Вспомогательные материалы

Вспомогательные материалы. Катализаторы инверсии.

Вещества, катализирующие расщепление сахарозы и крахмалов.

Инверсия, или инвертирование, сахарозы протекает по реакции

С₁₂Н₂₂0₁₁ + Н₂0 -» С₆Н₁₂О_е + С₆Н₎₂0₆

Сахароза              глюкоза    фруктоза

Реакция носит название инверсии, поскольку в ее результате меняется на­правление вращения плоскости поляризации. Если исходная сахароза вращает плоскость поляризации вправо, то полученная смесь моносахаридов — влево. Об­разующаяся в результате реакции смесь равных частей глюкозы и фруктозы носит название инвертного сахара, а водный раствор его — инвертного сиропа (см. прил. 2).

Инвертный сироп обладает высокой гигроскопичностью.

При снижении рН среды скорость инверсии резко возрастает. С увеличением концентрации сахарозы в сахарном растворе скорость инверсии уменьшается.

Катализаторами инверсии являются кислоты: неорганические (соляная, сер­ная) и органические (молочная, лимонная, винная, уксусная), а также фермент инвертаза.

Подбором типа катализаторов и сырья, концентрации катализатора, температу­ры и продолжительности процесса можно менять глубину протекания реакций рас­щепления крахмалов до декстринов, мальтозы, или до Б-глюкозы.

Огромное значение для пищевой промышленности имеют продукты расщепле­ния углеводов в присутствии разбавленных кислот. В качестве сырья используют крахмалы: кукурузный, рисовый, пшеничный, тапиоковый и картофельный. Про­дуктами частичного гидролиза являются порошки (декстрины, мальтоолигосахариды, мальтотриоза, мальтоза) и жидкости (глюкозные и мальтозные сиропы). Полный гидролиз крахмала протекает по реакции

(С₆Н_ш0₅) п + (я – 1) Н₂0 -> п • С₆Н₁₂0₆

крахмал                                       D-глюкоза

В качестве катализаторов расщепления углеводов чаще всего используют со­ляную и серную кислоты, иногда азотную и уксусную. Дозировка 0,1-0,3% в пере­счете на крахмал. Скорость реакции зависит от соотношения амилозы и амилопек- тина и от присутствия примесей. Линейные молекулы амилозы гидролизуются го­раздо медленнее разветвленных молекул амилопектина. Разные виды крахмала содержат различное количество примесей: белков, жиров и минеральных веществ. Кукурузный крахмал, содержащий незначительное количество фосфатов, гидро- лизуется быстрее других. Картофельный особенно богат остатками фосфорной кислоты, способными связывать катионы, поэтому гидролизуется труднее куку­рузного.

Ферменты и ферментные препараты

Ферменты — биологические катализаторы белковой природы, способные во много раз ускорять химические реакции, протекающие в животном и растительном мире. Ферменты имеют ряд достоинств перед небиологическими катализаторами. Во-первых, при ферментативном катализе реакции ускоряются на несколько по­рядков (от 10³ до 10⁹), во-вторых, большинство их отличается исключительно высо­кой субстратной специфичностью, в-третьих, ферменты катализируют реакции в мягких условиях: при нормальном давлении, температуре от 20 до 70 °С, рН от 4 до 9. В пищевой промышленности ферменты используются в виде ферментных препа­ратов, которые, как правило, представляют собой мультиэнзимные комплексы и со­держат помимо активного белка различные балластные вещества. Большое число ферментных препаратов получают в промышленном масштабе с использованием микроорганизмов — активных продуцентов соответствующих ферментов.