Применение ферментных препаратов

Применение ферментных препаратов является лучшим стимулятором роста продуктивности любого процесса, условием улучшения качества конечного продукта и повышения его выхода из единицы перерабатываемого сырья. В хлебопечении благодаря применению липоксигеназы увеличиваются объем, пористость, сладость, продолжительность свежести, в кондитерской — предотвращается кристаллизация сахарозы

В крахмалопаточной промышленности препарат а-амилазы и глюкоамилазы обеспечивает ускорение процесса ферментативного гидролиза крахмала до глюкозы с получением пищевой патоки высоких кондиций, пищевой и медицинской глюкозы и других продуктов. При этом возрастает выход глюкозы из переработанного крахмала картофеля, зерна кукурузы, пшеницы; снижаются потери крахмала; увеличивается количество белка в кормах из отходов перерабатываемой кукурузы.

В виноделии и производстве плодово-ягодных соков прежде всего значительно увеличиваются объемы получаемого сока и его концентрата, достигается высокая степень очистки соков, что важно при их концентрировании и хранении в производстве безалкогольных напитков. Получаются также соки с осадком пектина, что способствует активной эвакуации вредных веществ из кишечника человека.

В сахарной технологии, применяя препарат β-фрукто-фуранозидазы, достигают высокой степени гидролиза сахарозы без вредного оксиметилфурфурола, который образуется в глюкозо-фруктозном сиропе, получаемом кислотным гидролизом с применением высоких температур. Пока этот способ экспериментально применяется только на Московском сахарорафинадном заводе имени Мантулина.

Важное значение имеют научные разработки (к сожалению, пока зарубежные— США, Япония), касающиеся ферментативного гидролиза крахмала препаратом глюкоизомеразы до фруктозы и глюкозы, причем содержание фруктозы на первой ступени составляет 48 %, а после десорбции и элюции — до 90 %. Это экономично не только потому, что фруктоза является ценнейшим средством из всех сахаристых веществ, но и потому, что трудоемкую культуру сахарную свеклу можно заменить злаками, содержащими крахмал,— кукурузой, пшеницей, рисом, уход за которыми требует меньших затрат труда и денежных средств.

В США и Японии половину вырабатываемого сахара уже заменили глюкозно-фруктозным сиропом. Во многих странах Европы его также производят. В нашей же стране уже третий год по лицензии Финляндии строятся два завода и ни один не пущен в эксплуатацию. Серьезные научные исследования в этой области не проводятся, а имеющиеся — ниже уровня передовых зарубежных.

Еще хуже обстоит дело с применением ферментных препаратов в масло-жировой промышленности. Известны положительные результаты использования препарата липазы в производстве жиров, причем процесс осуществляется при обычных температуре и давлении. А между тем используется технология, предполагающая высокие температуру (225 °С) и давление (0,3 МПа и более), что связано с потребностью в катализаторах и дорогостоящей аппаратуре, с небезопасными условиями ее обслуживания.

Эти стратегические направления в сахарной и масло-жировой науке в отраслевых исследовательских и учебных институтах не разрабатываются, а пора бы продумать, на каких заводах, в какие сроки испытать определенные ферментные препараты, определить эффектив ность их действия, побудить заинтересо ванных заказчиков провести их про мышленное испытание и внедрение.

Лучшее положение с производствен и применением ферментных препарате в спиртовой промышленности, где выра батывают и используют их амило- и протеолитический комплексы в 90 % выпускаемой продукции. Большую часть солода заменяют препаратами, экономя зерно посевных кондиций, снижают потери крахмала при солодоращении. Однако в отрасли отсутствуют препараты целлюлолитического действия для гидролиза оболочек злаковых и картофеля. Их применение дало бы возможность заметно увеличить выход этанола и расширить область использования нетрадиционного сырья и вторичных ресурсов. К сожалению, это важное направление в науке не прорабатывается.

В пивобезалкогольном производстве применяются комплексные (амило-, протео- и целлюлолитические) ферментные препараты. Благодаря этому сокращается расход ячменя высоких посевных кондиций (он заменяется рядовым зерном), снижаются потери крахмала при солодоращении. Однако объемы несоложенного зерна в производстве пива еще невелики (15—25 %). В Голландии получена опытная партия пива из 100 % несоложенного сырья.

Большие перспективы в применении препаратов в рыбной и мясо-молочной промышленности. Препараты позволяют смягчать рыбную и мясную продукцию, повышая ее сортность, качество и выход.

По расчетам суммарная эффективность от применения ферментных препаратов в пищевой промышленности может достичь в будущем нескольких десятков миллионов рублей.

Пока мы опережаем передовые в научно-техническом отношении страны (США, Японию, ФРГ и др.) по разработкам в области непрерывного этанольного (спиртового) и ацетоно-бутилового брожения. По этому методу эффективно работают десятки предприятий.

Определены закономерности непрерывного протока в многоступенчатой системе, разработаны условия совмещения непрерывности протока с дробной профилактической стерилизацией аппаратуры в ней. Такое совмещение обеспечивает стерильность непрерывного процесса культивирования микроорганизмов. Достигнуты положительные результаты в непрерывном выращивании дрожжей, бактерий и плесневых грибов при производстве этанола, бутанола, ацетона и отдельных ферментных препаратов.

Вместе с тем приостановлены научные работы, касающиеся непрерывного брожения в производстве пива. Грубые ошибки в обеспечении стерильности процесса на нескольких линиях Москворецкого пивоваренного завода (1974— 1984 гг.) привели к нестандартности конечного продукта по стойкости (7 сут) и демонтажу этих линий. Казалось бы, необходимо изучить причины, устранить их и доработать метод непрерывного брожения. Но проше оказалось все сломать и забыть, чтобы потом начать с нуля. А кто же, на какой базе и за счет чьих кредитов продолжит эти исследования? Повсеместно внедряемые периодические аппараты ЦКБА никогда не смогут заменить непрерывного метода. Жизнь потребует перевода их на непрерывную работу, и чем раньше это произойдет, тем лучше.

По нашим данным, в непрерывном протоке в ЦКБА продолжительность брожения Жигулевского пива составляет 8—9 сут, в то время как в периодически действующей ЦКБА она равна 14 сут, а по нормам в обычных ферментерах без совмещения главного брожения и дображивания — 28 сут.

Казалось бы, есть за что бороться. Однако отечественная и зарубежная наука и практика довольствуются одним совмещением брожения в ЦКБА периодического действия.

Особое место в ускорении научно-технического прогресса отводится мембранной технологии, особенно в пищевых отраслях. Микро- и ультрафильтрование, осмотическая обработка пищевых сред обеспечивают удаление посторонней микрофлоры из водопроводной и минеральной воды, различных соков, экстрактов, сусел, питательных сред и готовых жидких продуктов — виноматериалов, вин, пива, безалкогольных напитков и др. Жидкие среды различными мембранами разделяются по величине молекул. Это дает возможность концентрировать продукты и среды при обычной температуре без термического воздействия на их физиологическое и химическое состояние, т. е. стабилизировать, что позволяет транспортировать их на большие расстояния и хранить без потерь.

В этой области науки и техники мы серьезно отстаем не только от США, Японии, ФРГ, но и от рядовых европейских стран. Главное в том, что не разработаны конкурентноспособные конструкции различной лабораторной и промышленной мембранной аппаратуры. Исследования в пищевых отраслях ведутся разрозненно, малыми силами, по краткосрочным программам, на неудовлетворительной технической базе. Выпускаемые мембраны не обеспечивают всех потребностей заказчика по стойкости материалов и планируемой одноразмерности пор.

Большой недостаток отечественной аппаратуры заключается в ее дороговизне, а также в неспособности совмещать механическую очистку забиваемых осадком пор мембран с фильтрованием через них. Модульное комплектование мембранной аппаратуры не заменит совмещения. И при всем этом имеющуюся такого рода разработку (ВЗИПП) при изготовлении опытного промышленного образца ультрафильтра производительностью 10 м3/ч ГКНТ в 1990 г. не нашел возможным финансировать, чем нанес ущерб пищевой науке.