Способ получения произвольно связанных полисахаридов
Изобретение относится к способу получения произвольно связанного полисахарида. Способ включает стадии подачи сахарида, полиола и кислоты, служащей катализатором, в реактор, поликонденсации безводного сиропа и одновременного удаления образующейся в ходе реакции воды. Реактор представляет собой месильно-смешивающее устройство с вращающимися в противоположных направлениях лопастями и нагревается до температуры в диапазоне от 160°С до 220°С. Сахарид, полиол и кислота, служащая катализатором, подаются в реактор одновременно или последовательно. Вода, образующаяся в ходе реакции, удаляется из месильно-смешивающего устройства за счет месильно-перемешивающей обработки подаваемых в реактор ингредиентов и безводного сиропа при пониженном давлении от 50 до 400 гПа в месильно-смешивающем устройстве. В процессе поликонденсации безводный сироп непрерывно перемешивается в реакторе до достижения требуемой степени полимеризации. Изобретение позволяет получать произвольно связанные полисахариды с высокой молекулярной массой и улучшенными показателями термоустойчивости и химической стабильности и одновременно снизить образование интенсивно окрашенных побочных продуктов реакции за счет эффективного удаления образующейся в ходе реакции воды и за счет снижения количества остаточных редуцирующих сахаров. 23 з.п. ф-лы, 4 табл.
Настоящее изобретение относится к способу получения произвольно связанного полисахарида, содержащего в качестве компонентов сахарид, полиол и кислоту, служащую катализатором, который включает стадии подачи компонентов в реактор с целью их обезвоживания до образования, в основном, безводного сиропа и поликонденсации полученного, в основном, безводного сиропа при повышенных температурах в указанном реакторе с одновременным удалением образующейся в ходе реакции (поликонденсации) воды.
В US 3 766 165 описан способ получения полисахаридов, который включает плавление сухого сахарида, выбранного из группы, состоящей из d-глюкозы и мальтозы, при температуре ниже температуры разложения основной массы указанного сахарида, и выдерживание указанного расплавленного сахарида при температуре примерно от 140°С до 295°С и при пониженном давлении в присутствии каталитически активного количества до 10 моль процентов пищевой поликарбоновой кислоты, служащей катализатором, и в отсутствие, в основном, воды до тех пор, пока не будет достигнута достаточная степень полимеризации при одновременном удалении воды, образующейся в ходе указанного плавления и полимеризации. Например, в примере II приводится рецептура диетического пищевого продукта, в котором предварительно составленная смесь из моногидрата декстрозы, порошка сорбита и винной кислоты расплавляется в винтовом (шнековом) транспортере с паровой рубашкой. Полученный расплав непрерывно подается в вакуум-смеситель непрерывного действия с двухлопастной мешалкой (универсальный смеситель непрерывного действия от Baker-Perkins) и нагревается до температуры от 165°С до 245°С при давлении от 75 до 100 мм рт.ст. и контролируемой норме подачи.
Как упоминается в GB 1 422 294, хорошо известно, что точное смешивание и транспортировка в случае сухих продуктов (это как раз тот случай, о котором идет речь в US 3 766 155) связаны с большими трудностями в промышленной практике и требуют больших затрат, чем в случае жидкостей или растворов, которые имеют то преимущество, что их можно легко транспортировать механическими насосами и точно дозировать с помощью обычных устройств объемного дозирования. В промышленной практике наиболее эффективным способом получения полисахаридов, таких как продукты полиглюкоза и полимальтоза, является непрерывный способ. Однако плавление, предваряющее процесс полимеризации, требует непрерывного смешивания и перемешивания точно отмеренных количеств твердых реагентов, которые затем должны нагреваться до температуры в диапазоне примерно от 110°С до 150°С, обеспечивающей плавление реакционной смеси. Полученный расплав должен выдерживаться при указанной температуре до момента поступления его в реактор для поликонденсации. Если в процессе выдерживания реагенты находятся в контакте с окружающей атмосферой, то могут иметь место нежелательное окрашивание и образование соответствующих продуктов окислительного распада.
Решение, устраняющее вышеупомянутые недостатки, предложено в GB 1 422 294, в котором раскрывается способ получения полисахаридов и производных полисахаридов, полезных в качестве диетического пищевого ингредиента, который включает смешивание в водном растворе глюкозы, мальтозы или их смеси до 10 мол.% (в пересчете на общий сахар) пищевой поликарбоновой кислоты, служащей катализатором, и необязательно от 5 до 20 мас.% (в пересчете на общую массу реагентов) пищевого полиола, выбранного из сорбита, глицерина, эритрита, ксилита, маннита и галактита; обезвоживание указанного раствора при давлении ниже атмосферного до безводного, в основном, сиропа при давлении ниже атмосферного и температуре от 150°С до 300°С до тех пор, пока не произойдет поликонденсация при одновременном выпаривании воды, образующейся в ходе указанной поликонденсации, и прекращение указанной поликонденсации прежде, чем произойдет заметный пиролиз. Сахарид, кислотный катализатор и, если требуется, полиол комбинируются в водный базовый раствор, который затем концентрируется в безводный, в основном, сироп в отдельно стоящем выпарном аппарате пленочного типа со скребковой поверхностью или в выпарном аппарате мгновенного выпаривания, после чего сироп быстро подается в поликонденсационный реактор, работающий при пониженном давлении и при температуре от 150°С до 300°С, например, как указывается в примере 1, в вакуум-смеситель непрерывного действия с двухлопастной мешалкой, работающий при давлении от 75 до 100 мм рт.ст. и температуре, колеблющейся, как показали измерения, в различных зонах от 115°С до 245°С. Альтернативно, выпаривание водного базового раствора ингредиентов может осуществляться в начальной секции проточного реактора, предназначенного для обработки высоковязких материалов; остальные секции реактора, температура в которых регулируется в точно заданном диапазоне, могут использоваться для проведения поликонденсации; таким образом, в одном реакторе могут осуществляться две операции. Способ, описанный в GB 1 442 294, обеспечивает безводный сырьевой материал, который имеет менее выраженную окраску и содержит меньше побочных продуктов перед поликонденсацией, чем аналогичный материал, полученный методом плавления (с использованием шнека с паровой рубашкой), как описано в US 3 766 155.
Альтернативный подход к способу, описанному в US 3 766 155, раскрывается в US 5 051 500, в котором описан непрерывный способ получения произвольно связанного полисахарида, предусматривающий стадии:
- подачи ингредиентов, включающих редуцирующий сахарид и пищевую карбоновую кислоту, при этом каждый из них подается в виде отдельного потока в форме твердых частиц в вентилируемую камеру, снабженную средствами для транспортирования указанных ингредиентов в продольном направлении через указанную камеру с перемешиванием указанных ингредиентов в поперечном направлении и с минимальным перемешиванием указанных ингредиентов в продольном направлении;
- плавления с поперечным перемешиванием указанных ингредиентов в первой зоне указанной камеры с получением расплава;
- транспортировки указанного расплава в указанной камере с помощью указанных транспортирующих средств во вторую зону указанной камеры;
- реакции указанного расплава в указанной второй зоне указанной камеры при пониженном давлении и перемешивании с образованием произвольно связанного полисахарида в указанном расплаве;
- транспортировки указанного расплава через указанную вторую зону с помощью указанных транспортирующих средств;
- подвергания указанного расплава во время пребывания его в указанной второй зоне воздействию пониженного давления и перемешиванию для удаления воды из указанного расплава.
Примером устройства, использующегося в способе согласно US 5 051 500, является шнековый экструдер с вращающимися в противоположных направлениях шнеками, которые обеспечивают минимальное продольное перемешивание, но интенсивное поперечное перемешивание продукта, и способствуют, тем самым, гомогенности продукта (т.е. пониженной полидисперсности) и скорости реакции, протекание которой облегчается за счет удаления образующейся в результате конденсации воды.
Другой альтернативой способу согласно US 3 766 155 является способ, описанный в ЕР 404 227. Проблема, которая составляет основу ЕР 404 227, состоит в том, что один из вариантов воплощения способа согласно US 3 766 155 предусматривает проведение непрерывной полимеризации в диапазоне температур от 200°С до 300°С под вакуумом в течение периода времени около 10 минут. Однако поддержание вакуума, необходимого в известном способе, требует чрезвычайных мер, в частности, применения периферийного оборудования, что можно по праву отнести к недостатку способа, описанного в US 3766165. Таким образом, в ЕР 404 227 предпринята попытка разработки способа, который может осуществляться в непрерывном режиме и который может обеспечить требуемый полисахаридный продукт за очень короткое время и без применения оборудования, необходимого для поддержания вакуума. Это достигается путем обеспечения способа получения производных полисахаридов реакцией, по меньшей мере, сахарида, полиола и пищевой поликарбоновой кислоты, которая действует так же, как катализатор, при повышенной температуре, в котором реагенты пропускаются в виде смеси через реактор с червячным валом, работающий при повышенной температуре и при повышенном давлении, причем продукт реакции образуется при температуре от 140°С до 300°С.
Однако вышеописанные способы все же имеют ряд недостатков, касающихся, главным образом, реакции поликонденсации. В ходе реакции поликонденсации вода в недостаточном количестве удаляется в окружающую среду, что приводит к снижению эффективности реакции и к слишком высоким концентрациям материалов со степенью полимеризации (DP) DP 1 и DP 2. Это компенсировалось в вышеупомянутых способах предшествующего уровня техники увеличением времени пребывания и/или повышением температуры реакции. В результате этого наблюдавшееся интенсивное окрашивание и образование побочных продуктов реакции приводят к получению продукта плохого качества и к увеличению расходов на его очистку с целью обеспечения приемлемого для рынка продукта.
Следовательно, задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного способа получения произвольно связанного полисахарида в соответствии с преамбулой пункта 1 формулы изобретения, который обеспечивает более эффективное удаление образующейся в ходе реакции воды при более умеренных условиях реакции по сравнению со способами предшествующего уровня техники.
Указанная задача изобретения решается путем обеспечения способа получения произвольно связанного полисахарида, содержащего в качестве ингредиентов сахарид, полиол и кислоту, служащую катализатором, который включает стадии подачи ингредиентов в реактор для обезвоживания указанных ингредиентов до образования безводного, в основном, сиропа и последующей поликонденсации безводного, в основном, сиропа при повышенных температурах в указанном реакторе с одновременным удалением образующейся в ходе реакции воды, в котором реактор представляет собой месильно-смешивающее устройство с вращающимися в противоположных направлениях лопастями, в котором на стадии подачи сахарид, полиол и кислота, служащая катализатором, подаются в реактор одновременно или последовательно и в котором на стадии обезвоживания и поликонденсации свободная (раствор и кристаллы) вода и вода, образующаяся в ходе реакции, удаляется из месильно-смешивающего устройства путем интенсивного перемешивания подаваемых ингредиентов и безводного, в основном, сиропа, при пониженном давлении в реакторе, а в процессе поликонденсации безводный, в основном, сироп непрерывно перемешивается в указанном реакторе до тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень полимеризации.
Требуемая степень полимеризации описывается в Official Journal of the European Communities about food additives, no. E1200 (polydextrose) (Официальный журнал Европейского Сообщества по пищевым добавкам, № E1200 (полидекстроза)).
Результатом способа по изобретению является получение произвольно связанных полисахаридов с более высокой средневзвешенной молекулярной массой, с более низким содержанием DP 1 и/или DP 2 и более высоким содержанием поликонденсатов с DP>3 по сравнению с продуктами предшествующего уровня техники, полученными способами с такими же энергозатратами. В то же время ограничивается образование окрашенных продуктов при одновременном улучшении их термоустойчивости и химической стабильности за счет снижения количества остаточных редуцирующих сахаров по сравнению с продуктами стандартного качества, реализуемыми в настоящее время на рынке (например, StaLite III или Litesse II).
Что касается смешивающих устройств, то в US 3 880 407, EP 517 068 и ЕР 528 210 и WO 03/035235 описываются месильно-смешивающие устройства для выполнения механических, химических и/или тепловых процессов.
Месильно-смешивающее устройство, описанное в US 3 880 407, использует вращающиеся в противоположных направлениях лопасти для механической, химической и тепловой обработки жидких, пастообразных и порошкообразных продуктов с или без подведения или отведения газов или паров, так что во всех фазах достигается удовлетворительный материал. Устройство обеспечивает удовлетворительный месильный эффект даже в том случае, когда обрабатываемые материалы являются пастообразными.
В ЕР 517 068 раскрывается месильно-смешивающее устройство, содержащее два вращающихся вала со смонтированными на них специальными месильными органами (в форме стержней), которые более эффективно самоочищаются, имеют увеличенную удельную поверхность теплообмена, более активно восстанавливают поверхность продукта в ходе процессов диффузии/контролируемого выпаривания и оказывают более интенсивное месильно-перемешивающее воздействие при сокращении сжатия.
Месильно-смешивающее устройство ЕР 528 210 обеспечивает большой свободный используемый объем и отличное самоочищение. Такие типы реакторов пригодны, в частности, для обработки высоковязких жидкостей и когезионных неплотных материалов в сфере химической технологии.
В WO 03/035235 описывается модификация месильно-смешивающих устройств ЕР 517068. Указанная заявка относится также к использованию таких месильно-смешивающих устройств в качестве реакторов для поликонденсации и полимеризации. Эти месильно-смешивающие устройства заметно отличаются от смесителей с двухлопастной мешалкой, упомянутых в US 3 766 155.
Помимо месильно-смешивающих устройств, описанных в вышеуказанных патентных заявках, существуют и другие месильно-смешивающие устройства, показывающие такие же характеристики, что и вышеперечисленные реакторы, в частности, что касается быстрого восстановления поверхности продукта за счет улучшенного удаления летучих соединений.
В предпочтительном варианте способа по изобретению месильно-смешивающее устройство нагревается до температуры в диапазоне от 160°С до 220°С, более предпочтительно - в диапазоне от 175°С до 200°С и наиболее предпочтительно - в диапазоне от 175°С до 190°С.
В предпочтительном способе по изобретению пониженное давление в месильно-смешивающем устройстве колеблется от 50 до 400 гПа (гектопаскалей), более предпочтительно - от 100 до 300 гПа.
При этих условиях на стадии обезвоживания вода, содержащаяся в растворе, и вода, образующаяся на стадии поликонденсации, непрерывно удаляется.
В предпочтительном способе по изобретению месильно-смешивающее устройство заполняется до уровня наполнения от 40% до 90%, более предпочтительно - от 75% до 85%.
Уровень наполнения в комбинации с пониженным давлением (вакуум) препятствует избыточному ценообразованию. В то же время размещение перемешивающих элементов в месильно-смешивающем устройстве обеспечивает быстрое восстановление поверхности продукта за счет улучшенного удаления образующейся в процессе поликонденсации воды.
Ингредиенты, т.е. сахарид, полиол и кислота, служащая катализатором, могут подаваться в реактор одновременно или последовательно. Это означает, что, с одной стороны, ингредиенты могут добавляться в реактор одновременно в виде трех раздельных продуктовых потоков или, с другой стороны, они могут добавляться в реактор последовательно в виде трех раздельных продуктовых потоков, подаваемых один за другим. Для быстрой, насколько это возможно, гомогенизации ингредиентов может добавляться некоторое количество воды.
С другой стороны, ингредиенты могут подаваться в реактор в виде предварительно приготовленной смеси.
В зависимости от влагосодержания предварительной смеси и температуры, при которой она приготовляется, указанная смесь может быть жидкой или пастообразной.
В предпочтительном варианте воплощения способа по изобретению общее влагосодержание подаваемых в реактор ингредиентов составляет от 10% до 30% мас./мас., более предпочтительно - от 11% до 20% мас./мас.
В предпочтительном способе по изобретению в качестве полиола используется сорбит. Сорбит предпочтительно выбирается из кристаллического сорбита, кристаллизующегося сорбитного сиропа или некристаллизующегося сорбитного сиропа. Наиболее предпочтительным является сорбитный сироп кристаллизующегося типа.
В предпочтительном способе по изобретению в качестве сахарида используется глюкоза. Предпочтительно глюкоза выбирается из кристаллического моногидрата декстрозы, безводной декстрозы, декстрозного сиропа D99 или глюкозного сиропа D96. Наиболее предпочтительным является кристаллический моногидрат декстрозы.
Кислота, служащая в качестве катализатора, может быть органической кислотой; предпочтительно она может быть лимонной кислотой, винной кислотой, янтарной кислотой и/или фумаровой кислотой. С другой стороны, кислота, служащая в качестве катализатора, может быть неорганической кислотой, предпочтительно фосфорной кислотой. Для обеспечения применения произвольно связанных полисахаридов в пищевых целях используются кислоты только пищевого качества.
В зависимости от типа используемого реактора способ по изобретению может выполняться в непрерывном или периодическом режиме.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют способ по изобретению с применением реакторов в виде месильно-смешивающих устройств непрерывного, а также периодического действия.
Примеры 1-3
Первую серию примеров проводили с использованием месильно-смешивающего устройства периодического действия DTB6,5 от LIST AG. Ингредиенты подавали непосредственно в реактор периодического действия DTB6,5. Соблюдалась следующая последовательность добавления ингредиентов:
- добавление водного раствора сорбита (30% мас./мас. воды);
- добавление катализатора (кислоты);
- добавление кристаллического моногидрата декстрозы (9% масс./масс. воды). На стадии обезвоживания смесь нагревали при пониженном давлении (вакуум) 200 гПа до температуры 140°С, при которой (свободная) вода удалялась из раствора и кристаллов. На стадии поликонденсации температуру в месильно-смешивающем устройстве повышали до уровней, показанных в табл.1, в которой приводятся также параметры реакции в примерах 1-3.
| Таблица 1 | |||
| Параметры реакции | |||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | |
| Моногидрат декстрозы | 5,2 кг | 4,8 кг | 4,8 кг |
| Сорбитный сироп (70% мас./мас. сухих веществ (d.s.)) | 0,74 кг | 0,74 кг | 0,69 кг |
| Фосфорная кислота (85% мас./мас. d.s.) | 13 г | 6 г | 6 г |
| Абсолютное давление (гПа) | 200 | 220 | 240 |
| Скорость вращения мешалки (об/мин) | 30 | 30 | 30 |
| Температура в реакторе (°С) | 182 | 182 | 190 |
| Время реакции (в мин) | 30 | 30 | 30 |
В табл.2 дается обзор характеристик продуктов, включая данные о составе продукта реакции, содержании редуцирующих сахаров, средневзвешенной молекулярной массе (Mw) и цвете после реакции и перед очисткой. В сравнительном примере для получения полидекстрозы использовали способ, описанный в US 5 015 000. Состав полидекстрозы согласно US 5 015 000, ее средневзвешенная молекулярная масса Mw и цвет после реакции и перед очисткой также приводятся в табл.2.
Средневзвешенную молекулярную массу определяли гельпроникающей хроматографией (GPC) анализом сиропов и мальтодекстринов. Принцип этого метода определения состоит в том, что колонка заполняется компактным материалом из частиц примерно одного размера с контролируемой пористостью. Механизм разделения основан на способности молекул, имеющих разные размеры, диффундировать в пористую структуру и из нее. Для каждого рабочего материала колонки существует критический молекулярный размер, при превышении которого молекулы становятся неспособными проникать в пористую структуру = предел исключения. Существует также критический молекулярный размер, ниже которого рабочий материал колонок становится неспособным "распознавать" молекулы разного размера = общий предел проникания. Между этими двумя пределами имеется область селективного проникания. Время пребывания молекулы в колонке соотносится с ее размером. Чем крупнее молекулы, тем короче пребывание их внутри пор, тем быстрее идет их элюирование.
Состав продукта определяли HPLC-методом (жидкостная хроматография высокого разрешения). Для количественного определения сахаридов использовали колонку с катионообменной смолой. Различные сахара разделяли путем молекулярного исключения и обмена лигандами. Детектирование сахаров проводили с помощью дифференциального рефрактометра. Элюирование сахаров происходило в следующем порядке: высшие сахара - трисахариды - дисахариды - декстроза - фруктоза. Различные дисахариды не разделялись.
Цвет композиции определяли методом ICUMSA. Принцип этого метода заключается в том, что при пропускании света через окрашенный раствор происходит поглощение некоторых полос спектра, в результате чего проходящий свет создает визуальный эффект цвета. Интенсивность проходящего света можно измерить с помощью спектрофотометра. Цвет выражается в единицах ICUMSA.
Содержание редуцирующих сахаров в композиции определяли титриметрическим Luff Schoorl-методом. Метод основан на вызываемом редуцирующими сахарами уменьшении количества ионов меди (II) в щелочном растворе и дополнительном обратном титровании оставшихся ионов меди (II).
| Таблица 2 | ||||
| Характеристики продукта периодического способа | ||||
| Сравнительный пример | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | |
| Состав продукта реакции (% мас./мас.) | ||||
| Декстроза | 3,5 | 1,5 | 2,2 | 1.9 |
| Сорбит | 1,9 | 1,2 | 1,4 | 1,2 |
| DP 2 | 10,6 | 7,2 | 7,9 | 7,4 |
| DP3 | 10,3 | 7,0 | 7,9 | 6,7 |
| DP>3 | 71,1 | 82,3 | 79,8 | 81,9 |
| Мw | 1158 | 1582 | 1426 | 1659 |
| Содержание редуцирующих сахаров (% мас./мас. d.s.) | 6,4 | 3,2 | 4,2 | 2,7 |
| Цвет (единиц ICUMSA) | 1230 | 1004 | 588 | 1796 |
| Температура продукта (°С) | 180 | 170 | 160 | 180 |
Вышеприведенная таблица наглядно показывает дающие преимущество характеристики, такие как снижение интенсивности цвета, пониженное содержание редуцирующих сахаров в комбинации с увеличенной средневзвешенной молекулярной массой (Mw). Наблюдаются также заметные различия в DP>3. Таблица показывает также, что с повышением температуры увеличились не только DP>3 и Mw, но и интенсивность цвета. Таким образом, предпочтение отдается пониженным температурам реакции и/или сокращению времени реакции.
Примеры 4-7
Во второй серии примеров продукты поликонденсации получали в непрерывном режиме в смесителе DTB 16 CONTI, укомплектованном разгрузочным устройством ADS 25 (оба от LIST AG). Раствор исходных ингредиентов приготовляли отдельно в виде предварительной смеси в обогреваемой емкости с мешалкой. Смесь перемешивали и подвергали тепловой обработке при 110°С до получения умеренно вязкой жидкости при указанной температуре. Затем указанную смесь подавали в реактор непрерывного действия.
Условия реакции в непрерывном способе приводятся в табл.3.
| Таблица 3 | ||||
| Параметры реакции | ||||
| Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | |
| Моногидрат декстрозы | 100 кг | 10 кг | 100 кг | 70 кг |
| Сорбитный сироп (70% мас./мас. d.s.) | 14,3 кг | 14,3 кг | 14,3 кг | 10 кг |
| Фосфорная кислота (85% мас./мас. d.s.) | 0,25 кг | 0,25 кг | 0,25 кг | 0,18 кг |
| Вода | 0 | 0 | 0 | 3,17 кг |
| Общее содержание воды (% мас./мас.) | 11,7 | 11,7 | 11,7 | 15,03 |
| Норма подачи (кг/ч) | 71,1 | 82,3 | 79,8 | 81,9 |
| Температура при подаче (°С) | 110 | 110 | 110 | 110 |
| Температура в реакторе (°С) | 190 | 200 | 200 | 200 |
| Абсолютное давление (гПа) | 100 | 100 | 100 | 250 |
| Скорость вращения мешалки (об/мин) | 30 | 30 | 30 | 20 |
| Уровень наполнения (%) | 70-80 | 70-80 | 75-85 | 40-50 |
В примере 5 температуру в реакторе повышали с 190°С до 200°С без изменения его пропускной способности. В примере 6 температуру сохраняли на уровне 200°С, в то время как пропускную способность реактора увеличили до 22,8 кг/ч. Данные табл.3 и табл.4 показывают, что это оказало заметное влияние на температуру выходящего из реактора продукта и на характеристики продукта. Время пребывания в реакторе непрерывного действия составило от 35 до 40 минут. Характеристики поликонденсатов, полученных в примерах 4-7, приводятся в табл.4 и сравниваются с характеристиками продукта сравнительного примера.
| Таблица 4 | |||||
| Характеристики продукта непрерывного способа | |||||
| Сравнительный пример | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | |
| Состав продукта | |||||
| Декстроза | 3,5 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,7 |
| Сорбит | 1,9 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,1 |
| DP 2 | 10,6 | 5,4 | 5,2 | 5,5 | 5,4 |
| DP3 | 10,3 | 6,3 | 5,9 | 6,5 | 6 |
| >DP3 | 71,1 | 83,3 | 83,6 | 83,1 | 83,2 |
| Мw | 1230 | 1907 | 1845 | 1682 | 1790 |
| Редуцирующие сахара (% мас./мас. d.s.) | 6,4 | 1,8 | 1,2 | 1,6 | 1,9 |
| Цвет (единиц ICUMSA) | 1230 | 980 | 2897 | 1272 | 1077 |
| Температура выходящего продукта (°С) | 180 | 175 | 186 | 179 | 178 |
Результаты непрерывного способа четко указывают на низкое содержание редуцирующих сахаров и высокую молекулярную массу по сравнению с состоянием продукта предшествующего уровня техники из сравнительного примера. Во всех примерах, за исключением примера 5, отмечалась более высокая молекулярная масса продуктов при уменьшении показателей цвета. В примере 5 температура выходящего из реактора продукта была заметно выше. Увеличение пропускной способности реактора при такой температуре приводило к улучшению цвета.
1. Способ получения произвольно связанного полисахарида, содержащего в качестве ингредиентов сахарид, полиол и кислоту, служащую катализатором, который включает стадии подачи ингредиентов в реактор, поликонденсации безводного сиропа при повышенных температурах в указанном реакторе с одновременным удалением образующейся в ходе реакции воды, отличающийся тем, что реактор представляет собой месильно-смешивающее устройство с вращающимися в противоположных направлениях лопастями, нагреваемое до температуры от 160 до 220°С, в котором на стадии подачи сахарид, полиол и кислоту, служащую катализатором, подают в месильно-смешивающее устройство одновременно или последовательно и в котором на стадии обезвоживания и поликонденсации свободную воду и воду, образующуюся в ходе реакции, удаляют из указанного устройства в результате месильно-перемешивающей обработки подаваемых ингредиентов и полученного безводного сиропа при пониженном давлении от 50 до 400 ГПа в месильно-смешивающем устройстве, а в процессе поликонденсации безводный сироп непрерывно перемешивают в указанном месильно-смешивающем устройстве до достижения требуемой степени полимеризации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что месильно-смешивающее устройство нагревается до температуры в диапазоне от 175 до 200°С.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что месильно-смешивающее устройство нагревается до температуры в диапазоне от 175 до 190°С.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что пониженное давление в месильно-смешивающем устройстве колеблется от 100 до 300 ГПа.
5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что месильно-смешивающее устройство заполняют до уровня наполнения от 40 до 90%.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что месильно-смешивающее устройство заполняют до уровня наполнения от 75 до 85%.
7. Способ по пп.1-4 или 6, отличающийся тем, что ингредиенты подают непосредственно в месильно-смешивающее устройство одновременно или последовательно.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что для быстрой, насколько это возможно, гомогенизации ингредиентов в месильно-смешивающее устройство добавляют некоторое количество воды.
9. Способ по пп.1-4 или 6, отличающийся тем, что ингредиенты подают в месильно-смешивающее устройство в виде предварительно приготовленной смеси.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что общее влагосодержание подаваемых в месильно-смешивающее устройство ингредиентов составляет от 10 до 30 мас.%.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что общее влагосодержание подаваемых в месильно-смешивающее устройство ингредиентов составляет от 11 до 20 мас.%.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиола используют сорбит.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что сорбит выбирают из кристаллического сорбита, кристаллизующегося сорбитного сиропа или некристаллизующегося сорбитного сиропа.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что сорбит представлен кристаллизующимся сорбитным сиропом.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сахарида используют глюкозу.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что глюкозу выбирают из кристаллического моногидрата декстрозы, безводной декстрозы, декстрозного сиропа D99 или глюкозного сиропа D96.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что глюкоза представлена кристаллическим моногидратом декстрозы.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислота, служащая катализатором, является органической кислотой.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что органическая кислота представлена лимонной кислотой, винной кислотой, янтарной кислотой и/или фумаровой кислотой.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислота, служащая катализатором, является неорганической кислотой.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что неорганическая кислота представлена фосфорной кислотой.
22. Способ по любому из пп.18-21, отличающийся тем, что для обеспечения применения произвольно связанных полисахаридов в пищевых целях используют кислоты только пищевого качества.
23. Способ по любому из пп.1-4, 6, 8 или 10-21, отличающийся тем, что способ ведут в непрерывном режиме.
24. Способ по любому из пп.1-4, 6, 8 или 10-21, отличающийся тем, что способ ведут в периодическом режиме.
