ВведениеНа сегодняшний день рынок пищевыхингредиентов представлен широким ассортиментомпищевых добавок. Их используют в пищевомпроизводстве для:– улучшения технологического процессапроизводства;– улучшения внешнего вида (красители, стабили-заторы, фиксаторы окраски);– регулирования вкуса (подсластители, улучшителивкуса и аромата, регуляторы кислотности,ароматизаторы);– регулирования консистенции (загустители,гелеобразователи, стабилизаторы, эмульгаторы,разжижители, пенообразователи);– увеличения сроков годности продуктов(консерванты, антиоксиданты, влагоудерживающиеагенты, пленкообразователи) [1].Некоторые пищевые добавки выполняюткомплексные технологические функции. Именнок таким пищевым добавкам относится мальто-декстрины. Их используют в качестве подсластителя,сахарозаменителя, эмульгатора, стабилизатора ивлагоудерживующего агента [2].Мальтодекстрины являются продуктаминеполного ферментативного и кислотного гидролизакрахмала, характеризуются значением декстрозногоэквивалента (DE) 2–20 %. Представляют собойгомогенную смесь сахаридов широкого спектрамолекулярных масс [3]. Эквивалент декстрозыявляется основным параметром, которыйхарактеризует реологические (изменение структурыпродукта) и функциональные (увеличениеинтенсивности и сладости вкуса продукта,торможение процесса кристаллизации сахара и др.)свойства мальтодекстринов [4]. Мальтодекстрины содними и теми же значениями DE могут проявлятьразличные физико-химические свойства, зависящиеот ботанического происхождения крахмалов ипараметров неполного ферментативного и кислотногогидролиза.При ферментном гидролизе крахмалаиспользуются ферментные препараты классагидролаз, подкласса карбогидраз, которыеназываются амилазами: α-амилаза и β-амилаза [5].В качестве реагента для проведения кислотногогидролиза крахмала используются минеральныекислоты (серная или соляная кислота). Под действием фермента или кислоты ассоциативныесвязи крахмала между макромолекулами амилозыи амилопектина ослабляются и разрываются. Затемразрываются α-(1→4) и α-(1→6)-гликозидныесвязи и на месте разрыва присоединяется молекулаводы [6]. Кислотный гидролиз крахмала имеетмножество недостатков. Одним из них являетсяприменение высоких концентраций кислот ивысокой температуры (более 100 °С), приводящиек термической деградации и дегидротации сахаров.Так, в сравнении с кислотами, использованиеферментов в производственном процессе являетсябезопасным, т. к. образуется меньше побочныхпродуктов и поэтому качество изготовляемогопродукта становится выше. Благодаря специфичностидействия ферментных препаратов гидролиз позволяетполучить продукт с определенными физическимисвойствами (например, сладостью). Следова-тельно, перспективно использовать ферментныепрепараты [7].Так в работе N. P. Cuong и др. проведеноисследование, в котором описывается непрерывноепроизводство чистого мальтотекстрина, полученногоферментным гидролизом при использованииамилазы Pyrococcus furiosus [8]. Данная амилазавходит в группу амилолитических ферментов, имеетхарактеристики как циклодекстрин-гидролизующегофермента, так и α-амилазы. В исследованиях,проводимых M. K. Lam с соавторами, в качествеисходного сырья для получения мальтодекстриновприменялся отход производства липидов – биомассамикроводорослей [9]. В качестве ферментныхпрепаратов использовались: фермент α-амилаза изAspergillus oryzae и фермент амилоглюкозидаза изAspergillus niger. В 2017 г. В. В. Ананскиным и егоколлегами была разработана технология получениямальтодекстрина, предусматривающая использованиев качестве катализатора при ферментном гидролизекрахмала кукурузной муки ферментного препаратаα-амилазы «Liquozyme Supra 2,8X» [10].Так как мальтодекстрин имеет внешний видоднородного сыпучего порошка, то существуетнесколько методов высушивания гидролизатов.Например, распылительный и сублимационный(лиофильный).Распылительная сушка используется дляпроизводства сухих продуктов благодаря быстромуудалению влаги из распыленных капель продуктагорячим воздухом, нагретого до температур100–300 °С, с последующей сепарацией твердыхчастиц [11]. Из литературных источников известно,что важнейшими технологическими параметрамираспылительной сушки являются температура,скорость подачи раствора в установку и скоростьпотока воздуха [12]. Также на процесс оказываютвлияние свойства самого материала: способностьпоглощать влагу, текучесть и др. В сравнении сдругими способами высушивание распылением имеетсущественные преимущества. В первую очередь этопродолжительность процесса, которая не превышает3 часов и обеспечивает получение готового продуктавысокого качества. Кроме того, преимуществомраспылительной сушки является высокий выходпродукта при минимальных затратах энергии ивремени. Однако высокая температура процессазначительно снижает количество компонентовсмеси, чувствительных к нагреванию (например,витаминов).Процесс сублимационной сушки состоит ихтрех основных этапов: замораживание, сублимация,досушивание [13]. Процесс сублимации находитсяв прямой зависимости от продолжительностизамораживания и температуры материала навыходе. Важными параметром сублимационнойсушки является присутствие определенногоколичества сухих веществ (минимальное количество25–30 %) [11]. Из-за своей дороговизны и затратвремени сублимационная сушка не находит широкоеприменение в молочном секторе, но используетсядля отдельных пищевых продуктов: пробиотиков изаквасок [11].Мальтодекстрины обладают свойстваминаполнения, структурирования, эмульгированияи стабилизации, а также способны впитыватьспецифический вкус молока и продлевать срокего хранения [15–17]. Благодаря таким свойстваммальтодекстрины нашли широкое применениев молочной промышленности при изготовленииследующих молочных продуктов [18]:– мороженного порошка (10–25 %) для улучшенияструктуры, вкуса и эмульгирования;– молочного сахара (6–8 %) для предотвращениякристаллизации продукции;– сухого детского молока (9–11 %) в качествеэмульгатора;– кисломолочных продуктов (5–7 %).В работах Л. А. Забодало и его коллег проведеноисследование по разработке комплексного составауглеводно-белкового кисломолочного напитка,в состав которого входит мальтодекстрины сдекстрозным значением 11–12 %, витамины ипробиотические культуры бифидобактерий [19].Данный кисломолочный продукт направлен дляпитания лиц, которые подвержены физическимнагрузкам. Существует исследование, посвящен-ное изготовлению концентрированного молокосо-держащего продукта на основе мальтодекстрина,который используется в качестве частичной заменысахарного песка [20]. Это позволяет понизить уровеньсахара в конечном продукте и улучшить его структуруи органолептические свойства.В работе A. K. M. Chandrapala и др. сообщалосьо влиянии соотношения лактозы и мальтодекстрина619Федорова А. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 616–629на характеристики эмульсий молочных смесей иих свежеприготовленных порошков при хранениипри двух температурах (22 и 40 °C) и трехуровнях относительной влажности воздуха (11,23, 54 %) в течение нескольких месяцев [21, 22].Понимание физико-химических изменений впорошках молочных смесей при хранении подвлиянием соотношения лактозы и мальтодекстринаимеет практическое значение для пищевойпромышленности. Порошок молочной смеси,который не содержал мальтодекстрины, образовалтвердую лепешку после 60-дневного хранения.Порошки молочной смеси, содержащие 15 % и 30 %мальтодекстрина, не спекались и образовывалислабые агломераты, которые возвращались обратно котдельным частицам после мягкого давления пальца.Содержание влаги во всех трех порошках еще большеуменьшилось после 90-дневного хранения, а такжевсе порошки были спекшимися на этой стадии [23].Мальтодекстрин с DE 20 % имеет высокую среднююмолекулярную массу, по сравнению с лактозой(342,3 г моль–1), и его присутствие увеличиваетзначения температуры стеклования в порошкахмолочных смеси. При обеих температурах хранениятемпература стеклования оставался неизменной втечение всего периода хранения для всех порошков,хранящихся при относительной влажности воздуха11 %, в то время как медленное и постепенноеснижение температуры стеклования происходилов порошках, уравновешенных при относительнойвлажности воздуха 23 %. При относительнойвлажности воздуха 11 % и 23 % содержание влагив порошке было низким, что является причинойотносительно высокого уровня температуры [24].E. Zafer и N. Koca использовали мальтодекстриныс DE 20 % и молочную сыворотку для улучшенияфизических свойств высушенного сырногопорошка, а также применяли полученный продукткак заменитель сыра, тем самым снижая затратына сырье [25].Мальтодекстрины применяются в качестветекстурирующих агентов и заменителей жира [26].Также мальтодекстрины используются впроизводстве обезвоженных продуктов, посколькуони уменьшают их липкость и улучшаютпрочность [7]. Эти свойства обусловленыводопоглощающей способностью, а такжеспособностью создавать защитный барьер наповерхности абсорбирующих частиц и повышатьтемпературу стеклования [27].Большое количество работ, направленных наиспользование мальтодекстринов в молочнойпромышленности, делает актуальным процессулучшения и разработки существующих технологийполучения данной добавки [28].Целью исследования является улучшениесуществующей технологии получениямальтодектсринов на основе картофельного икукурузного крахмала.Объекты и методы исследованияВ качестве объектов исследования использовали:картофельный («Скайфуд», Россия) и кукурузный(«Проксима», Россия) крахмал.В данном исследовании для приготовления1 %-ной картофельной и кукурузной крахмальнойсуспензии воду очищали на бидистилляторе маркиТУ 25-11.1592-81 БС («Лабинвест», Россия).Для получения мальтодекстринов изкартофельного и кукурузного крахмала приферментном гидролизе использовали ферментныепрепараты Амилолюкс АТС и Глюколюкс А(«Сиббиофарм», Россия). Активация ферментаосуществлялась при нагревании бидисстилированнойводы до 60 °С. Концентрация фермента АмилолюксАТС составила 0,5 мл/50 см3, температура гидролиза65 ± 2 °С. Концентрация фермента Глюколюкс Абыла равна 0,5 мл/25 см3, температура гидролизасоставила 70 ± 5 °С.Активированный ферментный препаратАмилолюкс АТС, взятый в количестве 3,3 мл длякартофельного и 23,76 мл для кукурузного клейстера,приливали в 396 мл 1 %-ого картофельного икукурузного крахмального клейстера. Ферментныйпрепарат Глюколюкс А был взят для картофельногоклейстера в количестве 36,9 мл, а для кукурузного– 55,35 мл. Все приготовленные суспензииперемешивали и помещали в водяную баню«ЭКРОС ПЭ-4310» («ЭКРОСХИМ», Россия).Процесс ферментного гидролиза контролировалсясвежеприготовленным 0,1 н раствором йода KI(«ЛенРеактив», Россия). По истечении 1 минотбиралась проба и вносилась в пробирку сраствором йода. Постепенное изменение окраскисуспензий при реакции с йодом (синяя – амилоза иамилопектин, сине-фиолетовая – амилодекстрины,краснокирпичная – эритродекстрины, оранжевяРисунок 1. Ферментный гидролиз крахмального клейстерапри взаимодействии с раствором йодаFigure 1. Enzymatic hydrolysis of starch paste upon interactionwith iodine solution620Fedorova A.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 616–629– ахродекстрины, желтая – мальтодекстрины)свидетельствовало о протекании гидролиза.Гидролиз заканчивали, когда крахмальный клейстерприобретал желтую окраску, и отмечали общуюпродолжительность гидролиза (рис. 1)1.Для того чтобы проанализировать исходноеколичество расщепленного картофельного иликукурузного крахмала после ферментативногогидролиза, проводился анализ на определениеамилолитической активности ферментных пре-паратов Амилолюкс АТС и Глюколюкс А.Амилолитическая активность показывает спо-собность расщепления крахмала до декстринов.Ее определяли спектрофотометрическим методомна спектрофотометре «UV-1800» («Shimadzu»,Германия) при длине волны λ = 656 нм. Для анализаиспользовали кюветы с толщиной поглощения света1 см. Бидистилированная вода являлась контролем.Исходя из количества прогидролизованногокрахмала, определялась скорость проведенияферментного гидролиза [29].Для проведения кислотного гидролизаиспользовали 10 % серную кислоту H2SO4 («Сигматек», Россия) [29]. Разбавленную серную кислотувносили в картофельный клейстер (396 мл) вколичестве 59,4 мл, а для кукурузного клейстера (396мл) концентрация серной кислоты была равна 79,2 мл.Приготовленные кислотно-крахмальные клейстерыперемешивали и помещались в водяную баню на 2 ч.Кислотный гидролиз осуществлялся при 95 °С.Каждые 20 мин из колбы брали пробы и вносилив заранее приготовленные пробирки с растворомйода. Также отмечалась общая продолжительностькислотного гидролиза (рис. 2). После кислотногогидролиза необходимо нейтрализовать сернуюкислоту путем добавления CaCO3 («Альфа-климат»,1 ГОСТ Р 50549–93. Продукты гидролиза крахмала. Определениевосстанавливающей способности и эквивалента глюкозы.Метод постоянного титра Лейна и Эйнона. – М. : Издательствостандартов, 1993. – 7 с.Россия) до pH 4,5–4,6. После нейтрализацииполучившийся осадок (CaSO4) убирали нацентрифуге («Centrifuge 5430», Россия). Основнуюмассу нерастворимых компонентов в гидролизатахсоставляют жиро-белковые примеси (0,3–1 %).Они денатурируются и подвергаются пептизациипосле действия кислоты и высокой температуры.Для их удаления после нейтрализации гидролизатыподвергались фильтрованию через бумажныефильтры «Синяя лента» (Сартогосм, Россия)с размерами пор 2–3 мкм с использованиемактивированного угля («Медисорб», Россия).Активированный уголь применялся в качествеадсорбента для обесцвечивания и удаления запахаи примесей. Обесцвечивание происходило путемпропускания растворов гидролизатов через слой угля,нанесенного на фильтровальную бумагу1.В данной работе для обезвоживаниягидролизатов, полученных при ферментном икислотном гидролизе картофельного и кукурузногокрахмала, рассматривали два способа сушки:распылительный и сублимационный (лиофильный).Для распылительного высушивания использовалираспылительную сушилку «Mini Spray Dryer B-290»(«Buchi», Швейцария) (рис. 3) [30]. Сушка на даннойустановке осуществлялась следующим образом: газ,нагретый с помощью микропроцессорной автоматикиFuzzy-logic 2, подавался в корпус сушилки. Одновре-менно с помощью шлангового насоса поступараствор гидролизата в распылительную форсунку 1,из которой впоследствии распылялся растворна мельчайшие капли в сушильную камеру 3.Поток газа переносил частицы сухого продукта вРисунок 2. Кислотный гидролиз крахмального клейстерапри взаимодействии с раствором йодаFigure 2. Acid hydrolysis of starch paste upon interactionwith iodine solution(а) (b)Рисунок 3. Распылительная сушилка: (а) общий вид;(b) схема установки: 1 – распылительная форсунка;2 – нагреватель Fuzzy-logic; 3 – сушильная камера;4 – циклон; 5 – выходной фильтр; 6 – потоковый аспираторFigure 3. Spray dryer: (a) general view; (b) installation diagram:1– spray nozzle; 2 – Fuzzy-logic heater; 3 – drying chamber;4 – cyclone collector; 5 – output filter; 6 – flow aspirator123 64 5621Федорова А. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 616–629циклон 4, где под действием собственной силытяжести происходило осаждение сухих частиц. Вконструкции распылительной сушилки предусмотрентекстильный выходной фильтр 5, удерживающиймелкие частицы, а также аспиратор 6, создающийпоток воздуха во всей установке.Сублимационное высушивание гидролизатовосуществляли методом лиофилизации с помощьюустановки «ИНЕЙ-6М» («Биоприбор», Россия)(рис. 4). Принцип сублимационной сушилкизаключается в следующем: растворы гидролизазамораживали в течение суток до кристаллообразногосостояния. Затем образовавшийся лед переходитв водяной пар, который под действиемнизковакуумного насоса откачивается из рабочейкамеры. Далее образуется конденсация нанизкомолекулярном конденсаторе [11].Из рассмотренных двух методов высушиваниягидролизатов сублимационное высушиваниене подошло, т. к. количество сухих веществ вполученных гидролизатах составляло всего 1–8 %.Это не соответствует установленным нормам:процентное соотношение сухих веществ длясублимационного высушивания должно составлятьне менее 25–30 % [11].Определение органолептической оценки высу-шенных образцов мальтодекстринов осуществлялосьв соответствии с ГОСТ 34274-20172.Для полученных образцов мальтодекстриновопределялся дектрозный эквивалент (DE),соответствующий методу восстанавливающейспособности мальтодекстринов1.Массовая доя сахаров определена методомвысокоэффективной жидкостной хроматографии2 ГОСТ 34274-2017. Мальтодекстрины. Технические условия. –М. : Стандартинформ, 2019. – 15 с.(ВЭЖХ). Вещества разделены с помощьюхроматографа «Shimadzu LC-20» Prominence(«Shimadzu», Япония) с спектрофотометрическимдетектором «Shimadzu SPD20A» и рефрактометри-ческим детектором «RID-10A» с колонкой «SHODEXSUGAR SH1821» 8.0 ID×300 mmL. Существующийметод основан на хроматографическомразделении сахаров в полученных образцахмальтодекстрина с последующей регистрациейпри использовании рефрактометрическогодетектора и количественным определением пометоду внешних эталонов3. К основным условиямпроведения хроматографического анализаотносятся: элюент 0,1 N H2SO4; температураколонки 50,0 ± 0,1 °С; скорость потока 0,6 мл/мин;объем инжекции 5 мкл. Для количественногоопределения применялся метод внешних стандартовпо площадям пиков испытуемых образцовмальтодекстрина. Для определения качественнойоценки сахаров применялся метод сравнениязначения времен удерживания исследуемых образцовмальтодекстринов в ВЭЖХ-спектрах3.Результаты и их обсуждениеВ результате серии проведенных экспериментовпо ферментному и кислотному гидролизукартофельного и кукурузного крахмала полученынесколько образцов мальтодекстринов.Для ферментных препаратов определеныследующие показатели: количество прогидро-лизованного картофельного и кукурузногокрахмала, амилолитическая активность и скоростьферментного гидролиза. Также для высушенныхобразцов мальтодекстринов проанализированы3 ГОСТ 32167-2013. Мед. Метод определения сахаров. –М. : Стандартинформ, 2018. – 17 с.Рисунок 4. Сублимационная установка «ИНЕЙ-6М»Figure 4. INEY-6M freeze-drierРисунок 5. Количественное значение прогидролизованногокартофельного и кукурузного крахмалаFigure 5. Quantitative value of hydrolyzed potato and corn starch622Fedorova A.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 616–629такие показатели, как органолептическая оценка,DE-значение и массовая доля сахаров,образовавшиеся после ферментного и кислотногогидролиза.На рисунках 5, 6 и 7 представлены результатыпроведения ферментного гидролиза картофельногои кукурузного крахмала при участии ферментныхпрепаратов Амилолюкс АТС и Глюколюкс А.Из проведенного спектрофотометрическогоанализа видно, что количество прогидролизованногокрахмала с ростом временного значенияувеличивается независимо от вида крахмала иферментного препарата. Активное расщеплениеосуществлялось при использовании картофельногокрахмала и ферментного препарата Амилолюкс АТС.На рисунке 6 показана зависимость амилоли-тической активности ферментных препаратов отвремени их воздействия на крахмал.По результатам амилолитической активностиможно сделать вывод, что ферментный препаратАмилолюкс АТС является более активным,чем фермент Глюколюкс А, т. к. максимальнаяамилолитическая активность ферментногопрепарата Амилолюкс АТС при расщеплениикартофельного крахмала составляет 2330,50 ед/мл,а кукурузного крахмала составляет 1960,50 ед/мл втечение 3 минут. Максимальная амилолитическаяактивность ферментного препарата ГлюколюксА прогидролизованного картофельного крахмаласоставляет всего 544,58 ед/мл, а кукурузногокрахмала равна 257,66 ед/мл в течение такого жевремени проведения гидролиза.На рисунке 7 показана зависимость скоростиферментного гидролиза от времени.Из полученных результатов видно, что скоростьпроведения ферментного гидролиза уменьшаетсяпропорционально временному значению. Следо-вательно, крахмал подвергался поэтапномурасщеплению каждую минуту от амилозы иамилопектина до мальтодекстринов. В соответствиис определенными параметрами перспективнымферментным препаратом для проведенияферментного гидролиза крахмала являетсяАмилолюкс АТС.Исходя из полученных результатов, технологияполучения мальтодекстринов из картофельного икукурузного крахмала станет упрощенной благодаряприменению ферментного препарата АмилолюксАТС. В связи с этим проведение дальнейшихисследований планируется только с ферментнымпрепаратом Амилолюкс АТС.Внешний вид всех полученных образцов маль-тодекстринов после распылительного высушиваниябыл белого сыпучего порошка, не имеющегопостороннего запаха, хорошо растворяющиеся вгорячей и холодной воде. Образцы мальтодекстринов,полученные при ферментном и кислотном гидролизекартофельного и кукурузного крахмала, имелисладковатый привкус. Все органолептическиепоказатели полученных образцов соответствовалиустановленному стандарту (ГОСТ 34274-2017).Образцы, полученные при ферментном икислотном гидролизе картофельного крахмала, имелиDE 12 %. В образцах, полученных при ферментноми кислотном гидролизе кукурузного крахмала,DE равно 13 %. Из полученного декстрозногозначения видно, что коэффициент сладостимальтодекстринов равен 0,1 по отношению к сахару.Коэффициент сладости сахара равен 1 [31]. Такжеспособствуют снижению водопоглотительнойспособности гидроскопичных компонентов [32].Следовательно, данные образцы возможно применятьв качестве носителя для порошкообразных пищевыхароматизаторов и основы вкусоароматическихдобавок при изготовлении замороженных соусов исупов, а также в качестве пищевой биологическойдобавки в молочной промышленности, эмульгатораРисунок 6. Амилолитическая активность ферментныхпрепаратовFigure 6. Amylolytic activity of enzyme preparationsРисунок 7. Скорость ферментного гидролиза крахмалаFigure 7. Rate of starch enzymatic hydrolysis623Федорова А. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 616–629при изготовлении молочных продуктов (например,при изготовлении мороженного порошка и сливок).При этом найдут свое применение в качествевлагопоглатителя при производстве сухого молока.Также полученные образцы мальтодекстриновнайдут свое применение в детском питании вкачестве подсластителя при изготовлении детскихсухих смесей.Количественное определение сахаров вовсех образцах мальтодекстринов, полученныхферментным и кислотным расщеплением карто-фельного и кукурузного крахмала, представлены вследующих результатах исследований. В таблице 1приведены значения массовой доли сахаров вобразцах мальтодекстрина после ферментного иликислотного гидролиза картофельного и кукурузногокрахмала.В результате проведенных испытаний хорошийрезультат показали образцы «Мальтодекстрин № 2» и«Мальтодекстрин № 3», полученные при проведениинеполного ферментного и кислотного гидролизакартофельного крахмала, т. к. уровень массовой долисахара мальтозы и глюкозы соответствует нормеколичества сахара содержащихся в мальтодексринов(ГОСТ 32167-2013). Образцы «Мальтодекстрин № 4»и «Мальтодекстрин № 5», полученные при неполномферментном и кислотном расщеплении кукурузногокрахмала, расщепились до глюкозы, т. е. можноговорить о том, что гидролиз прошел полностью.Одновременно при количественном определениисахаров осуществлялась и качественная оценкапутем сравнения значений времен удерживанияв ВЭЖХ-секторах стандартного раствора.Осуществлена идентификация полученных растворовмальтодекстринов. Значение времен удерживанияобразовавшихся сахаров в полученных образцахмальтодекстринов представлены в таблице 2.На рисунках 8–12 представлены хроматограммыобразцов высокоэффективной жидкостнойхроматографии картофельного и кукурузногоТаблица 1. Массовая доля сахаров в полученных образцах мальтодекстринаTable 1. Mass fraction of sugars in the obtained maltodextrin samplesОбразецмальтодекстринаВид крахмала Способ гидролизакрахмалаМассовая доля компонента, %Мальтоза ГлюкозаМальтодекстрин № 1 Картофельный Полный ферментный 23,07 ± 0,10 26,16 ± 0,020Мальтодекстрин № 2 Картофельный Ферментный 16,73 ± 0,25 12,48 ± 0,050Мальтодекстрин № 3 Картофельный Кислотный 7,97 ± 0,15 2,81 ± 0,030Мальтодекстрин № 4 Кукурузный Ферментный 40,22 ± 0,30 52,93 ± 0,040Мальтодекстрин № 5 Кукурузный Кислотный 18,43 ± 0,19 27,00 ± 0,010Таблица 2. Значение времен удерживания сахаров ВЭЖХ-спектрахTable 2. Time values of sugar retention in HPLC spectraОбразецмальтодекстринаВид крахмала Способ гидролизакрахмалаВремя удерживания сахаров, минМальтоза ГлюкозаМальтодекстрин № 1 Картофельный Полный ферментный 15,473 ± 0,020 16,773 ± 0,020Мальтодекстрин № 2 Картофельный Ферментный 15,731 ± 0,010 16,731 ± 0,050Мальтодекстрин № 3 Картофельный Кислотный 15,445 ± 0,030 16,737 ± 0,030Мальтодекстрин № 4 Кукурузный Ферментный 15,471 ± 0,050 16,771 ± 0,040Мальтодекстрин № 5 Кукурузный Кислотный 15,466 ± 0,040 16,769 ± 0,010Рисунок 8. ВЭЖХ хроматограмма образца картофельногокрахмала после полного ферментного гидролизаFigure 8. HPLC chromatogram of a potato starch sample after completeenzymatic hydrolysisРисунок 9. ВЭЖХ хроматограмма образца картофельногокрахмала после неполного ферментного гидролизаFigure 9. HPLC chromatogram of a potato starch sample afterincomplete enzymatic hydrolysismVmV624Fedorova A.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 616–629крахмала после ферментного и кислотногогидролиза. Данные хроматограммы подтверждаютколичественный выход сахаров.Качественный анализ высокоэффективнойжидкостной хроматографии (рис. 8) показал, чтокартофельный крахмал при полном ферментномгидролизе расщепился полностью, а именнодо остатков глюкозы и редуцирующих сахаровмальтозы, что подтверждают результаты анализахроматографии. Количество молекул глюкозы(26,16 ± 0,020 %) превышает количество молекулмальтозы (23,07 ± 0,10 %), что соответствуетмассовой доли сахаров в полученных образцахмальтодекстринов (табл. 1).При исследовании ферментного и кислотногогидролиза картофельного крахмала (рис. 9 и 10)анализ ВЭЖХ показал, что пик выхода мальтозыпроисходит выше пика выхода глюкозы. То естьколичество молекул мальтозы (16,73 ± 0,25 % – приферментном неполном гидролизе, 7,97 ± 0,15 % –при кислотном неполном гидролизе) больше, чемколичество молекул глюкозы (12,48 ± 0,050 % – приферментном неполном гидролизе, 2,81 ± 0,030 % –при кислотном неполном гидролизе) (табл. 1).Если рассмотреть ферментный и кислотныйгидролиз кукурузного крахмала (рис. 11 и 12),то результаты ВЭЖХ показали, что пик выходамальтозы находится ниже пика выхода глюкозы. Тоесть количество молекул мальтозы (40,22 ± 0,30 % –при ферментном неполном гидролизе, 18,43 ± 0,19 %– при кислотном неполном гидролизе) меньше, чемколичество молекул глюкозы (52,93 ± 0,040 % – приферментном неполном гидролизе, 27,00 ± 0,010 % –при кислотном неполном гидролизе) (табл. 1).В процессе проведения исследованийбыли рассмотрены две технологии получениямальтодектринов из картофельного и куку-рузного крахмала. Одна из них представляетулучшенный технологический процесс получениямальтодекстрина путем ферментного гидролизакартофельного и кукурузного крахмала, применяяферментный препарат Амилолюкс АТС. Другаятехнологическая схема рассматривает получениямальтодекстринов путем кислотного гидролизакартофельного и кукурузного крахмала.Технология, главной технологической стадиейкоторой является ферментный и кислотный гидролизкрахмала, включала в себя следующие операции:1. Приготовление 1 %-ой суспензии картофель-ного и кукурузного крахмала;2. Проведение неполного ферментативного икислотного гидролиза картофельного и кукурузногокрахмала:– при ферментативном гидролизе использованферментный препарат Амилолюкс АТС;– при проведении кислотного гидролиза взята10 % серная кислота;3. Нейтрализация серной кислоты путемдобавления CaCO3 до pH 4,5–4,6;4. Центрифугирование. Получившийся осадок(CaSO4) после нейтрализации убирали путемцентрифугирования в течение 15 мин при7083 об/мин;5. Очистка гидролизатов от жиро-белковыхпримесей методом фильтрования гидролизатов;6. Распылительное высушивание гидролизатов.Критериями подбора параметров являлись массоваядоля влаги в образце (не более 5 %) и выход продукта(не менее 80 %). За минимально допустимоеРисунок 10. ВЭЖХ хроматограмма образца картофельногокрахмала после неполного кислотного гидролизаFigure 10. HPLC chromatogram of a potato starch sample afterincomplete acid hydrolysismVmVРисунок 11. ВЭЖХ хроматограмма образца кукурузногокрахмала после неполного ферментного гидролизаFigure 11. HPLC chromatogram of a corn starch sample afterincomplete enzymatic hydrolysisРисунок 12. ВЭЖХ хроматограмма образца кукурузногокрахмала после неполного кислотного гидролизаFigure 12. HPLC chromatogram of a corn starch sample afterincomplete acid hydrolysismV625Федорова А. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 616–629значение выхода продукта принято 80 % в связи сэкономической целесообразностью технологии. Привыходе продукта ниже 80 % технология экономическиневыгодна. Для высушивания гидролизатовподобраны основные параметры: температура сушкисоставила 100 °С, температура потока воздуха100 °С, скорость подачи раствора в установку12 мл/мин, продолжительность высушивания 3 ч;7. Охлаждение до 30–35 °С;8. Упаковка и хранение (24 месяца).Процессуальная схема получения мальто-декстрина из картофельного и кукурузного крахмалапредставлена на рисунке 13.ВыводыФерментный и кислотный гидролиз крахмалаявляется обязательным этапом технологическогопроцесса производства мальтодекстрина. С цельюулучшения технологии получения мальтодекстринаиз картофельного и кукурузного крахмала дляферментного гидролиза были рассмотрены иисследованы два ферментных препарата АмилолюксАТС и Глюколюкс А. В результате исследованийна определение количества прогидролизованногокартофельного и кукурузного крахмала, амилоли-тической активности ферментных препаратовАмилолюкс АТС и Глюколюкс А и скоростиферментного гидролиза перспективнымферментным препаратом является Амилолюкс АТС.Амилолитическая активность Амилолюкс АТСи скорость ферментного гидролиза выше, чем уферментного препарата Глюколюкс А. В дальнейшемпланируется подбор других ферментных препаратов.По органолептическому показателю все четыреобразца мальтодекстринов не различались междусобой. Все образцы имели внешний вид белогосыпучего порошка, с сладковатым привкусом, неимеющего запаха. Хорошо растворяющегося как вгорячей воде, так и в холодной.Полученные мальтодекстрины имели декстрозныйэквивалент 12–13 %. В связи с этим данные образцыможно применять в молочной промышленностив качестве эмульгатора при производствекисломолочных продуктов. Также возможноприменение полученных образцов в качестве добавкив сухое молоко, тем самым повысив растворяемостьпродукта. Кроме молочной промышленностиполученные образцы мальтодекстринов можноприменять и в детском питании в качествеподсластителя, а также при изготовлениизамороженных супов, соусов и ароматизаторов.Проведенный хроматографический анализпоказал, что образцы мальтодекстринов, полученныеиз картофельного крахмала при ферментномгидролизе, имели массовую долю мальтозы16,73 ± 0,25 %, глюкозы – 12,48 ± 0,050 %, а прикислотном массовая доля мальтозы – 7,97 ± 0,15 %,глюкозы – 2,81 ± 0,030 %. Исходя из результатов,ферментный и кислотный гидролиз картофельногокрахмала прошел успешно, т. к. количественныйвыход мальтозы превышает выход глюкозы. Теобразцы, которые были получены из кукурузногокрахмала при ферментном гидролизе, имелимассовую долю мальтозы 40,22 ± 0,30 %, глюкозы– 52,93 ± 0,040 %, а при кислотном гидролизеРисунок 13. Процессуальная схема производства мальтодекстринаFigure 13. Process flow diagram of maltodextrin productionТсушки = 100 °С626Fedorova A.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 616–629кукурузного крахмала количество мальтозысоставляло 18,43 ± 0,19 %, глюкозы – 27,00 ± 0,010 %.Следовательно, ферментный и кислотный гидролизкукурузного крахмала прошел полностью, т. к.количественный выход глюкозы значительнопревышает выход мальтозы.Исходя из разработанной технологии получениямальтодекстрина из картофельного и кукурузногокрахмала, перспективным методом расщеплениякрахмала является ферментный гидролиз, посравнению с кислотным, т. к. при кислотномгидролизе крахмала используется серная кислота.Данный реагент является небезопасным и при еенейтрализации образуются значительное количествовзвесей. Следовательно, готовый продукт получаетсяс примесями.Критерии авторстваВсе авторы внесли равный вклад в созданиеисследования, обработку и анализ полученныхрезультатов, а также в оформлении статьи.Конфликт интересовАвтор заявляет об отсутствии конфликтаинтересов.ContributionAll authors equally contributed to the researchdevelopment, processing, data analysis, and themanuscript designConflict of interestThe authors declare that there is no conflict of interestregarding the publication of this article.