Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Калмыков Валерий Николаевич

Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ
<
Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Калмыков Валерий Николаевич. Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.23 Москва, 2007 120 с., Библиогр.: с. 106-120 РГБ ОД, 61:07-1/1344

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор литературы 10

1.1. Топинамбур — перспективная сельскохозяйственная культура 10

1.2. Биохимический состав клубней топинамбура 12

1.3. Хранение топинамбура 18

1.3.1. Способы и режимы хранения топинамбура 18

1.3.2. Изменения в углеводном комплексе топинамбура при хранении 19

1.4. Получение этилового спирта из топинамбура 22

1.4.1. Экономическая эффективность производства этилового спирта из топинамбура 22

1.4.2. Способы подготовки тбпинамбура'ьгсбраживанию 23

1.4.2.1. Кислотный гидролиз инуййна топинамбура 23

1.4.2.2. Ферментативный гидролиз инулина топинамбура 25

1.4.2.3. Комплексные способы гидролиза инулина топинамбура 27

1.4.3. Сбраживание сусла из топинамбура 28

1.4.3.1. Использование различных рас дрожжей и других микроорганизмов для сбраживания сусла из топинамбура 29

1.4.3.2. Технологические режимы сбраживания 30

1.5. Выводы, цели и задачи исследования 33

2. Экспериментальная часть 36

2.1. Материалы и методы исследования 36

2.1.1. Материалы 36

2.1.2. Методы исследования 38

2.1.2.1. Анализ химического состава топинамбура 38

2.1.2.1.1. Определение массовой доли влаги 38

2.1.2.1.2. Определение массовой доли Сахаров 39

2.1.2.1.3. Определение массовой доли инулина 39

2.1.2.1.4. Определение массовой доли целлюлозы 40

2.1.2.1.5. Метод количественного определения пектиновых веществ (кальций-пектатный) 41

2.1.2.1.6. Титриметрический метод исследования качественной характеристики пектина 42

2.1.2.1.6.1. Определение массовой доли свободных и метоксилированных карбоксильных групп 42

2.1.2.1.6.2. Определение массовой доли ацетильных групп 44

2.1.2.1.6.3. Определение степени метоксилирования пектина 44

2.1.2.2. Методы контроля качества зрелой бражки 45

2.1.2.2.1. Определение концентрации спирта и действительного экстракта 45

2.1.2.2.2. Определение массовой концентрации растворимых углеводов 45

2.1.2.2.3. Определение массовой концентрации растворимых несбраживаемых углеводов 45

2.1.2.2.4. Определение титруемой кислотности 46

2.1.2.2.5. Определение содержания токсичных микропримесей газохроматографическим методом 46

2.1.2.3. Методы микробиологического контроля производства 47

2.2. Результаты исследований и их обсуждение 49

2.2.1. Исследование углеводного комплекса клубней топинамбура 49

2.2.2. Изменения в пектиновом комплексе топинамбура при хранении 53

2.2.3. Сравнительная характеристика способов подготовки топинамбура к сбраживанию 55

2.2.3.1. Гидролиз инулина топинамбура под действием инулиназ сырья и ферментного препарата ксилоглюканофоетидина Ш Ох 60

2.2.4. Сравнительная характеристика способов активации инулиназ топинамбура 67

2.2.5. Микробиологические аспекты применения антисептиков в технологии этанола из топинамбура 75

2.2.5.1. Влияние способов асептирования на микробиологическую чистоту сусла 75

2.2.5.2. Влияние способов асептирования сусла на физиологическое состояние спиртовых дрожжей 81

2.2.6. Исследование процесса сбраживания сусла из топинамбура 87

2.2.6.1. Сравнительная характеристика способов получения засевных дрожжей 87

2.2.6.2. Влияние расы дрожжей на сбраживание сусла из топинамбура.. 92

2.2.6.3. Показатели качества зрелой бражки 97

2.2.7. Принципиальная технологическая схема производства этилового спирта из топинамбура 106

Экономическая часть 111

Выводы 120

Список литературы

Введение к работе

Актуальность темы

В связи со значительными трудностями, которые испытывает спиртовая отрасль, особенно в последние годы, остро стоит проблема обеспечения производства сырьем. В настоящее время отечественные спиртовые заводы перерабатывают в основном зерно различных культур. Однако рынок продовольственного и фуражного зерна в стране ограничен, к тому же данный вид сырья имеет многоцелевой характер использования [3,4,13, 52].

Другое традиционное крахмалосодержащее сырье - картофель, отрасль перестала перерабатывать из-за экономической нецелесообразности (высокая стоимость при низкой крахмалистости).

Поэтому среди шести приоритетных научных направлений, определенных Концепцией развития науки и техники для спиртовой и ликеро-водочной отрасли на период до 2010 года, выделяют направление "Этиловый пищевой спирт из нетрадиционных видов сырья" [72].

К одному из таких видов принадлежит топинамбур. Это высокоурожайная сельскохозяйственная культура, неприхотливая к составу почв и технологии возделывания. В настоящее время в мировом земледелии топинамбур занимает 2,5 мл гектаров, он распространен во многих странах [41].

Топинамбур относится к инулинсодержащему сырью. Кроме преобладающих в количественном отношении потенциально доступных для сбраживания углеводов (инулина, инулидов, олигосахаридов, фруктозы) в нем имеется достаточно азотистых веществ, микро- и макроэлементов. Клубни богаты витаминами, в частности биотином, обладают активным комплексом ферментов, гидролизующих инулин.

Топинамбур, по мнению отечественных и зарубежных специалистов, является одним из самых дешевых видов сырья для спиртовой промыш ленности. Это весьма существенное его преимущество, так как спиртовая отрасль относится к материалоемким отраслям пищевой промышленности, в которой затраты на сырье и основные материалы составляют более 80% от общих затрат на производство [80].

Вместе с тем, клубни топинамбура из-за структурных свойств покровных тканей плохо сохраняются (в условиях буртового хранения не более 2-3 месяцев), а поэтому данный вид сырья может рассматриваться только как дополнительный. Кроме того, в отличие от зерна и картофеля, топинамбур содержит больше пектиновых веществ, то есть при классических схемах переработки данного вида сырья бражка будет характеризоваться значительным количеством метилового спирта.

Учитывая все вышеперечисленное, исследования по разработке научно-практических основ создания новой технологии этанола из топинамбура несомненно актуальны и перспективны, а их реализация в спиртовой промышленности позволит смягчить проблему обеспечения отрасли сырьем и одновременно получить значительный экономический эффект.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы является разработка энерго- и ресурсосберегающей технологии этанола из топинамбура, учитывающая все специфические свойства данного нетрадиционного вида сырья и экономические аспекты производства.

Поставленная цель потребовала решения следующих задач:

— исследовать пектиновый комплекс топинамбура и изменения, происходящие в нем, в процессе буртового хранения;

— провести сравнительную характеристику способов подготовки топинамбура к сбраживанию; — разработать способ активации инулиназ топинамбура, повышающий степень гидролиза фруктанов в процессе самоосахаривания сырья;

— провести сравнительную характеристику средств асептирования сусла из топинамбура, не подвергнутого термической обработке, с точки зрения микробиологической чистоты процесса и воздействия на спиртовые дрожжи;

— разработать оптимальный способ выращивания засевных дрожжей вида S. cerevisiae с учетом их применения для сбраживания нетрадиционного инулинсодержащего сырья;

— исследовать состав зрелой бражки, в том числе содержание в ней летучих примесей, в зависимости от способов подготовки сырья к сбраживанию, технологических режимов сбраживания, от свойств используемых спиртовых дрожжей;

— разработать новую высокоэффективную технологию этанола из топинамбура.

Научная новизна

Впервые изучены свойства пектина топинамбура и установлено, что он относится к высокоэтерифированному.

Исследованы изменения, происходящие в пектиновом комплексе при хранении сырья. Показано, что протопектин топинамбура переходит в растворимый пектин со снижением степени метоксилирования последнего.

Разработаны научные основы интенсификации процесса самоосахаривания сырья под действием собственных инулиназ топинамбура, посредством внесения в затор ионов Са+2.

Показано, что предлагаемый способ подготовки сырья к сбраживанию позволяет применять в технологии спиртовые дрожжи S. cerevisiae, не обладающие инулиназной активностью.

Установлены оптимальные составы сред для постадийного выращивания засевных дрожжей, в основе принципа приготовления которых лежит последовательное увеличение в них процентного содержания гидроли-зата сока топинамбура, что способствует привыканию дрожжей к нетрадиционному для них инулинсодержащему сырью.

Научно обоснована эффективность применения для асептирования сусла из топинамбура, не прошедшего термообработки, антибиотика низина, на основании которой разработан новый способ производства этанола из топинамбура, защищенный Патентом РФ №2161652.

Впервые исследован состав зрелой бражки из топинамбура на содержание летучих примесей. Установлено, что он зависит от способов подготовки сырья к сбраживанию, технологических режимов сбраживания, от свойств используемых спиртовых дрожжей.

Практическая ценность

Разработана высокоэффективная технология этилового спирта из топинамбура, позволяющая снизить энерго- и материалозатраты за счет:

— исключения из процесса стадии высокотемпературной обработки сырья для подготовки его к осахариванию;

— гидролиза инулина топинамбура под действием активированных ионами Са+2 собственных инулиназ сырья, взамен используемых для оса-харивания ферментных препаратов амилолитического комплекса;

— снижения потерь сбраживаемых углеводов;

— повышения качества бражки, а, следовательно, уменьшения материальных затрат на ректификацию.

Проведена опытно-промышленная проверка предлагаемой техноло гии переработки клубней топинамбура осеннего сбора в этанол в условиях Бежецкого спиртового завода (в настоящее время - ОАО "Алвист").

Рассчитан экономический эффект от внедрения технологии этилового спирта из топинамбура при условии работы Бежецкого спиртового завода на данном виде сырья в течении 3-х месяцев, который составил 6,0 млн. рублей. 

Способы и режимы хранения топинамбура

Традиционным способом хранения корнеплодов используемых в качестве сырья в спиртовом производстве, является буртовое хранение.

В работе [82] приводятся результаты исследований по хранению топинамбура сорта Киевский белый в бурте. Средняя температура хранения 4 С, продолжительность — 128 суток. Авторами установлено, что после 3-х месяцев хранения масса топинамбура снижается примерно на 9%, причем за счет потери Сахаров только на 1,1% (суточные потери сахара составляют 0,003—0,025%). Дальнейшее хранение сопровождается увеличением доли загнивших клубней (до 37,3%) и возрастанием потерь.

К нетрадиционным способам хранения топинамбура относят хране ниє с использованием полиэтиленовых упаковок [28, 63, 104, 116], в регулируемой газовой среде (РГС) [116, 118], а также способы хранения с использованием холода [51].

Для определения оптимального температурного диапазона хранения клубней в работе [28] исследовали их теплофизические характеристики: удельную теплоемкость и теплопроводность. Установлено, что при температурах хранения от 0 до 5С удельная теплоемкость клубней топинамбура изменяется незначительно (4,8—4,9 кДж/кгК), то есть в клубнях не проходят интенсивные биохимические и физиологические процессы, вызывающие потерю топинамбуром воды и сухих веществ. Теплопроводность клубней при указанных температурах имеет сравнительно высокие значения (0,44—0,48 Вт/м-К), что уменьшает вероятность их локального самосогревания. Исследования проводились с использованием упаковки из полиэтилена марки "С" (пищевая) со встроенными газоселективными мембранами (ГСМ).

Однако, хранение топинамбура при температурном режиме 0—4С без защитной пленки приводила к значительной потере клубнями влаги. В течение одного месяца хранения убыль массы достигала 12% [51]. Гидроорошение позволило сократить потери, но лишь до 8%. Наименьшая усушка была отмечена для образцов, хранившихся при близкриоскопических температурах (минус 3—5 С).

Вопросам, связанным с изменениями, происходящими в углеводном комплексе (инулин, инулиды, фруктоза) топинамбура при хранении, посвящено много работ [26, 49, 54, 103, 104, 112].

Давно известно, что в клубнях топинамбура в период зимнего хране ния (при естественных условиях в почве) углеводы претерпевают глубокие превращения [49]. Они касаются прежде всего инулина и сопутствующих ему полифруктозанов, которые при хранении гидролизуются, поэтому в соке, выделяемом из клубней, хранившихся после декабря, практически невозможно идентифицировать инулин.

Кохана Б.М., Арасимович Б.В. [49], изучая качественные и количественные изменения, происходящие в углеводном комплексе топинамбура осеннего сбора при его хранении, установили влияние температурного фактора на глубину процессов деполимеризации фруктозанов. Они показали, что при холодном хранении (температура 1—3С) распад инулина и сопутствующих полифруктозанов идет в основном до низкомолекулярных соединений типа сахарозы, три-, тетра- и пентасахаридов. В клубнях, прошедших теплое хранение (температура 18—20 С), олигосахариды с СП 5 количественно преобладали над низкомолекулярными, хотя и в данном случае содержание их возрастало по сравнению с исходными.

Другими исследователями [103, 104] также установлено, что в процессе хранения топинамбура осеннего сбора наблюдается почти один и тот же характер течения биохимических процессов, а именно деполимеризация высокомолекулярных фруктанов с образованием низкомолекулярных. Авторами получены корреляционные и ковариационные матрицы аппроксимирующих функций, характеризующие изменение высокомолекулярных и низкомолекулярных фруктанов топинамбура в зависимости от условий его хранения.

Хранение топинамбура весеннего урожая наоборот стимулирует ре-синтез высокомолекулярных углеводов (ВМФ). Их количество увеличивается на 37% [112]. В работе фракционный состав углеводного комплекса топинамбура исследовали методом гель-хроматографического разделения на колонке с сефадексом Г-25 [114].

Комплексные способы гидролиза инулина топинамбура

Гидролиз инулина до фруктозы, кроме кислотного, может быть осуществлен ферментативным способом. С точки зрения выхода и качества продукта последний более перспективен.

Существует значительное количество разработок, посвященных получению и применению инулин-расщепляющих ферментов — инулаз (ину-линаз), продуцентами которых являются микроорганизмы из разных групп: мицелиальные грибы родов Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Trichoderma, дрожжи Kluyveromyces и другие.

Возможности применения ферментативного гидролиза для производства натуральных продуктов из клубней топинамбура показаны венгерскими специалистами [134]. По их мнению из топинамбура могут быть получены следующие продукты: неочищенный концентрат; очищенный концентрат фруктозы, подобный меду, содержащий 75—85% фруктозы (ионообменной очисткой); очищенный фруктозный сироп (96—98% фруктозы); кристаллическая фруктоза. Обсуждены разные технологии ферментативно го гидролиза инулина.

С целью получения активных продуцентов инулиназ в Воронежской государственной технологической академии проверены более 40 штаммов микромитетов родов Aspergillus, Rhizopus, Penicillium. Отобран штамм, обладающий высокими инулиназной и инвертазной активностями. Определены источники углерода и азота, добавление которых в питательную среду обеспечивает максимальный синтез фермента [68].

Способ получения инулазы с помощью гриба Asp. niger запатентован с США японской фирмой [95]. Эндоинулазу получали культивированием продуцента Asp. niger М(Т)114 при температуре 25—30 С, являющейся оптимальной для данного штамма, в течение 2—7 суток.

Во Франции получена инулиназа из нового вида плесени Penicillium rugulosum [137]. Гриб выделен из корней георгина, продуцирует активный фермент, гидролизующий инулин. Препарат неочищенного фермента (29— 32 ед/мг по СВ) быстро гидролизовал инулин в суспензии и экстракте топинамбура.

По литературным данным большинство инулиназ грибного происхождения имеют оптимум действия в пределах рН=4,0—5,5 и температуре 40—55 С [53, 75, 126, 145, 149]. Однако, инулиназа, выделенная из гриба Asp. awamori BKMF—808, отличается термостабильностью, что дает ряд преимуществ при осуществлении ферментативного гидролиза инулина. Так, по мнению авторов [67, 74], применение повышенных температур позволяет использовать более высокие концентрации инулина и препятствует микробному разложению фруктозы. Предложенный фермент и разработанные условия его применения обеспечивают высокую степень расщепления инулина (97—98%).

В Московском государственном университете пищевых производств на протяжении ряда лет проводились исследования с штаммом гриба Asp. foetidus. Установлено, что он является активным продуцентом инулиназ, оптимальные условия действия которых лежат в пределах рН=4,5—5,0, температура — 55 С [48]. Разработана технология получения фруктозы из топинамбура путем ферментативного гидролиза экстракта топинамбура инулиназой из Asp.foetidus [98]. Фермент достаточно термостабилен и имеет оптимум действия в зоне температур и рН, совпадающей с зоной наибольшей стабильности молекулы фруктозы [79].

В продолжении данных исследований разработан и защищен авторским свидетельством штамм гриба Asp. foetidus ВКПМ Г-406 [126]. Штамм получен путем направленной селекции исходного штамма Asp. foetidus М-51 с применением мутагенов. При глубинном культивировании штамм синтезирует активную систему ферментов — инулиназу, ксиланазу, целло-биазу, Р-глюкозидазу. Активность инулиназы 250—260 ед/г.

При исследовании ряда отечественных ферментных препаратов по способности гидролизовать инулинсодержащее сырье установлено, что наибольшей инулиназной активностью обладают пектофоетидин ШОх, ксилоглюканофоетидин ШОх и интертаваморин ШОх [2].

Определение массовой доли инулина

Определение целлюлозы в топинамбуре проводили по методу А.И.Ермакова [65]. Метод основан на окислении и растворении различных веществ, сопутствующих клетчатке, при обработке ее HNO3 в этиловом спирте и водном растворе щелочи.

В колбу емкостью 200—300 мл помещают 10 г измельченного растительного продукта, добавляют 50 мл смеси спирта и азотной кислоты (в соотношении 4:1). Колбу соединяют с обратным холодильником и помещают на кипящую водяную баню на 1 ч. По окончании нагревания осадку дают осесть, раствор декантируют на стеклянный фильтр и отсасывают. Фильтр перед фильтрованием предварительно подсушивают. К осадку, оставшемуся в колбе, прибавляют еще 50 мл смеси спирта с кислотой и снова нагревают 30 мин. После второй декантации через тот же стеклянный фильтр осадок в колбе промывают маленькими порциями 96%-ного этилового спирта. Затем к промытому осадку в колбе прибавляют 50 мл 1,25%-ного раствора щелочи и смесь нагревают. Щелочной раствор с осадком переносят на стеклянный фильтр, отсасывают и промывают два раза по 10— 15 мл дистиллированной водой и 1—2 раза 96%-ным этиловым спиртов. Стеклянный фильтр с клетчаткой сушат до постоянной массы при 105 С. Количество клетчатки рассчитывают (в %) по разности между массой фильтра с осадком целлюлозы и массой сухого фильтра.

Первой операцией при определении массовой доли пектиновых веществ в растительном сырье является извлечение и перевод их в растворенное состояние [35, 125].

Для этого измельченный топинамбур растирают в ступке до однородной массы, количественно переносят в колбу дистиллированной водой с температурой 40 С (гидромодуль 1:1) и проводят экстракцию при 40 С в течении 30 минут. По истечении этого времени содержимое колбы отфильтровывают. Операцию повторяют при гидромодуле 1:0,5. Полученные экстракты собирают в мерную колбу и доводят до метки дистиллированной водой. Образуется Раствор I, который содержит пектин.

Для определения массовой доли в топинамбуре протопектина остаток на фильтре измельченного растительного материала заливают 0,3 Н раствором НС1, переносят в коническую колбу, закрывают колбу пробкой с обратным холодильником и выдерживают 30 мин на кипящей водяной бане. После гидролиза раствор фильтруют. Фильтр вместе с остатком растительного материала переносят в колбу, заливают 1%-ным раствором лимоннокислого аммония и помещают на кипящую водяную баню на 30 мин, затем фильтруют.

Жидкие фазы после первой и второй фильтрации объединяют, переносят в мерную колбу и доводят до метки дистиллированной водой. Образуется Раствор II, который содержит протопектин.

Кальций-пектатный метод основан на осаждении пектиновых кислот в виде кальциевых солей и учета их весовым способом. Это один из наибо лее точных методов. Им можно определить отдельно растворимый пектин и протопектин.

Для омыления пектиновых веществ к 50 мл исследуемого раствора прибавляют равный объем 0,4%-ного раствора NaOH и оставляют на 8—10 часов при комнатной температуре. По истечении этого времени раствор подкисляют тем же объемом 1 Н-ной уксусной кислоты. Образовавшиеся пектиновые кислоты осаждают 50 мл 11,1%-ного раствора СаСЬ. Полученный осадок пектата Са отфильтровывают через заранее высушенный до постоянной массы фильтр. Осадок на фильтре промывают 0,5%-ным раствором СаСЬ, после этого многократно холодной дистиллированной водой для удаления ионов хлора. Фильтр с осадком переносят в бюкс и сушат до постоянной массы при 100—105 С. Массу осадка, полученную из разности между массой бюкса с фильтром и осадком пектина после сушки и массой бюкса с фильтром (до фильтрования осадка), умножают на 0,9235 и тем самым осуществляют пересчет на пектовую кислоту.

Для спиртовой промышленности важно знать не только массовую долю растворимого и нерастворимого пектина, содержащегося в топинамбуре. Необходимо иметь сведения о качественной характеристике пектиновых веществ сырья, в частности степени метоксилирования пектина.

Изменения в пектиновом комплексе топинамбура при хранении

Динамику изменения инулина, его фракций в процессе хранения топинамбура исследовали многие авторы [26, 49, 54, 103, 104, 112]. Они ус тановили, что под действием собственных инулиназ сырья в топинамбуре протекают процессы деполимеризации инулина, сопровождающиеся накоплением низкомолекулярных соединений, в том числе, фруктозы. С точки зрения спиртовой промышленности при хранении состав сырья (по данному показателю) улучшается.

Сведения об изменении пектиновых веществ в процессе хранения топинамбура весьма ограничены и противоречивы [49]. Кроме того, они относятся к так называемому "естественному" хранению, то есть перезимовке клубней в почке и характеризуются только соотношением пектина и протопектина.

В нашей работе клубни топинамбура (образцы I и III) закладывали на хранение, имитирующее буртовое. Отбор проб проводили через 1, 2 и 3 месяца. Анализировали количественное содержание пектина и протопектина, а также степень метоксилирования пектина. Исследования проводили в соответствии со схемами, представленными на рис. 2-3. Экспериментальные данные обобщены в табл. 4.

Из полученных данных видно, что в процессе хранения топинамбура идет снижение массовой доли протопектина с одновременным повышением массовой доли пектина. Данная закономерность обнаружена для двух образцов. Содержание растворимого пектина возрастает к концу срока хранения в 2,5-3 раза.

Причем, можно отметить, что суммарное значение пектина и протопектина также незначительно возрастает с 2,4% до 2,73% для образца I и с 2,47% до 2,89% для образца III. Вероятно, в процессе хранения происходит распад сложных соединений, в которых пектиновые вещества связаны с другими веществами клеточной оболочки.

Установлено, что при хранении топинамбура снижается степень метоксилирования пектина с 79,50% до 69,85% для образца I и с 66,10% до 60,22% для образца III.

Это может быть следствием действия пектинметилэстеразы, либо более низкой степенью метоксилирования пектиновых веществ, входящих в протопектин.

В целом, процесс хранения топинамбура сопровождается накоплением в сырье растворимого пектина, что усложняет переработку клубней и повышает требования к режимным параметрам технологии.

При разработке новой энерго- и ресурсосберегающей технологии этанола из топинамбура на первом этапе работ необходимо было провести сравнительную характеристику способов подготовки сырья к сбраживанию и установить закономерности изменения углеводного комплекса топинам бура в процессе обработки на стадии получения сусла.

С целью контроля за изменениями, происходящими в углеводном комплексе топинамбура в процессе его обработки была предложена схема выделения и исследования фракционного состава углеводов (рис. 4), позволяющая количественно по содержанию редуцирующих веществ определять следующие фракции: Фракция І (ФІ) — редуцирующие свободные сахара; Фракция II (ФП) — олигосахариды и низкомолекулярные фракции инулина; Фракция III (ФШ) — высокомолекулярные фракции инулина.

Все известные в литературе методы, направленные на изменение углеводного состава топинамбура в сторону процентного повышения в нем низкомолекулярных компонентов, а данная цель должна быть решена и в поставленных перед нами задачах, можно сгруппировать на осуществляемые с помощью: — кислотного гидролиза; — механической деструкции; — ферментативного гидролиза.

При рассмотрении первого способа были проведены исследования и установлена динамика изменения содержания отдельных фракций углеводов, образующихся при гидролизе топинамбура под действием раствора H2SO4 (по литературным данным вид кислоты практически не влияет на степень гидролиза [21]).

Кислотный гидролиз проводили при значениях рН 2-2,5, т.е. более низких чем предельно допустимые в спиртовом производстве (использование таких сред ведет к необходимости в дальнейшем нейтрализовать сусло).

Похожие диссертации на Массовый состав первичного космического излучения в районе излома по данным установки ШАЛ МГУ