источник глюкоамилазы). Помимо препаратов полученных из поверхностных культур в спиртовом производстве используют и ферментные препараты из глубинных культур. Например, из Bacillus subtilis («амилосубтилин» - источник -ами­лазы).

В практике пивоваренных заводов используется сухая поверхностная культура плесневого гриба Asp. оryzae И – 476. Ферментный препарат в сочетании с хорошим ячменным солодом дает возможность перерабатывать до 50 % ячменной муки при производстве пива.

При производстве соков широко используются пектолитические ферменты, глюкозооксидаза и каталаза.

Применение пектолитических ферментов позволяет повысить выход виноградного сока на 3,5 – 6,0 %, а из слив, алычи, абрикос, персиков – на 25 – 30 %.

При приготовлении плодовых сиропов применяют и амилолитические ферменты для гидролиза крахмала находящегося в соке и снятия отрицательного влияния на процесс сгущения соков.

Тема: «Углеводы в сырье и продуктах питания»

Преобразование углеводов при технологической обработке сырья.

Углеводы при хранении пищевого сырья, его переработке в готовые продукты претерпевают разнообразные и сложные превращения. Они зависят от состава углеводного комплекса, условий (влажность; температура, рН среды), наличия ферментов, присутствия в перерабатываемых продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами (белки, липиды, органические кислоты и т. д.).

Из этих превращений наиболее часто протекают такие процессы как кислотный и ферментативный гидролиз ди- и полисахаридов, брожение моноз, меланоидинообразование и карамелизация.

Меланоидинообразование - это реакция протекающеся между редуцирующими сахарами и аминокислотами, пептидами и белками, приводящая к образованию тёмно- окрашенных продуктов- меланоидов.

Меланоидинообразование - окислительно - восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Механизм его сложен, реакция сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами. Скорость и глубина меланоидинообразования зависит от состава взаимодействующих продуктов, соотношения отдельных компонентов, рН среды, температуры, влажность.

Наиболее интенсивно меланоидинообразование протекает в нейтральной и щелочной средах. Образующиеся в ходе меланоидинообразования соединения (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид изовалериановый альдегид, диацетил и др.) принимают участие в формировании аромата и в какой- то степени вкуса готовых продуктов.

Реакция меланоидинообразования играет большую роль в процессах, происходящих при переработке пищевого сырья, и существенно влияет на качество готовых продуктов. Особенно интенсивно идут эти процессы при повышенных температурах. Глубоко зашедшая реакция меланоидинообразования при длительной выдержке вина – одна из причин изменения его первоначальных органолептических свойств.

Карамелизация сахара. Нагревание моно- и дисахаридов при температуре 100 ⁰C и выше приводит к изменению их химического состава, повышается ценность продуктов, увеличивается содержание редуцирующих веществ. Глубина этих процессов, а следовательно, и состав образующихся веществ зависит от состава сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия, рН среды, присутствия примесей.

Усвояемые и неусвояемые углеводы пищи; их биологическая ха­рактеристика

Углеводы по усвояемости в организме условно можно разделить на две группы: 1) усвояемые организмом человека (основные - глюкоза, фруктоза, галактоза, сахароза, мальтоза, декстрины, крахмал) и 2) неусвояемые - пищевые волокна или балластные вещества (целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые вещества). Из углеводов первой группы легче всего усваивается фруктоза и глюкоза, затем сахароза, мальтоза и лактоза после их гидролиза ферментами пищеварительного тракта до соответствующих моноз. Крахмал и декстрины усваиваются медленнее, предварительно должна пройти их деполимеризация - гидролиз до глюкозы..

Балластные вещества влияют на перистальтику кишечника, создавая необходимые условия в продвижении пищи по желудочно-кишечному тракту. Они способствуют выведению из организма холестерина, препятствует всасыванию ядовитых веществ. Недостаток балластных веществ способствует ожирению, развитию желудочно-кишечной болезни, сердечно-сосудистых заболеваний, с их недостатком связывают рост заболеваний раком толстой кишки.

Метаболизм углеводов в организме человека

У человека из углеводов перевариваются в основном полисахариды - крахмал и гликоген. Они полностью расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта до соответствующих их структурных блоков, а именно свободной D-глюкозы. Этот процесс начинается во рту во время пережёвывания пищи благодаря действию фермента амилазы, выделяемого слюнными железами. Амилаза слюны гидролизует многие из (14)-гликозидных связей в крахмале и в гликогене. При этом образуется смесь, состоящая из мальтозы, глюкозы и олигосахаридов. Переваривание крахмала, гликогена и других, усвояемых полисахаридов с образованием D-глюкозы продолжается и завершается в тонком кишечнике главным образом под действием амилазы поджелудочной железы, которая синтезируется в поджелудочной железе и поступает через проток поджелудочной железы в верхний отдел тонкого кишечника. Этот отдел тонкого кишечника с наиболее высокой пищеварительной активностью называется двенадцатиперстной кишкой.

Гидролиз дисахаридов катализируют ферменты, находящиеся в наружном крае эпителиальных клеток, выстилающих тонкий кишечник. Сахароза под действием сахаразы или инвертазы гидролизуется с образованием D-глюкозы и D-фруктозы; лактоза гидролизуется до D-глюкозы и D-галактозы под действием лактазы или-галактозидазы; в результате гидролиза мальтозы под действием мальтазы образуются две молекулы D-глюкозы.

В эпителиальных клетках, выстилающих тонкий кишечник, D-фруктоза, D-галактоза и D-манноза частично превращаются в D-глюкозу. Смесь всех этих простых гексоз поглощается эпителиальными клетками и доставляется кровью в печень.