Способ получения сиропа лактулозы

 

Использование: изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для получения сиропа лактулозы углевода, обладающего активными бифидогенными свойствами. Сущность: способ получения сиропа лактулозы предусматривает приготовление раствора лактозы, изомеризацию лактозы в лактулозу путем внесения в него щелочи, подкисление раствора, сгущение изомеризованного раствора, кристаллизацию лактозы и отделение кристаллов последней от сиропа, содержащего лактулозу. Внесение щелочи осуществляют в неочищенный раствор лактозы и после отделения кристаллов лактозы остаточное количество ее и галактозы подвергают молочнокислому брожению. Сироп пастеризуют, очищают от белковых и красящих веществ адсорбентом и сгущают до содержания сухих веществ 48 52% Сироп лактулозы разбавляют до содержания лактозы 8 10% и молочнокислое брожение осуществляют путем внесения в полученный раствор инокулята культуры Zb. casei в количестве 3,0 4,0% к массе раствора и процесс ведут при температуре 30°С в течение 48 ч и поддержании рН 6,8 7,0 путем периодического внесения CaCO₃ в виде порошка. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для получения сиропа лактулозы углевода, обладающего активными бифидогенными свойствами.

Известен способ получения сиропа лактулозы высокой чистоты, согласно которому разбавляют водой сироп, содержащий 45-55% лактулозы, до концентрации ее 15-25% Полученный раствор подвергают предварительной обработке бромом или бифункциональной борсодержащей смолой, затем вводят в контакт с ионообменной смолой сильного анионообменного типа в таких условиях, чтобы выходящий сироп имел рН 8-10 [1] Однако данный способ сложен, трудоемок и связан со значительными затратами на очистку раствора от вносимых химических реагентов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения сиропа лактулозы, предусматривающий приготовление раствора лактозы, изомеризацию лактозы в лактулозу путем внесения в него щелочи, подкисление раствора, сгущение изомеризованного раствора при 50-60^оС, кристаллизацию лактозы и отделение кристаллов последней от сиропа, содержащего лактулозу [2] Недостатком этого способа является невысокое содержание лактулозы в сиропе.

Цель изобретения повышение качества сиропа лактулозы путем увеличения содержания ее в готовом продукте.

Для этого в предлагаемом способе получения сиропа лактулозы, предусматривающем приготовление раствора лактозы, изомеризацию лактозы в лактулозу путем внесения в него щелочи, подкисление раствора, кристаллизацию лактозы и отделение кристаллов последней от сиропа, содержащего лактулозу, внесение щелочи осуществляют в неочищенный раствор лактозы и после отделения кристаллов лактозы остаточное количество ее галактозы подвергают молочно-кислому брожению, после чего сироп пастеризуют, очищают от белковых и красящих веществ адсорбентом и сгущают до содержания сухих веществ 48-52% Сироп лактулозы следует разбавлять до содержания лактозы 8-10% и молочно-кислое брожение осуществлять путем внесения в полученный раствор инокулята культуры Lb casei в количестве 3,0-4,0% к массе раствора и процесс вести при 30^оС в течение 48 ч и поддержании рН 6,8-7,0 путем периодического внесения СаСО₃ в виде порошка.

В качестве адсорбента для очистки раствора целесообразно использовать активированный уголь в количестве 2,0-3,0% к массе исходного молочного сахара-сырца, при этом процесс ведут при перемешивании в течение 5-10 мин и температуре 20-50^оС с последующей фильтрацией.

Способ получения сиропа лактулозы заключается в следующем.

В горячей воде с температурой 75-80^оС растворяют молочный сахар-сырец до получения раствора с массовой долей лактозы 15-20% В полученный неочищенный раствор вносят гидроксид кальция для доведения рН до 11,0 в количестве 0,35-0,45% и изомеризации лактозы в лактулозу. Затем раствор термостатируют при 68-72^оС в течение 15-20 мин при постоянном перемешивании, а затем нейтрализуют лимонной кислотой в количестве 0,11-0,12% до достижения рН раствора 6,8-7,2. Затем раствор сгущают при 50-60^оС до плотности 1250-1255 кг/м³, охлаждают для кристаллизации лактозы и отделяют одним из известных способов кристаллы лактозы. Полученный сироп лакто-лактулозы разбавляют до содержания лактозы в растворе 8-10% после чего подогревают до 30^оС и подвергают молочно-кислому брожению путем внесения в раствор закваски культуры Lb. casei 3-4% к массе раствора. Брожение проводят в течение 44-48 ч, контролируя при этом рН и поддерживая значение этого показателя на уровне 6,8-7,0 путем периодического внесения СаСО₃ в виде порошка. После завершения процесса сбраживания лактозы и галактозы раствор пастеризуют для инактивации микроорганизмов, затем охлаждают до 20-50^оС и очищают от белковых, красящих веществ и продуктов микробиологического синтеза адсорбентом, в качестве которого используют активированный уголь в количестве 2,0-3,0% к массе исходного молочного сахара-сырца, при этом процесс ведут при перемешивании в течение 5-10 мин и температуре 20-50^оС с последующей фильтрацией. Для более глубокой очистки раствора лактулозы от минеральных и красящих соединений могут быть использованы также ионообменные смолы. По окончании очистки раствор сгущают при 55-60^оС до массовой доли сухих веществ 50-55% Средние показатели полученного таким образом сиропа в сравнении с прототипом приведены в таблице.

При использовании в качестве исходного раствора неочищенных растворов молочного сахара-сырца молочно-кислые микроорганизмы, в том числе и применяемая в данном случае культура, развиваются активнее, чем в случае использования рафинированного молочного сахара или очищенных растворов сырца. Это объясняется тем, что остаточные белковые и минеральные компоненты используются бактериями как питательные вещества. Значение активной кислотности среды является также важным признаком, так как значение рН 6,8-7,0 является оптимальным для роста используемой для сбраживания культуры.

Что касается количества вносимого инокулята 3-4% к массе раствора и продолжительности сбраживания, то эти параметры являются оптимальными для культуры Lb. casei. Установлено, что при внесении инокулята менее 3% не достигается необходимого уровня расщепления лактозы, свыше 4% улучшение процесса незначительно, к тому же при этом требуются дополнительные материальные затраты. Продолжительность сбраживания составляет 44-48 ч. Меньшая продолжительность процесса не позволяет достичь заданного уровня очистки, при большей наблюдаются значительные потери лактулозы. Внесение СаСО₃ необходимо для поддержания оптимального значения рН для развития микроорганизмов путем связывания образующейся при брожении молочной кислоты в виде нерастворимых лактатов кальция. При этом также предотвращается ингибирующее действие молочной кислоты, а лактаты легко удаляются при последующей очистке и фильтрации.

Процесс очистки осуществляют при 20-50^оС, так как при более высоких температурах скорость сорбции равна или меньше скорости образования окрашенных соединений, в результате чего теряется эффект осветления.

Очищенный раствор кристаллизуют и затем отделяют кристаллы лактозы от сиропа, содержащего лактулозу.

П р и м е р. Из 391 кг молочного сахара-сырца высшего сорта с содержанием лактозы 92% приготавливают 2400 кг раствора с массовой долей лактозы 15% В этот раствор при 70^оС вносят 8,8 кг Са(ОН)₂, выдерживают 20 мин при перемешивании и вносят 6,5 л насыщенной лимонной кислоты, доведя рН раствора до 7,0. Затем раствор сгущают при 60^оС. Получают 550 кг сгущенного раствора плотностью 1250 кг/м³. Его охлаждают до 10^оС со средней скоростью 3^оС/ч, а затем выдерживают в течение 12 ч. Полученный кристаллизат направляют на центрифугирование для отделения кристаллов лактозы. После этого раствор лакто-лактулозы (фугат) в смеси с промывной водой направляют на повторное сгущение и кристаллизацию. После повторного выделения лактозы получают 300 кг сиропа лактулозы плотностью 1220 мг/м³, который разбавляют водой до 8%-ного содержания сухих веществ. В полученный раствор вносят 3% закваски культуры Lb. casei для селективного cбраживания остаточных количеств углеводов при 30^оС в течение 48 ч. Для поддержания оптимальной реакции среды на уровне рН 6,8 через каждые 12 ч вносят мел (СаСO₃). После сбраживания сахаров раствор лактулозы пастеризуется при 72^оС в течение 1 мин, а затем очищается от белковых, красящих веществ и продуктов микробиологического процесса активированным углем. Для этого в раствор вносят 3% адсорбента при 40^оС, смесь перемешивается в течение 20 мин и фильтруется. После очистки раствор сгущается при 60^оС до массовой доли сухих веществ 50% Полученный таким образом в количестве 270 кг сироп лактулозы содержит 43,1% лактулозы, 2,2% лактозы и 2,9% галактозы.

Таким образом, сочетание использования неочищенных растворов молочного сахара-сырца и оптимальных условий молочно-кислого брожения позволяет получать сироп с высоким содержанием лактулозы.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИРОПА ЛАКТУЛОЗЫ, предусматривающий приготовление раствора лактозы, изолиризацию лактозы в лактулозу путем внесения в него щелочи, подкисление раствора, сгущение изомеризованного раствора, кристаллизацию лактозы и отделение кристаллов последней от сиропа, содержащего лактулозу, отличающийся тем, что внесение щелочи осуществляют в неочищенный раствор лактозы и после отделения кристаллов лактозы остальное количество ее и галактозы подвергают молочнокислому брожению, после чего сироп пастеризуют, очищают от белковых и красящих веществ адсорбентом и сгущают до содержания сухих веществ 48-52% 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сироп лактулозы разбавляют до содержания лактозы 8-10% и молочнокислое брожение осуществляют путем внесения в полученный раствор инокулята культуры Zb.casei в количестве 3-4% к массе раствора, процесс ведут при 30^oС в течение 48 ч и поддержании рН 6,8-7,0 путем периодического внесения CaCO₃ в виде порошка.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве адсорбента для очистки раствора используют активированный уголь в количестве 2-3 к массе исходного молочного сахара-сырца, при этом процесс ведут при перемешивании в течение 5-10 мин и 20-50^oС с последующей фильтрацией.

РИСУНКИ

Рисунок 1