Тема 9.2.Патока

9.2.1.Виды патоки, свойства, применение

Патока является продуктом неполного гидролиза крахмала под воздействием кислоты. Поэтому в патоке одновременно находится смесь декстринов с разной степенью деполимеризации, мальтоза и глюкоза. В связи с этим глубину проведенного гидролиза оценивают по количеству редуцирующих веществ, находящихся в патоке.

Показатели

Патока должна быть прозрачной и не иметь постороннего вкуса и запаха.

Содержание сухих веществ, %, не менее 78,0

Редуцирующие вещества, % на СВ – 30 – 70

Зола, % на СВ, не более – 0,4 – 0,55

Кислотность патоки в пересчете на СВ, мл 0,1 н. раствора щелочи NaOH, не более 25 – 27 для картофельной, и 12 – 15 для кукурузной рН патоки, не ниже – 4,5 – 4,6

Температура карамельной пробы, °С 150 155 – 140

Цветность по эталону, мм, не более 155

Рекомендуемые материалы

Наличие тяжелых металлов, мышьяка, свободных минеральных кислот не допускается

Если содержание редуцирующих веществ в патоке меньше 30%, то возможно выпадение декстринов и помутнение патоки, а при высоком содержании редуцирующих веществ- выпадение кристаллов глюкозы.

Вырабатывается патока согласно ГОСТ 5194 – 68 из кукурузного или картофельного крахмала в зависимости от назначения трех видов: карамельная низкоосахаренная с наименьшим содержанием редуцирующих веществ, карамельная и глюкозная высокоосахаренная с наибольшим содержанием редуцирующих веществ. Карамельная патока бывает высшего и I сортов. Крахмальная патока должна быть густой прозрачной жидкостью. Допускается небольшая опалесценция. Леденец, полученный после охлаждения патоки, уваренной при установленной стандартом температуре в течение 20 – 25 мин (карамельная проба), должен быть прозрачным, без прожилок и пятен, почти бесцветным (для высшего сорта) или светло–желтым. Его окраска может несколько отличаться от окраски исходной патоки. Для патоки не допускается не свойственный ей вкус и запах, а также наличие механических примесей.

Для патоки, вырабатываемой местной промышленностью, допускается по согласованию с потребителем содержание сухих веществ 71,0%. Для патоки с содержанием редуцирующих веществ в пределах 30 – 37% допускается побеление вследствие выпадения декстринов.

Патока является ценнейшим продуктом крахмало–паточного производства и имеет широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Ее применяют в карамельном, хлебобулочном и пивоваренном производстве, а также как заменитель сахара в ряде отраслей пищевой промышленности. Применение патоки позволяет повысить в ряде случаев качество продуктов Так, в кондитерском производстве патока выполняет роль антикристаллизатора и регулятора гигроскопичности изделий.

9.2.2.Способы получения патоки. Показатели качества

Производство патоки складывается из следующих процессов:

гидролиз крахмала (осахаривание) с помощью кислот или ферментов;

нейтрализация кислоты или инактивация ферментов;

механическая очистка полученных гидролизатов;

осветление сиропов активированными углями или другими осветляющими материалами;

уваривание очищенных паточных сиропов до нужной плотности;

охлаждение готового продукта.

Поступающий на гидролиз крахмал должен быть предельно чистым, поэтому перед гидролизом крахмал размывают и пропускают через ситовые аппараты. Для промывки применяется чистая холодная вода. Крахмал, поступающий на переработку в патоку, должен содержать золы не более 1,0% – картофельный и не более 0,13 – кукурузный; мезги не более 0,5; растворимых веществ не более 0,2, азотистых не более 0,7; жира и жирных кислот не более 0,7%. Несоблюдение этих норм приводит к повышенным потерям крахмала и сухих веществ. При гидролизе крахмал теряет свои свойства, из нерастворимого состояния переходит в растворимое, а получаемый раствор приобретает сладкий вкус. Для нормального протекания гидролиза очень важно точно задавать количество кислоты, ускоряющей процесс осахаривания. Крахмальное молоко концентрацией 42-44°С, поступающее на гидролиз, подают в деревянный мерник крахмального молока, позволяющий учитывать количество крахмала, которое поступает на гидролиз.

В начале процесса крахмальное молоко подают в заварной чан тонкой струей, а затем, по мере заполнения чана, струю увеличивают. Происходит заварка крахмала, целью которой является перевод крахмала в растворимое состояние. Процесс длится около 1 ч, после чего начинается вторая стадия–проварка, длящаяся от 0,5 до 1 ч. В процессе проварки получают однородную массу и происходит осахаривание продукта. Затем полученный сироп уваривают до 55 – 57 °С в течение 2 ч. При уваривании сиропа выше указанной плотности (55 – 57 °С) процесс их фильтрации будет затруднен. Продолжительность всех процессов, протекающих в заварном чане, сравнительно велика – от 4 до 6 и более часов. Поэтому с целью ускорения процесса осахаривания крахмала применяют специальные конверторы, в которых благодаря повышению температуры процесс длится 18 – 20 мин. Заварка крахмала в конверторе проходит аналогично заварке в заварном чане. При применении конвертора добавляют соляную кислоту в количестве 0,23 – 0,25% по массе абсолютно сухого крахмала. Плотность готового сиропа из конвертора ниже, чем из заварного чана, и фильтрация такого сиропа проходит легче.

Осахаривание крахмала в заварном чане или конверторе происходит периодически. Это сказывается на получении неоднородного продукта и требует повышенного расхода пара. С целью устранения этих недостатков осахаривание в последнее время ведут на непрерывно действующих осахаривателях.

После окончания процесса осахариванпя кислый сироп направляют в нейтрализационные чаны. Их устройство зависит от вида применявшихся для осахаривания кислот и оборудования. При работе на заварных чанах с серной кислотой нейтрализацию сиропов проводят мелом. Вместе со спуском сиропа в нейтрализационный чан подают меловую суспензию. Нейтрализация сиропов при хорошем исходном крахмале длится 25 – 30 мин, но при переработке низкосортного крахмала продолжается до 2 – 2,5 ч.

Если гидролиз крахмала проходил в конверторе с применением соляной кислоты, нейтрализацию необходимо проводить быстро во избежание переосахаривания сиропов. Нейтрализуют такие сиропы содой, количество которой строго регламентируется, так как избыток ее меняет окраску сиропов.

При работе на непрерывно действующих осахаривателях необходимо устанавливать два нейтрализатора, работающих периодически. Полученный после нейтрализации сироп направляют на механическую фильтрацию. При этом сироп, полученный из кукурузного крахмала, направляют предварительно на жироотделитель (скиммер). В последние годы отделение жира осуществляют на специальных центрифугах-сепараторах.

В зависимости от вида крахмала, кислоты, применяемой при гидролизе, и щелочи для нейтрализации нейтрализованный сироп фильтруют на фильтр–прессах различных конструкций: рамных (картофельный крахмал, серная кислота), камерных (картофельный и кукурузный крахмал, соляная кислота) и вакуум–фильтрах (кукурузный крахмал, соляная кислота).

Для улучшения фильтрации сиропов, полученных из зернового крахмала, и фильтрования в камерных фильтрах или с помощью вакуум–фильтров в сироп добавляют диатомит. Фильтрация сиропов является самой тяжелой и трудоемкой технологической операцией в паточном производстве. После фильтрации паточные сиропы прозрачны, но имеют желтоватый цвет. Степень желтизны зависит от чистоты перерабатываемого крахмала, условий гидролиза и нейтрализации. Для получения бесцветной и прозрачной патоки сиропы после механической фильтрации очищают с помощью активированного угля. Сиропы выдерживают с углем в чанах при температуре 70 °С в течение 25 – 30 мин, после чего направляют на фильтр–прессы с целью отделения угля. Таким образом очищают и густые и жидкие сиропы.

Жидкие паточные сиропы направляют на уваривание в двух- или трехкорпусных выпарках до концентрации 55 – 57 °С.

Густые сиропы после выпаривания и очистки активированным углем направляют в вакуум – аппараты для окончательного уваривания в патоку. При уваривании сиропа необходимо строго следить за тем, чтобы температура кипящего сиропа не превысила 70 °С и уваривание длилось не более 55 – 60 мин. В противном случае патока потемнеет.

Для сохранения цвета патоки, достигнутого в конце уваривания сиропа, ее необходимо в течение 1 – 1,5 ч охладить до температуры 40 – 45 °С. Охлажденную патоку сливают в специальные железнодорожные цистерны, в баки – хранилища или в бочки.

Транспортирование патоки производят в крытых вагонах, автомашинах, а также в специальных железнодорожных цистернах. Хранят бочки с патокой на складах при температуре 8 – 12 °С. В холодное время года бочки с патокой можно хранить на открытых площадках.

В паточном производстве на различных технологических операциях (промывка фильтр–прессов, мойка фильтровальных салфеток и т. д.) получают сильно разбавленные водой сиропы, называемые промоями. Промой направляют в заварной чан или уваривают.

При производстве патоки неизбежны потери сухих веществ на различных технологических стадиях. Поэтому очень важно соблюдать технологический режим на всех процессах производства.

Лабораторная работа №6 «Анализ крахмальной патоки»

Вырабатываемая крахмальная патока в зависимости от применения и качества по ГОСТ 5194 –68 делится на карамельную низкоосахаренную (КН),карамельную высшего сорта(КВ),карамельную первого сорта (К1) и глюкозную высокоосахаренную (ГВ)

Все эти виды и сорта патоки в зависимости от глубины гидролиза крахмала различаются по содержанию декстринов и редуцирующих веществ.

При производстве карамели декстрины патоки , обладая большей вязкостью, выполняют роль сильного антикристаллизатора сахарозы (чем выше вязкость растворов .тем ниже скорость крисгаллизации ^Редуцирующие сахара патоки тоже тормозят кристаллизацию сахарозы в карамельной массе за счет повышения содержания сухих веществ в растворе , но свойство антикристаллизатора у них выражено значительно слабее ,чем у декстринов.Кроме того ,глюкоза и мальтоза ( особенно после прогрева ) обладают гигроскопичностью. Следовательно, повышение содержания редуцирующих веществ в патоке приводит к уменьшению ее антикристаллизационных свойств за счет снижения декстринов и способствует получению карамели с повышенной гигроскопичностью. Поэтому в последние годы стали выпускать низкоосахаренную карамельную патоку (КН) с содержанием редуцирующих веществ 30-34% (19,5-21,5% мальтозы и 11-12,5% глюкозы ) и 66-69,5% декстринов.

Для использования в качестве сахаристого продукта .являющегося в основном источником мальтозы и глюкозы, получают высокоосахаренную глюкозную патоку (ГВ) , которая содержит 45-60% редуцирующих веществ , в том числе до 40-50% глюкозы. Эта патока обладает более сладким вкусом , меньшей вязкостью и большей гигроскопичностью , чем карамельная патока.

Вязкость высокоосахаренной патоки втрое ниже вязкости карамельной патоки . так как содержание декстринов в ней составляет всгго 5-8%. Благодаря этим качествам высокоосахаренная глюкозная патока находит широкое применение в производстве варенья , фруктовых сиропов , джемов . повидла , желе , пирожных , при консервировании плодов и ягод. Использование высокоосахарЗнной патоки в хлебопечении улучшает качество хлебобулочных изделий и способствует удлинению срока хранения за счет повышения влагоудерживающей способности и замедления процесса черствения хлеба. Применение этой патоки в производстве помадных конфет улучшает их вкусовые достоинства и повышает стойкость против высыхания. Согласно ГОСТ 5194-68 качество крахмальной патоки должно удовлетворять следующим требования (таблица 1).

Таблица 1. Качественные показатели крахмальной патоки

Приготовление основного раствора патоки

Патока представляет собой очень вязкий продукт, непосредственный анализ которого по некоторым показателям качества практически невозможен. Поэтому для определения содержания редуцирующих сахаров, кислотности и других показателей качества патоки готовят 20%-ный растворее и называют его основным раствором патоки. Техника приготовления. В предварительно взвешенном стаканчике на технических

весах отвешивают 50г патоки с точностью до 0,01 г. Навеску смывают горячей дистиллированной водой в мерную колбу на 250мл. После охлаждения до 20 град. С колбу доливают водой до метки и тщательно перемешивают.

Сухие вещества патоки

ГОСТом предусмотрено определение сухих веществ в патоке рефрактометром типа РПЛ-3 (рефрактометр пищевой лабораторный) и рефрактометром типа РПЛ-2 (рефрактометр прецизионный лабораторный).

Определение на рефрактометре РПЛ-3

Этим рефрактометром можно определять показатель рефракции в концентрированных растворах с относительно высоким коэффициентом преломления (до 1,540), поэтому сухие вещества на нем определяют без предварительного разведения патоки водой.

Техника определения. Одну-две капли патоки наносят на призму рефрактометра и производят отсчет по шкале сухих веществ.

Запись в лабораторном журнале

Показания рефрактометра при температуре . . . °С . % Поправка на температуру ............ %

Показания рефрактометра при 20град.С (видимое содержание сухих веществ) %

Заключение

Редуцирующие вещества патоки

От содержания редуцирующих веществ в патоке зависят ее антикристаллизационные свойства и гигроскопичность.

ГОСТ 5194-68 предусматривает два метода определения редуцирующих веществ в патоке- поляриметрический и йодометрический.

Поляриметрический метод

Основной раствор патоки поляризуют в трубке длинной 100 мм в сахариметре. Полученное число градусов пересчитывают на сухое вещество. Если показание сахариметра В . а содержание сухих веществ А , то поляризация сухого вещества патоки будет

По величине Р находят содержание редуцирующих веществ в сухом веществе анализируемой патоки. Отсчет на шкале сахариметра проводят несколько раз и берут среднее арифметическое значение .

Запись в лабораторном журнале

Отсчет по шкале сахариметра ( среднее арифметическое ) град

Показания сахариметра в пересчете на сухое вещество патоки град

Содержание редуцирующих веществ в патоке %

Йодометрический метод ( Вилыштеттера и Шудля ).

Метод основан на том, что йод в щелочном растворе количественно окисляет альдосахара в соответствующие одноосновные кислоты, но кетозы при этом не изменяются .Избыток йода , не вошедшего в реакцию с сахарами, оттитровывается тиосульфатом натрия

2Na₂ S₂0₃+ I₂ = 2NaI + Na₂S₄O₆

Техника определения. В мерную колбу на 100мл вносят 10мл основного раствора патоки, доливают до метки дистиллированной водой и перемешивают. Из полученного раствора берут пипеткой 10мл, помещают в коническую колбу на 250-400мл. Туда же вносят пипеткой 25мл 0,1н раствора йода и из бюретки медленно (по каплям) приливают 30мл 0,1н раствора едкого натра. Содержимое колбы хорошо перемешивают, закрывают пробкой или часовым стеклом и оставляют на 15-20 минут в темном месте. Затем прибавляют 4,5-5мл 1 н раствора H₂S0₄ титруют 0,1 и раствором тиосульфата натрия до светло-желтого окрашивания, после чего добавляют 1мл 1%-ного раствора крахмала и продолжают титрование до обесцвечивания. Параллельно ставят контрольную пробу. В

коническую колбу пипеткой вносят 10мл воды, 25мл 0,1н раствора йода, из бюретки приливают 30мл 0,1н раствора NaOH оставляют на 15-20 минут, подкисляют 4,5-5мл 1 н раствора H₂S0₄ и титруют тиосульфатом натрия.

Содержание редуцирующих веществ в 100г сухих веществ патоки условно считают на глюкозу .Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,5% .

Запись в лабораторном журнале

Количество 0,1 н раствора тиосульфата натрия, идущее на титрование 25мл 0,1н раствора йода (контрольная проба) V , мл

Количество 0,1 н раствора тиосульфата натрия, идущее на титрование остатка йода после взаимодействия с редуцирующими веществами патоки VI, мл

Количество 0,1 н раствора йода , вступившего в реакцию с редуцирующими

веществами ( К - поправка к 0,1 н раствору тиосульфата натрия ) ( V - V 1 )* К , мл

Количество патоки, г

Количество глюкозы в М г патоки ( 1мл 0,1 н раствора йода или 0,1н раствора тиосульфата натрия соответствует 0,009г глюкозы ) (V-VI)*K*0,009

Количество глюкозы в 100г патоки ,г

Количество глюкозы в 100г сухих веществ патоки ,г

Температура карамельной пробы

Для карамельной патоки

В медный тазик (приблизительные размеры - диаметр 12см. высота 3 см) наливают около 100мл (140-150г) патоки и нагревают на электрической плитке. Тазик устанавливают таким образом, чтобы время варки было 20-25 минут. Вначале патока кипит спокойно, но по мере удаления воды мелкие пузырьки сменяются более крупными, когда начнут появляться большие пузыри, патоку начинают перемешивать термометром и наблюдают, не начинает ли патока изменять окраску, не появляются ли темные прожилки или пятна. Если это имеет место, то отмечают температуру и считают, что патока выдержала пробу только до этой температуры.

Если окраска патоки не изменяется, продолжают нагревать до температуры, установленной для данного вида патоки. Затем содержимое тазика выливают на мраморную плитку, и после охлаждения определяют качество леденца.

Окраска леденца может несколько отличаться от окраски исходной патоки, леденец должен быть прозрачным, без темных прожилок и пятен.

Время варки от начала кипения до установленной для данного вида патоки температуры должно быть не менее 20 минут для патоки с содержанием сухих веществ 81,6% и 25минут для патоки с содержанием сухих веществ 78,0% .

Для низкоосахаренной патоки

В медный тазик вносят ЮОг сахарного песка, приливают 25мл воды и нагревают на

электрической плитке до полного растворения сахара , после чего туда прибавляют 50г патоки .Смесь

перемешивают термометром до получения однородной массы , продолжая нагревать до 150 град С

.Массу перемешивают и наблюдают за изменением окраски.

При достижении в массе 155°С содержимое выливают на мраморную плитку. Окраска полученного леденца может несколько отличаться от окраски исходной

патоки, леденец должен быть прозрачным , без темных прожилок и пятен.

Кислотность патоки

Кислотность патоки обусловливается наличием в ней кислых фосфатов, перешедших в патоку из крахмала. возможным остатком минеральной кислоты, применявшейся при гидролизе крахмала ( в нестандартной патоке ), и кислотами, которые образуются за счет бактериологического закисания продукта при хранении .Этот показатель выражается в градусах кислотности патоки, под которыми подразумевают количество мл 0,1н раствора щелочи , необходимое для нейтрализации свободных кислот и кислореагирующих веществ, содержащихся в 100г сухого вещества патоки при индикаторе фенолфталеине.

Кислотность патоки оказывает влияние на технологический процесс приготовления карамели. Во время варки карамельной массы повышенная кислотность патоки приводит к ускорению процесса гидролиза сахарозы, а следовательно, обусловливает завышенное содержание редуцирующих сахаров в готовом продукте. А так как от большего или меньшего содержания редуцирующих сахаров (в первую очередь фруктозы ) зависит гигроскопическое свойство карамели, то чем выше кислотность патоки, тем менее стойкой будет получаться карамель. При хранении карамель с повышенным содержанием редуцирующих веществ поглощает из воздуха влагу и намокает.

Техника определения. Из основного раствора отбирают пипеткой в коническую колбу 100 мл раствора патоки , прибавляют 3-5 капель фенолфталеина и титруют 0,1н раствором щелочи до ясно заметной розовой окраски . Результат пересчитывают на 100г сухих веществ патоки .

Запись в лабораторном журнале Количество 0,1 н раствора щелочи, пошедшее на титрование 100мл основного раствора патоки мл

Количество патоки в 100 мл раствора г

Содержание сухих веществ в патоке %

Содержание сухих веществ в 100мл раствора патоки г

Количество 0,1 н раствора щелочи, пошедшее на титрование 100 г сухих веществ патоки мл

Кислотность патоки град

Заключение

Свободные минеральные кислоты

Содержание свободных минеральных кислот в патоке ГОСТом не допускается. Их наличие в патоке возможно лишь при неправильном ведении технологического процесса ее приготовления, а именно при неполной нейтрализации соляной или серной кислот после их применения в качестве катализаторов при гидролизе крахмала .

Техника определения . 2-4мл основного раствора патоки помещают в фарфоровую чашечку, куда затем добавляют 2-3 капли индикатора метилового оранжевого. Легким вращательным движением индикатор смешивают с раствором патоки. Переход оранжевой окраски смеси в розовую указывает на присутствие свободных минеральных кислот.

Цвет патоки

Определение цвета патоки производят сравнением ее с типовыми образцами (эталонами), приготовленными растворением органической краски (метаниловая желтая А.Т .250) следующим образом

а) для приготовления основного раствора на аналитических весах отвешивают 0,2г краски. Навеску переносят без потерь в мерную колбу вместимостью 1000мл и доливают до метки дистиллированной водой,

б) эталон 1 - 3мл основного раствора краски доливают дистиллированной водой до 200мл и перемешивают,

в) эталон 2 - 6мл основного раствора краски доливают дистиллированной водой до 200мл и перемешивают.

Сравнение патоки с эталонами производят в стаканах из бесцветного стекла невооруженным глазом при дневном свете на фоне белой бумаги.

Патоку, менее или одинаково окрашенную с эталонам 1 , относят к высшему сорту, более окрашенную, чем эталон 1 , или в одинаковой степени с эталоном 2 , относят к 1 сорту.

Содержание золы в патоке

Состав золы в патоке зависит как от природы и качества перерабатываемого крахмала, так и от кислоты, которой производился гидролиз. Так , при выработке патоки с серной кислотой зола больше всего содержит P₂0₅ ( до 30%) ,СаО ( до 20%) и S0₃ ( до 15 %). Техника определения. Юг патоки взвешивают в предварительно прокаленном до постоянной массы тигле ( диаметром 4,5 - 5,5см, высотой 6-7см ) и осторожно озоляют сначала на слабом во избежание выбрасывания содержимого при вспучивании , а затем на постепенно усиливающемся огне -Когда большая часть патоки озолена , тигель охлаждают и приливают туда 1-2мл горячей дистиллированной воды , воду выпаривают на водяной бане и тигель вновь прокаливают до полного озоления , после чего его охлаждают в эксикаторе и взвешивают .

Взвешивание производят через каждые 30 минут прокаливания, пока разница между двумя последующими взвешиваниями будет не более 0,005г.

Запись в лабораторном журнале

Масса пустого тигля Мпт, г

Масса тигля с патокой Мтсп, г

Масса патоки Мп, г

Масса тигля с золой (последние взвешивание) Мтз, г

Масса золы Мз, г

Содержание золы к массе взятой пробы %

Лекция "19 Гормональные препараты" также может быть Вам полезна.

Содержание сухих веществ Ссв, %

Содержание золы на сухое вещество патоки З, %

где W - влажность патоки , %

Заключение.