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

Разработка технологии продуктов низкотемпературной биоконверсии нативного крахмала Папахин Александр Алексеевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

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

Папахин Александр Алексеевич. Разработка технологии продуктов низкотемпературной биоконверсии нативного крахмала: автореферат дис. ... кандидата Технических наук: 05.18.07 / Папахин Александр Алексеевич;[Место защиты: Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук].- Москва, 2016

Введение к работе

Актуальность темы. Одним из приоритетных направлений развития крахмалопаточной отрасли РФ является разработка новых, высокоэффективных технологий глубокой переработки растительного крахмалсодержащего сырья с целью расширения ассортимента получаемых крахмалопродуктов и повышения их качества.

В связи с интенсивным развитием биотехнологии и производства амилолитических ферментных препаратов нового поколения, обладающих высокой активностью, термостабильностью и устойчивостью к изменениям рН среды, в России и за рубежом возрос научный и практический интерес к исследованию действия ферментов, обладающих способностью катализировать реакцию гидролиза нативного (неклейстеризованного) крахмала при температуре ниже начальной точки клейстеризации, что открыло новые возможности для исследований в этой области.

В ФГБНУ ВНИИ крахмалопродуктов впервые в России проводятся исследования действия амилолитических ферментов на нативный крахмал различных видов с целью разработки новой технологии переработки, включающей процесс биоконверсии крахмала без предварительной клейстеризации при концентрациях суспензии, близких к промышленным. Это дает возможность, в отличие от традиционной схемы с клейстеризацией и разжижением крахмала, получать за один технологический процесс два востребованных в РФ продукта: ферментативно модифицированный пористый крахмал и глюкозный продукт высокой доброкачественности. Потребность страны в модифицированных крахмалах на 80 % обеспечивается за счет импортных поставок, кристаллическая глюкоза в России с 1994 г. не производится, потребность в ней (более 40 тыс. т) удовлетворяется только за счет импорта. Таким образом, исследования, направленные на разработку новой отечественной технологии переработки нативного крахмала методом низкотемпературной биоконверсии, являются актуальными.

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка

технологии переработки нативного крахмала методом низкотемпературной биоконверсии без предварительной клейстеризации, обеспечивающей получение новых видов крахмалопродуктов.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- скрининг ферментных препаратов для гидролиза крахмала;

исследование процесса низкотемпературной биоконверсии различных видов нативного крахмала с применением амилолитических ферментов;

разработка методики определения степени гидролиза при действии амилолитических ферментов на нативный крахмал в гетерогенной среде;

- разработка технологической схемы и параметров технологического
процесса переработки нативного крахмала методом низкотемпературной
биоконверсии;

исследование влияния степени гидролиза нативного крахмала на физико-химические и функциональные свойства продуктов низкотемпературной биоконверсии;

опытно-промышленные испытания и оценка экономической эффективности технологии низкотемпературной биоконверсии нативного крахмала.

Научная новизна. В результате выполненных исследований получены
новые данные о действии амилолитических ферментов на нативный
(неклейстеризованный) крахмал в процессе биоконверсии в гетерогенной водной
среде с высокой концентрацией сухого вещества и изменении структурных и
физико-химических свойств крахмала в зависимости от параметров

технологического процесса. Научно обоснован выбор фермента и вида крахмала
для осуществления низкотемпературной биоконверсии, обеспечивающей

получение модифицированного пористого крахмала и глюкозного сиропа.
Исследованы физико-химические и структурные свойства полученных продуктов
в зависимости от степени гидролиза нативного кукурузного крахмала.
Установлено, что получаемый при разделении гетерогенной реакционной среды
ферментативно модифицированный крахмал обладает повышенной

адсорбционной способностью по сравнению с исходным нативным крахмалом с сохранением структуры и формы зерен крахмала, а глюкозный сироп обладает высокой степенью доброкачественности – ГЭ 98-99 %, низкой цветностью и минимальным содержанием примесей.

Практическая значимость. Разработана технологическая схема и
технологический режим биоконверсии нативных зерновых крахмалов в
гетерогенной водной среде с получением ферментативно модифицированного
пористого крахмала и глюкозного продукта. Новизна разработанной технологии
подтверждена патентом РФ № 2528004 «Способ получения пористого крахмала и
глюкозного сиропа». Проведены испытания опытных образцов

модифицированного пористого крахмала с положительными заключениями о

возможности и перспективности его использования в пищевой промышленности. Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы для завода с суточной производительностью 15 т модифицированного крахмала и 15 т глюкозы составит 3,9 тыс. руб. на 1 т продукции.

Положения, выносимые на защиту:

- теоретическое и практическое обоснования использования видов крахмала
и амилолитических ферментов для получения новых видов крахмалопродуктов
путем биоконверсии в гетерогенной среде при температуре, ниже начальной точки
клейстеризации;

- оптимизация процесса низкотемпературной биоконверсии нативного
крахмала при использовании в качестве катализатора глюкоамилазы из Asp. niger;

- разработка параметров технологического процесса и технологической
схемы получения ферментативно модифицированного пористого крахмала и
глюкозного продукта;

- результаты анализа изменения физико-химических и структурных свойств
модифицированного пористого крахмала в зависимости от степени гидролиза.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы были
доложены, обсуждены и одобрены на Международной научно-практической

конференции «XIX International starch convention Moscow-Krakow» (г. Москва,
2012 г.); VI-ой конференции молодых ученых и специалистов институтов
Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции РАСХН
«Фундаментальные основы и передовые технологии в пищевой и

перерабатывающей промышленности» (г. Видное, 2012 г.); VII-ой конференции
молодых ученых и специалистов институтов Отделения хранения и переработки
сельскохозяйственной продукции РАСХН «Научный вклад молодых ученых в
развитие пищевой и перерабатывающей промышленности АПК»; Международной
научно-практической конференции «Биотехнология и качество жизни» (г. Москва,
2014 г.); II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и
аспирантов «Инновационные пищевые технологии в области хранения и
переработки сельскохозяйственного сырья» (г. Краснодар, 2014 г.);

Международной научно-практической конференции "Новые подходы, принципы и
механизмы повышения эффективности производства и переработки

сельскохозяйственной продукции" (г. Волгоград, 2014 г.); Международной научно-практической конференции «Импортозамещение продуктов глубокой переработки зерна и картофеля» (Московская область, п. Красково, 2014 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ; получен патент РФ на изобретение № 2528004.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 169 страницах, содержит 25 таблиц и 51 рисунок. Список литературы включает 141 наименование, в том числе 91 – зарубежных авторов.