Способ получения сиропа, содержащего производные лактозы

 

Изобретение относится к молочной промышленности. Способ предусматривает приготовление водного раствора лактозы 10 - 40%-ной концентрации. Этот раствор вводят в катодную и анодную камеры электроактиватора. В катодной камере проводят изомеризацию лактозы при рН 11,5 - 12,5 в процессе электроактивирования раствора. В анодной камере осуществляют гидролиз лактозы при рН 1,0 - 3,0 до образования галактозы и глюкозы. Полученный гидролизат сгущают в смеси с изомеризованным раствором или отдельно от него с последующей кристаллизацией лактозы и отделением кристаллов последней от сиропа. Способ обеспечивает возможность получения сиропа, содержащего лактулозу, глюкозу и галактозу, и совместное использование католитной и анолитной фракции, снижение расходов на процесс.

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для получения производных лактозы - лактулозы, глюкозы и галактозы.

Известен способ получения сиропа, содержащего производные лактозы, предусматривающий ферментативный гидролиз лактозы в ультрафильтрате молочной сыворотки иммобилизованной бета-галактозидазой (SU N 1739951, A 23 C 21/00, 15.06.92). Ферментированную сыворотку концентрируют, полученный сироп охлаждают и добавляют в него другие углеводы и вкусовые добавки.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ получения сиропа, содержащего производные лактозы (RU N 2130973, C 13 K 5/00, 27.05.99). Способ предусматривает приготовление водного раствора лактозы 10-40%-ной концентрации, введение его в катодную камеру электроактиватора, изомеризацию лактозы при pH 11,5-12,5 в процессе электроактивирования раствора, сгущение изомеризованного раствора, кристаллизацию лактозы и отделение кристаллов лактозы от сиропа лактулозы.

Недостатком известного способа является то, что остается неиспользованной другая фракция - анолит, образующаяся в процессе электроактивирования воды в анодной камере установки. Технический результат заключается в возможности проведения в анодной камере электроактиватора гидролиза раствора лактозы и получении сиропа с большим количеством производных лактозы.

Для достижения этого результата в предложенном способе предусматривают в анодную камеру электроактиватора также вводить исходный раствор лактозы, при этом одновременно с изомеризацией лактозы в анодной камере осуществлять ее гидролиз при pH 1,0-3,0 до образования галактозы и глюкозы и полученный гидролизат сгущать в смеси с изомеризованным раствором или отдельно от него с последующей кристаллизацией лактозы и отделением кристаллов последней от сиропа. Способ заключается в следующем. Раствор с концентрацией 10-40% сухих веществ заливается в обе камеры (анодная и катодная) установки для электроактивации при температуре 70-100^oC. Процесс электроактивации проводится в течение 10-30 минут, при этом в катодной камере активная кислотность достигает 11,5-12,5 ед. pH, а в анодной - 1,0-3,0 ед. pH. В обоих растворах лактозы происходит ее трансформация: в катодной камере идет реакция изомеризации и превращения лактозы в лактулозу, а в анодной камере происходит гидролиз лактозы до глюкозы и галактозы. Глюкоза и галактоза - моносахара, имеющие более высокую сладость, чем лактоза, и лучше усваиваются бактериями. Лактулоза обладает бифидогенными свойствами.

Интервал pH от 1,0 до 3,0 является оптимальным для проведения гидролиза лактозы, т.к. при более низких значениях будет интенсивнее происходить распад углеводов и образовываться много побочных нежелательных продуктов, а при более высоких значениях реакция гидролиза лактозы проходит либо очень медленно, либо вообще не проходит. Изомеризованный и гидролизованный растворы сгущают при температуре 55-65^oC отдельно или в смеси, проводят кристаллизацию лактозы при охлаждении сгущенных сиропов и отделяют кристаллы лактозы центрифугированием. В результате получают либо отдельно сиропы глюкозо-галактозный и лактулозы, либо комбинированный сироп, содержащий лактулозу, глюкозу и галактозу.

Преимущество предложенного способа заключается в совместном использовании обеих растворов, получаемых в катодной и анодной камерах электроактиватора, для безреагентного и экономически выгодного получения сиропов, содержащих производные лактозы - лактулозу, глюкозу и галактозу.

Пример 1. Готовят 20 л 10%-ного раствора лактозы, нагревают до 70^oC и заливают в катодную и анодную камеры электроактиватора. Растворы подвергают электроактивированию в течение 20 минут до достижения pH в катодной камере 12,5 ед. pH, а в анодной - 1,0 ед. pH. В катодной камере протекает реакция изомеризации лактозы в лактулозу, а в анодной - гидролиз лактозы до галактозы и глюкозы. После электроактивирования изомеризованный и гидролизованный растворы смешивают и сгущают в вакуум-выпарной установке при температуре 60^oC до концентрации сухих веществ 40%. Сироп охлаждают до температуры 20^oC, вносят затравку рафинированной лактозы в количестве 0,05% от массы сиропа и выдерживают в течение 12 часов для кристаллизации непрореагировавшей лактозы. Кристаллы отделяют центрифугированием. Полученный сироп с массовой долей сухих веществ 28% повторно сгущают до 50% сухих веществ и проводят кристаллизацию лактозы. Получают прозрачный сироп желтого цвета с содержанием сухих веществ 47%, в т.ч.: лактулозы 20,5%, глюкозы 11,2%, галактозы 9,3%, лактозы 5,4%, золы 0,6%.

Пример 2. Готовят 20 л 40%-ного раствора, нагревают до 100^oC и подвергают электроактивации в катодной (pH 11,5 ед.) и анодной (pH 3,0 ед.) камерах. В результате изомеризации, протекающей в катодной камере, получают 10 л раствора лактозы с лактулозой. Одновременно в анодной камере протекает гидролиз лактозы, в результате которого получают 10 л раствора лактозы с глюкозой и галактозой. Оба раствора охлаждают до 20^oC и вносят затравку лактозы в количестве 0,05% от массы. Выдерживают в течение 12 часов и отделяют кристаллы лактозы центрифугированием. Полученный сироп из катодной камеры содержит 28% сухих веществ, из анодной - 26%. Эти сиропы повторно сгущают до 65% сухих веществ, кристаллизуют лактозу и отделяют ее центрифугированием. Получают сироп лактулозы с массовой долей сухих веществ 48%, в т. ч. : лактулозы 36%, лактозы 11,2%, золы 0,8%, и глюкозо-галактозный сироп с массовой долей сухих веществ 46%, в т.ч.: глюкозы 13,2%, галактозы 17,3%, лактозы 9,3%, золы 0,7%.

Формула изобретения

Способ получения сиропа, содержащего производные лактозы, предусматривающий приготовление водного раствора лактозы 10 - 40%-ной концентрации, введение его в катодную камеру электроактиватора, изомеризацию лактозы при pH 11,5-12,5 в процессе электроактивирования раствора, кристаллизацию лактозы и отделение кристаллов лактозы от сиропа лактулозы, отличающийся тем, что в анодную камеру электроактиватора также вводят исходный раствор лактозы, при этом одновременно с изомеризацией лактозы в анодной камере осуществляют ее гидролиз при pH 1,0-3,0 до образования галактозы и глюкозы и полученный гидролизат сгущают в смеси с изомеризованным раствором или отдельно от него с последующей кристаллизацией лактозы и отделением кристаллов последней от сиропа.