Замораживание мяса

ВОПРОС 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ 

     Ферменты  или энзимы (от лат. fermentum, греч.— закваска) — обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах. Реагенты в реакции, катализируемой ферментами, называются субстратами, а получающиеся вещества — продуктами. Ферменты специфичны к субстратам (АТФаза катализирует расщепление только АТФ, а киназа фосфорилазы фосфорилирует только фосфорилазу). Ферментативная активность может регулироваться активаторами и ингибиторами (активаторы — повышают, ингибиторы — понижают). Белковые ферменты синтезируются на рибосомах, а РНК — в ядре.

     Термины «фермент» и «энзим» давно  используют как синонимы (первый в  основном в русской и немецкой научной литературе, второй — в  англо- и франкоязычной).

     Наука о ферментах называется энзимологией, а не ферментологией (чтобы не смешивать  корни слов латинского и греческого языков). 

Классификация ферментов 

     Шифр  КФ (Классификация ферментов) или  код фермента — это классификационный  номер фермента по международной  иерархической классификации. Принятая система классифицирует ферменты по группам и индексирует индивидуальные ферменты, что важно для стандартизации исследований.

     Классификация ферментов основана и периодически обновляется Комиссией по ферментам (англ. Enzyme commission, отсюда термин «EC number», принятый в англоязычной литературе) при Международном союзе биохимии и молекулярной биологии. Каждый шифр КФ ассоциирован также с рекомендованным  названием соответствующего фермента. Классифицировано более 3500 ферментов.

     По  типу катализируемых реакций ферменты подразделяются на 6 классов согласно иерархической классификации ферментов (КФ, EC — Enzyme Comission code). Классификация  была предложена Международным союзом биохимии и молекулярной биологии (International Union of Biochemistry and Molecular Biology). Схема номенклатуры ферментов была впервые разработана в 1955 году, когда Международный конгресс биохимии в Брюсселе учредил Комиссию по ферментам (Enzyme Commission). Первая версия номенклатуры появилась в 1961 году и включала около 900 ферментов, в версии 1978 года было более 2000 ферментов. Версия 1995 года содержит более 3500 ферментов. 

     Каждый  класс содержит подклассы, так что  фермент описывается совокупностью  четырёх чисел, разделённых точками. Например, пепсин имеет название ЕС 3.4.23.1. Первое число грубо описывает  механизм реакции, катализируемой ферментом: 

• КФ 1: Оксидоредуктазы, катализирующие окисление или восстановление. Пример: каталаза, алкогольдегидрогеназа
• КФ 2: Трансферазы, катализирующие перенос химических групп с одной молекулы субстрата на другую. Среди трансфераз особо выделяют киназы, переносящие фосфатную группу, как правило, с молекулы АТФ.
• КФ 3: Гидролазы, катализирующие гидролиз химических связей. Пример: эстеразы, пепсин, трипсин, амилаза, липопротеинлипаза
• КФ 4: Лиазы, катализирующие разрыв химических связей без гидролиза с образованием двойной связи в одном из продуктов.
• КФ 5: Изомеразы, катализирующие структурные или геометрические изменения в молекуле субстрата.
• КФ 6: Лигазы, катализирующие образование химических связей между субстратами за счет гидролиза АТФ. Пример: ДНК-полимераза

 

     Будучи  катализаторами, ферменты ускоряют как  прямую, так и обратную реакции, поэтому, например, лиазы способны катализировать и обратную реакцию — присоединение  по двойным связям. 
 
 

ВОПРОС 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КАРТОФЕЛЬНОГО

КРАХМАЛА 

  3.1. Технология производства картофельного крахмала 

      Современная крахмалопаточная промышленность —  важная отрасль народного хозяйства. Крахмалопаточные предприятия выпускают  сухой крахмал, глюкозу, различные  виды крахмальных паток, модифицированные крахмалы, декстрин, глюкозофруктозные  сиропы и др. Ассортимент вырабатываемой продукции составляет десятки наименований. Крахмал и крахмалопродукты используют в различных отраслях пищевой  промышленности — кондитерской, хлебопекарной, консервной, молочной, пищеконцентратной, а также в медицинской, текстильной, полиграфической, бумажной и др.

      Предприятия, перерабатывающие картофель и кукурузу, получают сырой крахмал влажностью 50...52 %. Такой крахмал храниться  не может, так как является прекрасной средой для развития микроорганизмов, он закисает. Поэтому сырой крахмал  на этих же или на других предприятиях перерабатывают в сухой влажностью для картофельного 20 %, или используют для изготовления патоки, глюкозы  и других крахмалопродуктов. 

3.1.1 Получение сырого картофельного крахмала 

      Сырьем  для производства картофельного  крахмала служит картофель. Химический состав клубней картофеля колеблется в довольно широких пределах и зависит от сорта картофеля, климатических, почвенных и других условий.

      Принципиальная  технологическая схема получения  сырого картофельного крахмала (рис. 1) состоит из следующих этапов: хранение картофеля; доставка картофеля на завод; мойка , картофеля; взвешивание картофеля; тонкое измельчение картофеля —  получение кашки; выделение картофельного  сока из кашки; выделение свободного крахмала из кашки; отделение и промывание мезги; рафинирование крахмального молока; промывание крахмала. 

3.1.2 Хранение картофеля 

      Предприятия, перерабатывающие картофель, работают сезонно. До подачи на производство картофель  хранят в буртах при температуре 2...8 °С. На хранение закладывают только здоровые клубни. При хранении картофель  дышит. Хранить картофель свыше 5-7 мес. нецелесообразно, так как это  приводит к значительным потерям  сухих веществ, в том числе  крахмала. 

      Рис. 1. Принципиальная технологическая  схема получения сырого картофельного  крахмала 
 

3.1.3 Доставка, мойка и взвешивание картофеля 

      Картофель подают в производство с помощью  гидравлического транспорта.

      Процессу  мойки картофеля придается очень  большое значение, так как примеси (песок, камни, солома) затрудняют работу оборудования и могут вызвать  его поломку. Кроме того, на последующих  стадиях технологического процесса картофель не очищают от кожуры и  частицы земли и песка, оставшиеся на поверхности картофеля, в дальнейшем могут перейти в крахмал и  снизить его качество. Картофель  моют в моечных машинах комбинированного типа. В камерах с высоким уровнем  воды отделяют солому и другие легкие примеси, в камерах с низким уровнем воды удаляют землю; в сухих камерах вода, не задерживаясь, стекает в грязевую канаву. Моечные машины снабжены ботво-, песко- и камнеловушками. На крупных заводах широкое распространение получила моечная машина КМЗ-57М. Продолжительность процесса мойки в ней составляет 10... 14 мин, расход воды — 200...400 % к массе картофеля. Для учета массы переработанного картофеля производится взвешивание отмытых клубней на автоматических весах с откидным днищем, снабженных специальным счетчиком, регистрирующим массу взвешенного картофеля нарастающим итогом. 

3.1.4 Измельчение картофеля на терочных машинах — получение кашки 

      Крахмал содержится внутри клеток картофеля  в виде крахмальных зерен. Чтобы  извлечь его, необходимо вскрыть  клеточные стенки. Для этого картофель  измельчают на терочных машинах. Крахмал, освобожденный из разорванных клеток, называют свободным, крахмал, оставшийся в неразорванных клетках, — связанным. Производительность терочных машин  от 0,7 до 6 т картофеля в час.

      На  современных предприятиях коэффициент  измельчения достигает 85...95 %, в том  числе 79...85 % при первом измельчении  и 6...10% при повторном измельчении. 

3.1.5 Выделение картофельного сока из кашки 

      Полученная  после истирания картофельная кашка  представляет собой смесь, состоящую  из разорванных клеточных стенок картофеля (мезги), крахмальных зерен  и картофельного сока. Контакт  сока с крахмалом ухудшает качество крахмала, вызывая его потемнение в связи с окислением тирозина при участии полифенолоксидазы; снижает вязкость крахмального клейстера; способствует образованию пены, слизи  и других нежелательных явлений. В связи с этим картофельный сок  необходимо быстро выделить из кашки при минимальном его разбавлении. Эту операцию осуществляют на осадительной шнековой центрифуге типа ОГШ, которая состоит из двух барабанов — наружного и внутреннего. Оба барабана вращаются в одну сторону, причем внутренний барабан вращается с опережением на 15...25 с-1. Картофельная кашка поступает в пространство между барабанами, где под действием центробежной силы происходит ее разделение на две фракции: легкая фракция — картофельный сок выводится из центрифуги через сливные окна, а тяжелая фракция — крахмал за счет разницы во вращении барабанов выводится шнеком, расположенным на внешней поверхности внутреннего барабана, разбавляется водой и удаляется в виде крахмального молока определенной плотности. 

3.1.6 Выделение свободного крахмала из кашки, отделение и промывание мезги 

      Сразу после осадительных центрифуг кашку  направляют на ситовую станцию завода. Главная задача ситовой станции  — максимальное выделение свободного крахмала из мезги, рафинирование крахмального молока и получение крахмального молока достаточно большой концентрации. В настоящее время для выделения  из кашки мезги используют центробежные ситовые аппараты — барабанно-струйные сита (БСС) и центробежно-лопастные  сита (ЦЛС).  

3.1.7 Рафинирование крахмальной суспензии 

      После выделения мезги на ситовых аппаратах  или гидроциклонах крахмальная  суспензия содержит некоторое количество мелкой мезги (4...8 %), водорастворимых  веществ (0,1...0,5%) и сильно разбавленного  картофельного сока. Поэтому ее подвергают рафинированию. Для этого используют центробежные сита, гидроциклоны или  дуговые сита. Концентрация крахмальной  суспензии, поступающей на рафинирование, должна быть 12...14%, а рафинированной суспензии — 7...9%.

      Рафинирование крахмальной суспензии на центробежных ситах проводят в две ступени, затем образовавшуюся пену гасят  на специальном устройстве, песок  удаляют на гидроциклонах. Полученная таким образом сгущенная суспензия  крахмала поступает в гидроциклоны для промывания и осаждения крах мала. Эту операцию проводят в три  ступени, далее крахмал обезвоживают на вакуум-фильтрах и высушивают.

      Производительность  одного микрогидроциклона невелика, поэтому их объединяют в мультициклоны  — батареи гидроциклонов, состоящих  из большого количества параллельно  работающих микрогидроциклонов.

      Рафинирование крахмальной суспензии можно  проводить также на дуговых ситах.  

3.2. Качество сырого картофельного крахмала 

      Сырой картофельный крахмал в зависимости  от содержания нем влаги подразделяется на две марки: марка А (содержание влаги 38...40 %) и марка Б (содержание влаги 50...52 %). Крахмал каждой марки  делится на три сорта. Качество его  должно соответствовать требованиям  ОСТ 18-158 (табл. 1). Крахмал I и II сортов должен быть однородного белого цвета и  иметь запах, свойственный крахмалу. Наличие постороннего запаха не допускается. Крахмал III сорта может быть сероватым, без прожилок и вкраплений, в нем  допускается слабокислый, но не затхлый  запах.

      Из-за высокого содержания влаги сырой  картофельный крахмал не может долго  храниться, поэтому его перерабатывают в сухой крахмал, декстрин, модифицированные крахмалы, патоку, глюкозу и др. При  необходимости сырой картофельный крахмал хранят в течение некоторого времени наливным способом или в  складах, утрамбовывая и заливая  водой. Наиболее надежный способ хранения — замораживание.