Syropy glukozowe i fruktozowe

HYDROLIZA SKROBI

Skrobia jako biopolimer zbudowany z powtarzających się jednostek
glukozowych ulega, podobnie jak dwucukry i inne oligosacharydy,
reakcjom hydrolizy.
Pod nazwą tą rozumie się rozpad wiązania glikozydowego w
środowisku wodnym w obecności katalizatorów kwasowych
(hydroliza kwasowa) lub enzymatycznych (hydroliza
enzymatyczna) połączony dodatkowo z przyłączeniem cząsteczki
wody do każdego zhydrolizowanego wiązania.

Reakcja hydrolizy kwasowej skrobi prowadzi do jej depolimeryzacji
z utworzeniem D-glukozy oraz wytworzeniem szerokiej grupy
produktów
pośrednich zawierających więcej niż jedną cząsteczke glukozy
(disacharydy np. maltoza, dekstryny itp.).

ENDOAMYLAZY

a-amylaza, 4-glukanohydrolaza-a-1,4-
glukanu - EC 3.2.1.1

Enzymy z tej grupy umożliwiają hydrolizę
wiązań a-1,4-glikozydowych zarówno w
amylozie jak amylopektynie a nie są
aktywne w stosunku do wiązań a-1,6- (np.
w amylopektynie).

Produktami hydrolizy w tym przypadku są
oligosacharydy posiadające konfguracją a
przy węglu C1. Enzymy te działają w środku
łańcucha polimerowego co powoduje
gwałtowny spadek lepkości
hydrolizowanego kleiku skrobiowego.

Znane są dwa rodzaje a-amylazy:
termostabilna i termolabilna. a-amylaza
termostabilna jest enzymem pochodzenia
bakteryjnego.

EGZOAMYLAZY

g-amylaza, 4-glukanoglukohydrolaza-a-1,4-glukanu,
glukoamylaza;
EC 3.2.1.3

Glukoamylaza zwana także g-amylazą umożliwia
wysoce efektywną reakcję hydrolizy wiązań a-1,4-
glikozydowych z wytworzenim glukozy jako produktu
końcowego.

Atak enzymu rozpoczyna się na nieredukującym
końcu łańcucha polimerowego a powstająca glukoza
posiada konfigurację b. Enzym ten działa na skrobię
odcinając po jednej jednostce glukozowej, aż do
miejsca rozgałęzienia.
Hydroliza wiązań 1,6-glikozydowych z udziałem
glukoamylazy również jest możliwa choć proces ten
przebiega z bardzo niską szybkością. W przypadku
wysokich stężeń glukozy lub enzymu możliwa jest
także podobnie jak w przypadku hydrolizy kwasowej
reakcja repolimeryzacji (rewersji) glukozy z
wytworzeniem maltozy i izomaltozy.

EGZOAMYLAZY

b-amylaza, maltohydrolaza-a-1,4-glukanu;
EC 3.2.1.2

b-amylaza jest enzymem działającym na skrobi z
wytworzeniem maltozy jako produktu finalnego.
Głównym źródłem tego enzymu są zboża takie jak:
pszenica i jęczmień oraz soja. Znane są jednak także
bakteryjne źródła b-amylazy.

b-amylaza umożliwia degradację łańcuchów amylozy i
amylopektyny poprzez hydrolizę wiązań a-1-4-
glikozydowych pomiędzy drugą a trzecią jednostką
glukozową licząc od nieredukującego końca łańcucha.
Wytworzona w ten sposób maltoza jest b-anomerem.
Ponieważ enzym ten nie umożliwia hydrolizy wiązań 1,6-
glikozydowych produktami hydrolizy skrobi z jego
udziałem są maltoza (w przypadku amylozy) oraz
mieszanina oligosacharydów o różnym stopniu
rozgałęzienia, tzw. dekstryny graniczne (dla
amylopektyny).

ENZYMY USUWAJĄCE
ROZGAŁĘZIENIA

Pullulanaza, pullulan-6-glukanohydrolaza; EC 3.2.1.41
Enzym ten umożliwia usunięcie rozgałęzień zarówno amylopektyny jak i
amylozy. Efektem finalnym jego działania są oligo- i poli- sacharydy o
stopniu polimeryzacji z zakresu 115 - 2300.

Enzym ten jest z reguły stosowany w kombinacji z innymi amylazami.
Chociaż enzym ten zidentyfikowano w takich roślinach jak: bawełna, ryż i
szpinak to jednak w celach przemysłowych izoluje się go głównie ze
szczepów bakterii. Pullulanaza umożliwia hydrolizę wiązań 1,6-
glikozydowych jedynie gdy wiązanie to scala łańcuchy polisacharydowe
połączone wiązaniem 1,4-glikozydowym.
W zależności od zdolności pollulanazy do hydrolizy wiązań glikozydowych
rozróżnia się dwa typy pollulanaz: I (nieaktywne w hydrolizie wiązań 1,4-)
i II (aktywne w hydrolizie wiązań 1,4-).

Izoamylaza; glikogen 6-glukanohydrolaza; EC 3.2.1.68
Izoamylaza podobnie jak pullulanaza jest enzymem umożliwiającym
hydrolizę rozgałęzień łańcuchów polisacharydowych tam gdzie występują
wiązania 1,6-glikozydowe. W odróżnieniu od pullulanazy izoamylaza nie
hydrolizuje jednak wiązań 1,6- w pullulanie lecz w glikogenie.

SYROPY - DEFINICJE

DE – równoważnik glukozowy
ilość wiązań glikozydowych, które uległy
hydrolizie (oznaczonych na drodze
określenia
zmian redukcyjności) do całkowitej ilości
wiązań glikozydowych obecnych w 100g
materiału (skrobi) wyjściowego

Maktodekstryny
Produkt hydrolizy skrobi w posatci stałej
(wysuszonej) lub roztworu wodnego o
DE<20

Syrop glukozowy (syrop
kukurydziany/ang. Corn syrup)
Oczyszczony wodny roztwór
sacharydów powstałych w wyniku
hydrolizy skrobi. Posiada DE >20

Syrop
wysokofruktozowy
(HFCS):
Produkt hydrolizy
skrobi w którym
część glukozy (co
najmniej 42%) uległa
izomeryzacji do
fruktozy

OGÓLNY SCHEMAT KONWERSJI SKROBI DO SYROPÓW
CZ 1

Skrobia

Wysoko konwersja

Niska konwersja

upłynnianie

scukrzanie

oczyszczanie

Wysokoscukrzony

hydrolizat

zagęszczanie

Hydroliza

Kwasowa/enzymatyczna

oczyszczanie

zagęszczanie

Syrop glukozowy

Suszenie
rozpyłowe

Maltodekstryn
y

OGÓLNY SCHEMAT KONWERSJI SKROBI DO SYROPÓW
CZ 2

izomeryzacja

oczyszczanie

zagęszczanie

Wymieniacze

jonowe

ró

mieszanie

krystalizacja

Glukoza

Fruktoza

Syrop

wysokoglukozowy

TECHNOLOGIA PRODUKCJI SYROPÓW NA DRODZE
HYDROLIZAY KWASOWEJ

kwas

Skrobia
(zawiesina)

Pompa
zasilająca

Pompa
recyrkulatora

Reaktor
(mieszalnik)

skraplanie

Wymienniki
ciepła

para

rurociąg

Zawór
zwrotny

System chłodzenie

Para (nawrót do
Odzysku ciepła)

Schłodzony
produkt

WYMAGANIA W ZAKRESIE JAKOŚCI HANDLOWEJ

7. Syrop glukozowy jest oczyszczonym i zagęszczonym roztworem
wodnym odżywczych węglowodanów uzyskanych ze skrobi lub inuliny,
spełniającym następujące wymagania:
  1) zawartość suchej masy - nie mniejsza niż 70 % wagowo;
  2) równoważnik glukozy wyrażony jako D-glukoza - nie mniejszy niż 20 %
wagowo w przeliczeniu na suchą masę;
  3) zawartość popiołu siarczanowego - nie większa niż 1 % wagowo w
przeliczeniu na suchą masę.
   8. Syrop glukozowy w proszku jest częściowo odwodnionym syropem
glukozowym spełniającym następujące wymagania:
  1) zawartość suchej masy - nie mniejsza niż 93 % wagowo;
  2) równoważnik glukozy wyrażony jako D-glukoza - nie mniejszy niż 20 %
wagowo w przeliczeniu na suchą masę;
  3) zawartość popiołu siarczanowego - nie większa niż 1 % wagowo w
przeliczeniu na suchą masę.

ROZPORZĄDZENIE

MINISTRA ROLNICTWA I ROZWOJU WSI

z dnia 23 grudnia 2003 r.

w sprawie szczegółowych wymagań w zakresie jakości handlowej niektórych

półproduktów i produktów przemysłu cukrowniczego

Document Outline