Перспективы развития технологий и системы оборудования для получения продуктов гидролиза крахмала методом биокатализа связаны с повышением концентрации перерабатываемых сред и адаптации эффективных процессов для подготовки сырья к гидролизу [1, 3]. Повышение концентрации субстрата при ферментолизе крахмалсодержащих субстратов имеет ряд технологических недостатков. Увеличение концентрации продуктов гидролиза может ингибировать скорость биокаталитических реакций, ухудшаются массоперенос, реология жидких сред и, соответственно, возможности перемешивания и перекачивания гидролизатов [2, 3].
Актуальность исследования обусловлена тем, что принятые в промышленности способы модификации и биокатализа крахмала предполагают проведение процесса в условиях высокого содержания влаги (от 65 % и выше) и высокой длительности, что требует использования большого количества емкостного оборудования и высоких тепло- и энергозатрат на поддержание требуемых тепловых и массообменных условий осуществления процесса. Экструзия, объединяющая в себе несколько технологических операций (перемешивание, термо-, баро-, влагообработка, формование), позволяет использовать экструдер как стадию предподготовки сырья без низкоконцентрированного разваривания или как универсальный биокаталитический реактор, заменяя тем самым большое количество оборудования и значительно упрощая технологическую схему переработки сырья [4, 5].
Целью работы было исследование влияния режимов экструзии и дозировки термостабильной α-амилазы на эффективность ферментативного гидролиза крахмала в экструдере.
Объектом исследований являлся кукурузный крахмал по ГОСТ 321592013 «Крахмал кукурузный» влажностью 12 % и гидролизаты экструдированного кукурузного крахмала.
Исследование осуществлялось с использованием экструзионного биокаталитического реактора на основе двухшнекового экструдера Werner&Pleiderer Continua 37 с диаметром шнеков 37 мм, удельной длиной шнеков 27, через матрицу с отверстиями 2 × ø8 мм. В процессе экспериментальных работ варьировали режимные параметры: температуру, скорость вращения шнеков и общее влагосодержание перерабатываемого материала. Схема устройства для проведения процесса представлена на рисунке 1.