Intensification of the bioconversion of rye grain with different biochemical characteristics in the production of sugar-containing products
Authors: Куликова Наталия Евгеньевна , Чернобровина Антонина Григорьевна , Попова Ольга Юрьевна 
Published: September 2022

Актуальными направлениями рационального развития производства и повышения качества выпускаемой продукции являются комплексное использование сырья, изыскание новых способов интенсификации производственных процессов, разработка эффективных технологий и оборудования, внедрение комплексной механизации и автоматизации технологических процессов, особенно в ряде отраслей пищевой промышленности, в том числе в хлебопекарной, кондитерской, консервной, крахмалопаточной и др. В статье представлены собственные исследования в области переработки некондиционного сырья, а именно зерна ржи с биохимическими особенностями, не пригодного для использования в хлебопекарной промышленности, путем ферментативного гидролиза. Разработаны условия интенсификации биоконверсии цельного зернового сырья, отличающейся от общепринятых в этой области. Показана возможность полного отказа от использования термостабильной альфа-амилазы на стадии клейстеризации и разжижения и замены ее на собственный амилазный комплекс зерен ржи. Изучена возможность повышения эффективного использования глюкоамилазы на стадии осахаривания путем предварительной тепловой обработки в присутствии ионов цинка, что позволило существенно снизить продолжительность процесса биоконверсии зерна ржи, при этом значительно уменьшить количество вносимого ферментного препарата. Анализ углеводного состава полученного продукта показал, что значительную часть составляют моно- и олигосахара, преобладающей в количественном отношении является глюкоза 45,4 % на СВ. По содержанию белка, клетчатки, минеральных веществ и липидов сахаросодержащий гидролизат в незначительной степени отличается от ржаной муки и, следовательно, так же, как и ржаная мука, полученный сахаросодержащий продукт может являться важным поставщиком незаменимых аминокислот, пищевых волокон, насыщенных и полиненасыщенных кислот, витаминов для организма человека. Органолептическая оценка полученного продукта: цвет - от светло-бежевого до светло-коричневого, вкус и запах - кисло-сладкий с хлебным ароматом, внешний вид - вязкая однородная непрозрачная масса, может быть рекомендована в качестве заменителя сахара в различных областях пищевой промышленности, особенно при производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.
One of the modern directions of rational development of production and improvement of the quality of products is the integrated use of raw materials. The search for new ways to intensify production processes, the development of effective technologies and equipment, the introduction of complex mechanization and automation of technological processes, especially in a number of branches of the food industry, including bakery, confectionery, canning, starch, etc. The article presents its own research in the field of processing of non-conditioned raw materials, namely rye grain with biochemical features, not suitable for use in the baking industry, by enzymatic hydrolysis. Conditions have been developed for the intensification of the bioconversion of whole grain raw materials, which differs from those generally accepted in this field. The possibility of completely abandoning the use of thermostable alpha-amylase at the stage of gelatinization and liquefaction and replacing it with its own amylase complex of rye grains is shown. The possibility of increasing the effective use of glucoamylase at the saccharification stage by preliminary heat treatment in the presence of zinc ions has been studied, which has significantly reduced the duration of the process of bioconversion of rye grain while significantly reducing the amount of enzyme preparation introduced. Analysis of the carbohydrate composition of the resulting product showed that a significant part is mono- and oligosaccharides, the predominant in quantitative terms is glucose 45.4 % per SV. In terms of protein, fiber, minerals and lipids, sugar-containing hydrolysate differs slightly from rye flour and, therefore, just like rye flour, the resulting sugar-containing product can be an important supplier of essential amino acids, dietary fiber, saturated and polyunsaturated acids, vitamins for the human body. Organoleptic evaluation of the resulting product: color - from light beige to light brown, taste and smell - sweet and sour with a bread aroma, appearance - a viscous homogeneous not transparent mass, can be recommended as sugar substitutes in various areas of the food industry, especially when receiving bakery and flour confectionery products.