СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА КРАХМАЛА И КРАХМАЛОПРОДУКТОВ

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                      Стр.

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................ 8

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА КРАХМАЛА

И КРАХМАЛОПРОДУКТОВ (Литературный обзор)........................ 15

1.1. Крахмал: строение и его свойства .................................................... 15

1.2. Гидролиз крахмала и его виды ......................................................... 17

1.2.1. Кислотный гидролиз....................................................................... 21

1.2.2. Ферментативный гидролиз ............................................................ 24

1.2.3. Кислотно-ферментативный гидролиз............................................. 27

1.3. Глюкозно-фруктозные сиропы как основные сахарозаменители.... 27

1.4. Принципиальная технологическая схема получения

глюкозно-фруктозных сиропов................................................................ 32

1.5. Применение глюкозно-фруктозных сиропов в пищевой

промышленности....................................................................................... 35

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГЛЮКОЗНО-ФРУКТОЗНЫХ

СИРОПОВ ИЗ ЗЕРНА КУКУРУЗЫ И ЦИКОРИЯ

(Экспериментальная часть).................................................................... 40

2.1. Требования к качеству кукурузного крахмала ................................ 41

2.2. Технологические требования, предъявляемые к цикорию в

производстве инулина .............................................................................. 43

2.3. Инулин из цикория: получение и свойства ...................................... 47

2.4. Технология получения фруктозно-глюкозных сиропов из зерна

кукурузы и цикория ................................................................................. 52

2.5. Преимущества применения фруктозно-глюкозных сиропов

из комбинированного сырья..................................................................... 55

3.0. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.................................................. 60

4.0. ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ........................... 62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................. 80

ВВЕДЕНИЕ

Производство крахмала и крахмалопродуктов в мире непрерывно возрастает. Это происходит из-за увеличения потребности в последние годы в сахаристых продуктах из крахмала, модифицированных крахмалах, биоразрушающихся полимерных материалах на их основе и т.д. В мире производится более 60 млн. т крахмала, из которого ¼ часть используется в нативном виде, примерно столько же идет на выработку модифицированных крахмалов и около половины направляется на производство сахаристых продуктов [18].

Производство нативных крахмалов в 2009-2013 гг. увеличилось на 24,2%, что снизило долю их импорта до 13%, однако импорт картофельного крахмала и модифицированных крахмалов остается высоким – до 80%.

Основные производители крахмала и продуктов его переработки – США, Канада, Япония, Таиланд, Германия, Франция, Дания и Голландия.

К сахаристым продуктам, получаемым из различных видов растительного крахмалсодержащего сырья, относятся глюкоза, фруктоза, крахмальная патока, глюкозно-фруктозный сироп и др.

Увеличение производства сахаристых продуктов из крахмала позволило за последние 5 лет сократить импорт указанной продукции с 13,4 до 6,5%. Рост производства достигнут, в основном, за счет увеличения производства мальтозной патоки.

В России также наблюдается устойчивый рост развития производства крахмала и крахмалопродуктов.

Вместе с тем, по производству крахмала Россия значительно отстает от уровня промышленно развитых стран, где его потребление составляет менее 3 кг на душу населения. Дефицит возрастающего спроса на продукцию отрасли удовлетворяется в основном за счет импорта, который составляет около 200 тыс. т крахмала и крахмалопродуктов.

В странах ЕС среднедушевое потребление крахмала составляет около 22 кг, в России – в 4 раза меньше. Поэтому для нашей страны увеличение объемов выработки крахмала и крахмалопродуктов является важным элементом подъема экономики [35].

Наиболее важным направлением развития крахмалопаточного производства является переработка крахмала на сахаристые продукты с заданным составом и свойствами (крахмальная патока: низкоосахаренная, карамельная, мальтозная, высокоосахаренная, глюкоза, глюкозно-фруктозные сиропы, мальтодекстрин и др.). Это особенно важно отметить с учетом необходимости совершенствования структуры производства сахаристых продуктов в России.

Наличие в стране разнообразного крахмалсодержащего сырья: пшеница, кукуруза, ячмень, сорго, рожь и т.д. обуславливает возможность существенного увеличения объемов производства сахаристых продуктов.

Ассортимент продукции крахмалопаточной промышленности составляет несколько сотен наименований и постоянно увеличивается по мере появления и использования новых достижений в науке и практике [18].

Исследования отечественных и зарубежных ученых свидетельствуют об эффективности применения биоконверсии крахмала для получения сахаристых продуктов высокого качества с заданным углеводным составом. Разработка такой продукции предоставляет значительные возможности для создания новых видов пищевых изделий, в том числе диетического и диабетического назначения.

Став основным составным элементом всего рынка подслащивающих веществ, сахаристые продукты из крахмала оказывают существенное влияние на состояние рынка сахара и обуславливают значительные структурные сдвиги в его производстве и потреблении.

Ориентировочная потребность России в сахаристых крахмалопродуктах при полном оздоровлении ее экономики составляет до 1,5…2 млн. т, которая может быть покрыта путем переработки собственного крахмалсодержащего сырья: пшеница, кукуруза, ячмень, рожь [22].

Основываясь на данных прогноза развития основных отраслей – потребителей крахмалопаточной продукции, наращивания ими объемов производства и потребления этой продукции до 2030 г., определены примерные объемы потребления крахмала и сахаристых крахмалопродуктов (крахмальная патока, глюкоза кристаллическая, глюкозно-фруктозные сиропы) (табл.1).

Таблица 1

Прогнозируемые объемы (тыс.т) потребления крахмалопаточной продукции

На основе прогнозируемой емкости рынка крахмалопаточной продукции определены перспективные объемы производства этой продукции (табл.2).

Таблица 2

Прогнозируемые объемы (тыс. т) производства крахмалопаточной продукции до 2030 г.

Развитие крахмалопаточной отрасли на период до 2030 предусматривает в качестве приоритетных направлений: устойчивый рост объемов, эффективности производства и стремление к обеспечению продовольственной безопасности в этом секторе рынка; насыщение рынка различными видами нативных и модифицированных крахмалов, сахаристых крахмалопродуктов и расширение сферы и объемов потребления крахмалопаточной продукции.

В ближайшие годы рынок крахмала и крахмалопродуктов будет расти за счет расширения его использования в пищевой, прежде всего хлебопекарной и кондитерской промышленности.

Наиболее перспективным видом сахаристого продукта из крахмала, как полноценного заменителя сахарозы, является глюкозно-фруктозный сироп с различным содержанием фруктозы и глюкозы (ГФС-42, ГФС-55, ГФС-90). Потенциал рынка ГФС связан преимущественно с развитием отраслей по производству безалкогольных напитков, йогуртов, плодово-ягодных консервов.

Наибольшую популярность глюкозно-фруктозный сироп приобрел в США. Начиная с 1975 года, глюкозно-фруктозные сиропы стали активно проникать в производство продуктов питания и безалкогольных напитков и к настоящему времени фактически завоевали американский рынок подсластителей (рис.1).

Рисунок 1. Объем мирового рынка ГФС, в млн. тонн (по сухому веществу)

Что касается России, то в нашей стране опыт использования глюкозно-фруктозного сиропа довольно мал. Традиционно отечественные производители продуктов питания привыкли использовать в качестве сахарозаменителя крахмальные патоки. На сегодняшний день при совокупном объеме потребления крахмальных сиропов на уровне 0,5 млн тонн на долю глюкозно-фруктозного сиропа приходится не более 10%. Первыми использовать глюкозно-фруктозный сироп в России стали крупные зарубежные корпорации. До сих пор западная компания, владеющая производственными мощностями в России и имеющая опыт использования сиропа в США и/или странах Европы, - основной потребитель этого продукта в нашей стране. Массового перехода отечественных потребителей на новый подсластитель не произошло.

Существует много причин, по которым российский рынок глюкозно-фруктозных сиропов остается слаборазвитым. Во-первых, предложение данных стропов в отрасли ограничено. При наличии в стране порядка 15 производителей глюкозных-мальтозных – сиропов, технология изомеризации глюкозы в сиропе используется только глюкозно-паточным комбинатом «Ефремовский» (Тульская область), принадлежащим американской корпорации Cargill. Единственный производитель географически удален от массы потенциальных потребителей, что играет ключевую роль в проникновении продукта на рынок ввиду проблемы кристаллизации сиропов при перевозке их на дальние расстояния. Во-вторых, цена на глюкозно-фруктозные сиропы выше цены на сахар, в отличие от США, где низкая стоимость кукурузного сиропа стала основным фактором развития рынка. Наконец, отечественный потребитель крайне слабо осведомлен о свойствах глюкозно-фруктозного сиропа и возможностях его применения.

Несмотря на невысокий совокупный спрос, объемы потребления глюкозно-фруктозных сиропов в России ежегодно увеличиваются [14].

Наиболее крупными потребителями выступают представители кисломолочной и кондитерской отраслей: ООО «Кампина», ООО «Эрманн», ОАО «Лианозовский» («Вимм-Биль-Данн»), ООО «Данон Индустрия», ООО «Марс», ООО «Харрис СНГ», ООО «Нестле Россия» и другие.

В отличие от американского рынка, в России практически отсутствует спрос со стороны производителей газированных напитков. Крупные компании – PepsiCo и Coca Cola – используют сахарозу, фруктозу и интенсивные подсластители. Еще одной особенностью российского рынка глюкозно-фруктозных сиропов является востребованность низкофруктозных сиропов с содержанием фруктозы 9-12%. Данная марка глюкозно-фруктозного сиропа создана комбинатом «Ефремовский» специиально для России. Для сравнения, в США наиболее популярными являются марки глюкозно-фруктозный сироп-42 и глюкозно-фруктозный сироп-55. Анализ российского рынка глюкозно-фруктозных сиропов показывает, что и в существующих условиях он достаточно интенсивно развивается. На данном рынке появляются все новые и новые потребители – что важно, не принадлежащие западным корпорациям. Интерес к глюкозно-фруктозному сиропу как сахарозаменителю растет [41].

Резкий рост потребления ГФС наблюдается в США (до 49%), на Тайване (около 30%), в Японии (26,3%), Южной Корее (23,5%), Канаде (19%). В частности, в США значительный рост производства высокофруктозных сиропов привел к существенному снижению потребления сахара (рис. 2).

Рисунок 2. Доля ГФС в общем объеме потребления подсластителей (включая сахар) в разных регионах мира, %

В производстве сахаристых веществ одним из путей развития технологий продуктов профилактического предназначения может стать производство заменителей сахара углеводной группы, в частности высокофруктозных сиропов, которые содержат определенный процент полимергомологов инулина, т.е. инулоолигосахаридов, которые имеют достаточно высокую пребиотическую активность.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА КРАХМАЛА И КРАХМАЛОПРОДУКТОВ

(Литературный обзор)