Biotehnologii in industria amidonului

BIOTEHNOLOGII IN INDUSTRIA AMIDONULUI

Amidonul (polimer al α-glucozei) reprezinta cel mai important poliglucid de rezerva din plantele superioare. Are rol in hrana omului si animalelor, reprezentand principala sursa de glucide , alaturi de celuloza.

Se formeaza in plantele verzi , in cadrul procesului de fotosinteza. Din frunze amidonul este transportat la diferite organe ale plantei , unde se depoziteaza sub forma de granule.

Structura granulei de amidon.

Componente principale : amiloza si amilopectina (repartizate uniform in intreaga granula).

Alte componente : lipide , saruri minerale, esteri fosforici , compusi azotati etc.

Materia prima utilizata ca sursa de amidon : graul , porumbul , orezul , secara, orzul , ovazul, maniocul, fasolea , mazarea si bananele necoapte.

Prelucrarea biotehnologica a amidonului se refera la :

hidroliza amidonului prin care se obtin maltodextrine , siropuri de glucoza , siropuri de maltoza

obtinerea izosiropurilor si a trehalozei.

Biotehnologia amidonului s-a dezvoltat puternic o data cu utilizarea pe scara larga a preparatelor enzimatice ce contin α - Amilaze (extrase din malt-orz incoltit , Aspergillius oryzae, Bacillus subtilis ).

Amidonul este destul de rezistent la atacul enzimatic. Pentru usurarea acestui proces granulele de amidon sunt imbibate apoi gelatinizate cu cantitati mari de apa la 60-80 ⁰ C (cand se formeaza o pasta), dupa care are loc solubilizarea.

Hidroliza amidonului :

enzimatica

acida (cu formare de compusi nedoriti )sau

mixta (acida si entimatica).

Etapele hidrolizei:

- Dextrinizarea si zaharificarea

Dextrinizarea (lichefierea )amidonului reprezinta hidroliza acestuia sub actiunea α- Amilazelor bacteriene(provenite de la Bacillus subtilis, licheniformis, stearotermophillus). Hidroloza are loc la 67-69 ⁰ C (pe intreaga perioada de imbinare , gelatinizare si solubilizare). Inactivarea amoilazelor se face la 95 - 100 ⁰ C In urma hidrolizei se obtin maltodextrine si prehidrolizate.

Zaharificarea prehidrolizatelor reprezinta hidroliza dextrinelor pana la maltoza si apoi la glucoza . Produsii finali obtinuti utilizati ca indulcitori , sunt reprezentati de sirpurile de maltoza si glucoza.

pentru zaharificare se utilizeaza α- Amilaze fungice (provenite de la Aspergillus oryzae, Aspergillus niger ) sau β- Amilaze bacteriene ( Bacillus polymyxa, Bacillus circulans, Clostridium etc.)

zaharificarea dureaza 48-72 de ore . siropul brut este purificat ,filtrat , evaporat , demineralizat, sufera operatii de uscare cristalizare, centrifugare .

BIOTEHNOLOGIA IZOSIROPURILOR SI TREHALOZEI

Izosiropurile - inlocuiesc cu succes zaharoza :se utilizeaza la prepararea bauturilor racoritoare , a bauturilor alcoolice , a dulciurilor , a inghesatelor, a conservelor si in panifictie. Productia de izosiropuri este deosebit de dezvoltata in SUA , Japonia .Se produc anual aprox. 9-10 tone de izosiropuri.

a)     obtinerea izosiropurilor

din izomerizarea siropului de glucoza , sub actiunea glucoizomerazei cand o parte din glucoza se transforma in fructoza (izosiropul contine aproximativ 42-56% fructoza ).

Glucoizomeraze microbiene : Streptomyces grisefuseus , Streptomyces rubiginosus , Aspergillus missouriensis etc.

Etapele procesului tehnologic

Purificarea siropului de glucoza (dextroza) - decantarea siropului - filtrarea siropului - Demineralizarea siropului - Evaporarea - Sterilizarea - Trecerea prin coloana pt izomerizare-Acidifierea (pH= 4,5)-Decolorarea siropului - Filtrarea siropului .

Separarea fructozei de glucoza se poate face prin cristalizarea glucozei , precipitarea fructozatului ce Ca , consumarea glucozei prin fermentatie alcoolica , separarea cromatografica pe rasini schimbatoare de ioni etc.

Trehaloza

este un glucid format din doua molecule de glucoza , legate 1,1- glucozidic

poate inlocui alte glucide ,

protejeaza alimentele supuse uscarii,

mareste rezistenta termica a proteinelor.

Obtinerea trehalozei :

-Prin transformarea amidonului sub actiunea enzimelor produse de Rhizobium, Arthrobacter.

OPERATII DE BAZA ALE PRELUCRARII AMIDONULUI.