Товарознавство цукру, меду, кондитерських виробів - Сирохман І.В. - Глюкоза

Глюкоза - кінцевий продукт гідролізу крохмалю. Для виробництва харчових продуктів використовують глюкозу кристалічну і харчову.

Глюкоза кристалічна. В залежності від умов кристалізації може бути одержана з розчинів у гідратній (С₆Н₁₂О₆ · Н₂О) і ангід-ритній (С₆Н₁₂О₆) формах. Крохмаль, що використовується для виробництва глюкози, повинен містити мінімальну кількість білкових домішок. Гідроліз крохмалю здійснюється кислотно-ферментативним або подвійним ферментативним методом. Перед ферментативним оцукрюванням розріджують крохмальний клейстер з частковим гідролізом поліцукридів крохмалю. Для прискорення процесу використовують соляну кислоту (0,3-0,4 % сухих речовин крохмалю) або фермент (амілосубтилін ГІОх; а-амілоза). Ферментне розрідження крохмалю дозволяє одержати 98 % продуктів гідролізату, з яких 94 % глюкози, тоді як кислотним - відповідно 94 і 92 %.

Для оцукрювання розрідженого крохмалю використовують препарати очищеної глюкоамілази: глюконігрін ГІОх і глюкоаза-морін Г20х, які каталізують розчеплення а-1,4 - глюковидних зв'язків, починаючи від нередукуючого кінця поліцуридного ланцюга, у 15 разів слабкіше каталізує цей фермент розщеплення а-1,6 - зв'язків.

Після завершення гідролізу, фермент інактивують, а глюкозний сироп очищують нейтралізацією, фільтруванням, обробкою активованим вугіллям і повторним фільтруванням.

Очищений сироп випаровують в умовах пониженого тиску до концентрації 54-56 %, обробляють свіжим активованим вугіллям, фільтрують і виварюють у вакуум-апаратах до концентрації 74,5-75 %. Після його охолоджують і направляють у каталізатор.

Кристалізація глюкози залежить від її концентрації в сиропі, наявності олігоцукридів, мінеральних речовин, переважно 1ЧаС1, азотних речовин та інших. Співвідношення між редукуючими цукрами і глюкозою залежить від способу гідролізу крохмалю. Наприклад, за кислотного гідролізу частка редукуючих речовин складає 90 %, у тому числі глюкози 85 % сухих речовин сиропу, тоді як за кислотно-ферментативного - 96 і 93 %, а за подвійного ферментативного - 98 і 95 %. В залежності від температури розчину глюкоза знаходиться в гідратній (15-45°С) або ангідридній (50-80°С) формі. В насичених і перенасичених розчинах у стані рівноваги міститься 36-37 % а-глюкози і 63-64 % Р-глюкози. За температури 25°С а-глюкоза має розчинність 30,2 %, Р-глюкоза - 72 %.

На швидкість кристалізації глюкози впливають такі фактори: концентрація глюкози в сиропі, температура, в'язкість сиропу, величина і кількість кристалів, інтенсивність переміщування, наявність домішок.

Високе перенасичення погіршує якість глюкози, сприяє утворенню неоднорідних кристалів, які важко відділяються на центрифугах від міжкристального розчину.

Кристалізацію розчину проводять, знижуючи температуру ут-фелю (суміш кристалів глюкози і міжкристального розчину) з 44 до 24°С, що забезпечує підтримання відповідних коефіцієнтів перенасичення.

Із збільшенням в'язкості сиропу швидкість дифузії глюкози знижується, збільшується товщина нерухомого шару біля граней кристалу. Це приводить до зниження швидкості кристалізації глюкози.

Сповільненню кристалізації сприяють також деякі поверхнево-активні речовини, які, адсорбуючись на поверхні кристалів, перешкоджають відкладанню на них глюкози.

Процес кристалізації глюкози проходить нормально, коли для затравки використовують 20-30 % готового утфелю. Швидкість кристалізації із внесенням дрібних кристалів буде вища, але під час центрифугування від них важче відділяється міжкристальний розчин. Тому стараються одержати утфелі з однорідними кристалами середнього розміру в кількості близько 45 %. За більш високої концентрації, внаслідок перемішування утфелю, кристали починають перетиратись. Інтенсивне переміщування сиропу із затравкою скорочує тривалість кристалізації.

В умовах швидкого переохолодження утфеля можуть випасти дрібні кристали ("мука"). Готовий утфель являє собою розсипча-сту масу, що іскриться в процесі легкого перемішування.

Для виділення міжкристального розчину утфель направляють на центрифугування. Добре очищуються великі кристали глюкози правильної форми. Після відділення першого відтоку кристали глюкози промивають у барабані центрифуг конденсатом або пом'ягченою водою. Коли розчин, що виходить з центрифуги (другий відтік), стає майже безбарвним, промивання припиняють. Пробілена глюкоза має вологість 13-15 %, у тому числі 10 % вологості кристалізаційної і 3-5 % - поверхневої.

Кристали гідратної глюкози сушать теплим повітрям (50- 55°С), що подається в барабанну сушарку. Більш високе нагрівання (60°С) може привести до плавлення кристалів. Гідратну глюкозу сушать до вологості 8,5-9 %, потім просіюють, пакують у внутрішній багатошаровий паперовий і зовнішній чистий мішок з тканини масою нетто по 40 кг. Зберігають на складах з відносною вологістю повітря не вище як 75 %.

Глюкозу гідратну випускають у вигляді білого кристалічного порошку, що проходить крізь сито з отворами діаметром 1,5 мм. Вона повинна мати солодкий смак, без стороннього присмаку. Розчин 20 г глюкози у 100 см³ води повинен бути прозорим, може мати легку опалесценцію. Вологість не повинна перевищувати 9 %; вміст редукуючих речовин у перерахунку на суху речовину - 99,5 %; вміст золи у перерахунку на суху речовину - не більше як 0,07 %; заліза - 0,004 %. Не допускається наявність вільних мінеральних кислот, миш'яку, солей важких металів (міді, олова, свинцю).

Розроблений спосіб отримання глюкози із целюлозовмісної сировини, переважно відходів пивного виробництва. Для цього використовують ячмінну або рисову дробину, яку направляють на екструзію. Отриманий екструдат піддають гідролізу ферментними препаратами Asp. Mix В 2000 або В 1 mix або целовірідином Г20 х.

Глюкозу кристалічну використовують у медичній, харчовій та інших галузях промисловості. Строк зберігання її 1 рік.

Глюкоза харчова. На відміну від кристалічної готують, невідділяючи міжкристалічну рідину. Утфель заливають у форми, де він твердіє протягом 3 діб за температури 10-15°С. За цей час глюкоза частково підсихає і вологість її досягає 10-11 %. Одержаний твердий моногідрат глюкози подрібнюють, порошок просіюють, підсушують у сушарці повітрям до вологості не вище, як 9 % і пакують. Готовий продукт у вигляді білих кулькопо-дібних частинок моногідрату глюкози (не нижче 85 %) використовується для виготовлення кондитерських виробів, безалкогольних напоїв, морозива тощо.