ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ АКТИВНОСТІ ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТУ -АМІЛАЗИ В ПРОЦЕСІ РОЗРІДЖЕННЯ

Автор(и)

  • Катерина Данілова Інститут продовольчих ресурсів Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0001-6204-9975
  • Сергій Олійнічук Інститут продовольчих ресурсів Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0002-2885-6754
  • Оксана Заварзіна Інститут продовольчих ресурсів Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0003-3241-8463
  • Інга Кузнєцова Інститут продовольчих ресурсів Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0001-8530-2099
  • Роман Грушецький Інститут продовольчих ресурсів Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0002-1513-4015
  • Ірина Гріненко Інститут продовольчих ресурсів Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0002-7832-7578

DOI:

https://doi.org/10.31073/foodresources2022-18-06

Ключові слова:

кукурудза, крохмаль, гідроліз, ферментний препарат, α-амілаза, ферментативна активність, глюкоза, цукри

Анотація

Зброджування крохмалевмісної сировини у виробництві етилового спирту лімітується швидкістю ферментативного гідролізу декстринів, від чого залежить вихід етилового спирту з тонни сировини. Різні за природою складові крохмалю – амілоза і амілопектин - з різною швидкістю гідролізуються амілазами і потребують неоднакового набору амілолітичних ферментів. Метою роботи є дослідження динаміки активності ферментного препарату a-амілази в процесі розрідження крохмалевмісної сировини на прикладі кукурудзи. Об’єктом досліджень є стадія розчинення в процесі ферментативного гідролізу крохмалю кукурудзи. Предмет дослідження – кукурудза, ферментний препарат a-амілази, вуглеводний склад середовища. В роботі використовували загальноприйняті в спиртовій промисловості методи досліджень, активність a-амілази визначали колориметричним методом. Результати досліджень показали, що через 30 хвилин гідролізу активність альфа-амілази знижується на 6%, а в кінці процесу розрідження її активність складає тільки 19% від початкової. Встановлено, що основна кількість продуктів гідролізу крохмалю утворюється за першу годину розрідження – майже 41% до введеного крохмалю. Подовження процесу до трьох годин сприяє незначному збільшенню утворення цукрів. При цьому кількість глюкози як кінцевого продукту гідролізу крохмалю становить лише 16,7-19,1% від суми цукрів. Досліджено динаміку утворення цукрів під час ферментативного гідролізу крохмалю в залежності від кількості доданого розріджуючого ферменту. Визначено, що оптимальною дозою a-амілази є 1,5 од./г крохмалю, за якою утворюється 12,3 г цукрів, що складає 23% від введеного крохмалю, тобто майже повне оцукрення амілози. Встановлено, що на стадії розчинення крохмалю вуглеводний склад сусла представлений мальтозою і мальтодекстринами (3,5-3,9 г/100 см3), а вміст глюкози значно менший – до 1,18 г/100 см3. Основна кількість цукрів утворюється за першу годину тривалості процесу. Результати досліджень будуть використані для розробки ефективної схеми гідролізу біополімерів сусла ферментами амілазного комплексу на стадії розчинення крохмалю сировини.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Gulyik N. G., Zhushmаn А. І., Lаdur Т. А., Shtyrkоvа E. А. (1985). Krohmal i krohmaloprodukty. [Starch and starch products]. М: Аgrоprоmizdat, 238 s. [in Russian].

Ganti s Murthy, David B Johnston, Kent d Rausch, MT Tumdleson, Vijay Singh (2011). Starch hydrolysis modeling: application to fuel ethanol production. Bioprocess Biosyst Eng., 34 (7): 879-890.

Danіlоvа К., Оliynіchuk S., Grushetskyi R. (2020). Vykorystannya immobilizovanyh mikroorganizmiv v tehnologii brodinnya. [Use of immobilized microorganisms in fermentation technology] Prоdоvоlchі rеsursy. № 15. S. 91-101. Doi.org/10.31073/foodresources2020-15-10. [in Ukranian].

D. Apar, B. Ozbek. (2004). Alpha-amylase inactivation during corn starch hydrolysis process. Journal Process biochemistry., 39 (12): 1877-1892.

Van der Veen, S.Veelaert, Van der Goot, R.M. Boom. (2006). Starch hydrolysis under low water conditions: А conceptual process design. Journal of Food Engineering, 75 (2): 178- 186.

Tim Baks, Frans H.J. Kappen, Anja E.M.Janssen, Remko Boom. (2007). Towards an optimal process for gelatinization and hydrolysis of highly concentrated starch-water mixtures with alpha-amylase from B. licheniformis. Journal of Cereal science, 47 (2): 214-225.

W. Bialas, A. Czerniak, D. Szymanowska-Powalowska. (2014) Kinetic modeling of simultaneous saccharification and fermentation of corn starch for ethanol production. Journal Acta biochimical Polonica, 61 (1): 153-162.

Marynchenko V., Domaretskii V., Shyyan P. (2003). Technologiya spyrtu. [Alcohol technology] Vinnytsya. Podillya-2000, 496 s. [in Ukranian].

Ruhlyadeva А. P., Filаtоvа Т. G., Chеrеdnichеnkо V. S. (1979). Spravochnik dlya rabotnikov laboratoriy spirtovyh zavodiv [Handbook for laboratories worker of distilleries]. М: «Pischevaya promychlennost». 231 р. [in Russian].

Velikaya О. I., Suhоdоl V. F. (1983) Laboratornyi praktikum po kursu obshei tehnologii brodilnyh proizvodstv. Laboratory workshop on the course of general technology of the fermentation production]. М.: «Lеgkаya i pischevaya promychlennost», 307 р. [in Russian].

DSTU 4864:2007 Syrovyna krohmalevmisna dlya spyrtovogo vyrobnyctva. Меtоdy vyznachennya vologosti. [Starch-containing material for alcohol production. Methods for determination of moisture]. Derzhspozhivstandart Ukrainy. Kyiv, 2007. 14 p. [in Ukranian].

GSTU 46.045.2003 Zеrnо. Mеtоdy vyznаchеnnya umоvnоi krоhmаlystоstі [Grain. Methods for determination of conditional starchyness]. Мinistеrstvo аgrarnоi pоlіtyky Ukrаiny. Кyiv, 2004. 23 p. [in Ukranian].

SОU 15.9-37-241:2005 Preparaty fеrmеntnі dlya spyrtоvоgо vyrоbnyctvа. Mеtоdy vyznachannya аmіlоlіtychnоi аktyvnоstі. [Enzyme preparation for the alcohol production. Methods for determination of amylolytic activity]. Мinistеrstvo аgrarnоi pоlіtyky Ukrаiny, Кyiv, 2006. 26 p. [in Ukranian].

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-07-29

Як цитувати

Данілова, К., Олійнічук, С., Заварзіна, О., Кузнєцова, І., Грушецький, Р., & Гріненко , І. (2022). ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ АКТИВНОСТІ ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТУ -АМІЛАЗИ В ПРОЦЕСІ РОЗРІДЖЕННЯ. ПРОДОВОЛЬЧІ РЕСУРСИ, 10(18), 61–69. https://doi.org/10.31073/foodresources2022-18-06

Номер

Том 10 № 18 (2022): Продовольчі ресурси

Розділ

Технічні науки

Ліцензія

Автори залишаються повноправними власниками своїх робіт без будь-яких обмежень. Редакція отримує лише невиключне право на оприлюднення, розповсюдження та індексацію матеріалів.

Журнал суворо дотримується етичних норм і запобігає плагіату для захисту інтелектуальної власності.

Публікації у збірнику здійснюються на умовах міжнародної ліцензії Creative Commons CC BY-NC-ND 4.0.

Згідно з цією ліцензією, користувачі мають право вільно копіювати та розповсюджувати матеріали (у будь-якому форматі чи на будь-яких носіях) для навчання та наукових досліджень. При цьому обов’язковим є дотримання таких вимог:

  • Атрибуція: належне посилання на авторів, першоджерело та саму ліцензію.
  • Некомерційність: заборона використання матеріалів з метою отримання прибутку.
  • Без похідних творів: забороняється поширення змінених або перероблених версій оригінального тексту.

Збірник підтримує право авторів на самоархівування всіх версій статей (препринтів, постпринтів або опублікованих версій) в інституційних чи персональних репозитаріях. Доступ до таких матеріалів може бути відкритий негайно, за умови належної атрибуції статті у збірнику «Продовольчі ресурси» та дотримання умов ліцензії CC BY-NC-ND 4.0.