Министерство образования и науки рф

Московский государственный университет

Технологий и управления им. К.Г. Разумовского

Кафедра «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств»

Лабораторный практикум

ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

для студентов специальностей

260201, 260202, 260203, 260204, 260401

всех форм обучения

Москва – 2011

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

КИСЛОТНЫЙ ГИДРОЛИЗ КРАХМАЛА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Провести кислотный гидролиз крахмала в лабораторных условиях с контролем степени осахаривания крахмала и с последующей нейтрализацией серной кислоты.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ: Основными технологическими стадиями производства крахмальной патоки являются: гидролиз крахмала с последующей нейтрализацией кислоты, очистка сиропов и уваривание их до определенной плотности.

Из выше сказанного следует, что гидролиз крахмала - важная операция паточного производства. Крахмал гидролизуют в виде суспензии при температуре 100-150°С, применяя в качестве катализаторов соляную или серную кислоту.

Процесс гидролиза начинается с растворения крахмала, нарушается структура крахмальных зерен и образуется гомогенная масса. При дальнейшем воздействии кислоты происходит разрыв глюкозидных связей в молекуле крахмала с присоединением воды по месту разрыва связей.

Крахмал растворяется сравнительно быстро, гидролизуется же значительно медленнее, и, поскольку глюкозидные связи одновременно гидролизуются в различных частях молекул амилозы и амилопектина, то образуются декстрины различной молекулярной массы. В зависимости от молекулярной массы декстрины подразделяются на амило-, эритро-, ахро- и мадьтодекстрины. Конечным же продуктом гидролиза крахмала является моносахарид глюкоза.

Химизм кислотного гидролиза можно схематично выразить следующим уравнением (без учета промежуточных продуктов):

В процессе производства патоки важно правильно установить конец процесса осахаривания крахмала, который определяется составом готового продукта. Для контроля за ходом этого процесса используют йодную пробу. Известно, что йод дает характерную синюю окраску с крахмальным клейстером; однако в процессе гидролиза крахмала эта окраска меняется в зависимости от молекулярной массы образующихся продуктов.

Таблица1 - Зависимость окраски гидролизата от молекулярной массы образующихся продуктов

Степень полимеризации n	Цвет
n свыше 47 (крахмал)	голубой
при n=39-46 (амилодекстрины)	сине-фиолетовый
n=30-38 (амилодекстрины)	красно-фиолетовый
n=25-29 (эритродекстрины)	красный
при n=21-24 (эритродекстрины)	коричневый

При n меньше 20 окрашенный комплекс не образуется, в этом случае степень гидролиза определяют по восстанавливающей способности гидролизата.

При образовании ахро- и мальтодекстринов цвет йодного раствора от добавления гидролизата уже не изменяется и остается таким до конца гидролиза.

После проведения гидролиза до нужной степени осахаривания кислота нейтрализуется. Нейтрализация сиропов осуществляется либо мелом (при использовании серной кислоты для гидролиза), либо содой (если для осахаривания применялась соляная кислота). Полнота нейтрализации сиропов может быть проконтролирована по показателю рН сиропа.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ: Отвешивают 10 г крахмала с точностью до 0,1 г в фарфоровой чашке и размешивают его стеклянной палочкой с 30 см³ водопроводной воды, отмеренной мерным цилиндром. В коническую колбу на 200-250мл наливают 50 см³ воды и 1см³ концентрированной серной кислоты (плотность 1,84) и ставят на кипящую баню.

Когда раствор нагреется до 80-85 ⁰С, в него тонкой струйкой вливают крахмальную взвесь, непрерывно помешивая содержимое колбы для равномерной клейстеризации крахмала. Остаток крахмала в чашке ополаскивают 20 см³ воды и также выливают в колбу. Не вынимая из бани, колбу закрывают пробкой с обратным холодильником,

Для осуществления контроля осахаривания наполняют 10 пробирок на 2/3 объема водой, добавляют в каждую 1-2 капли 3%-ного раствора йода и в процессе проведения гидролиза через каждые 15 минут отбирают пробы стеклянной палочкой, внося их последовательно в приготовленные пробирки. Когда окраска в последней пробирке не будет изменяться от внесения сиропа, в гидролизате проводят нейтрализацию с целью прекращения осахаривания и перевода вредных минеральных кислот в нейтральные соли.

Расчет количества карбоната кальция для нейтрализации серной кислоты рассчитывают исходя из уравнения:

Однако практически при работе с картофельным и кукурузным крахмалом карбоната кальция берут на 25% больше рассчитанного количества. Навеску размешивают с небольшим количеством воды и осторожно приливают взвесь в колбу с гидролизатом. Контроль за нейтрализацией ведут по активной кислотности с помощью рН-метра или индикаторной лакмусовой бумаги (оптимальное значение рН, до которого должны быть нейтрализованы сиропы из картофельного или кукурузного крахмала при осахаривании минеральными кислотами равно 4,5-4,6).

Таблица 2 -Результаты проведенных исследований

№ пробы	Окраска гидролизата	Заключение о ходе гидролиза

ВЫВОД____________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________