Получение глюкозо-фруктозных сиропов
Ферментные препараты, предназначенные для использования в пищевой промышленности или в медицинской практике, подлежат строгому контролю на токсичность для животных, мутагенную активность, канцерогенность, а также проверяются в различных фармакологических тестах.
Получение глюкозо-фруктозных сиропов
Фруктоза, или иначе фруктовый, плодовый или медовый сахар, широко распространен в природе. Она слаще на 60-70% чем сахароза. По сравнению с сахаром фруктоза обладает более приятным вкусом. Кроме того, фруктоза может употребляться людьми, больными диабетом, поскольку усвоение фруктозы не связано с превращением инсулина. Поэтому существует достаточно эффективный метод превращения глюкозы во фруктозу под действием иммобилизованного фермента глюкоизомеразы.
Фермент глюкоизомераза катализирует превращение глюкозы, получаемой при гидролизе крахмала (кукурузного или реже картофельного), в смесь глюкозы и фруктозы. Образующийся глюкозо-фруктозный сироп содержит 42-43% фруктозы, около 51% глюкозы и не более 6% олигосахаридов, по сладости соответствующих обычному сахару.
Для некоторых пищевых производств употребляют глюкозо-фруктозные сиропы с содержанием фруктозы 55 и 90%. Их в свою очередь изготавливают из обычных сиропов с использованием разделительных процессов, например, жидкостной хроматографии.
Крупномасштабный процесс производства фруктозных сиропов из кукурузного крахмала происходит следующим образом. Отделенные из зерен гранулы крахмала ресуспендируются в воде до концентрации 40% при рН 3,5–4,2. На стадии разжижения добавляется α-амилаза и крахмал желируется при рН 6,2–6,5 при прямом нагревании раствора паром. Начальная температура 105–107 °С поддерживается 5–8 минут, затем резко охлаждается до 95 °С и выдерживается 1–2 часа для дальнейшего гидролиза крахмала до размера олигосахаридов в 10–13 глюкозных остатков. Для осахаривания раствор разбавляют до концентрации 32–34% сухого вещества, рН доводят до значения 4,2–4,5, и глюкоза образуется при добавлении глюкоамилазы и пуллаланазы. Реакция проходит в реакторах при температуре 60 °С. Для изомеризации 95,5% раствор глюкозы доводят до рН 7–8 и пропускают через колонну с иммобилизованной глюкоизомеразой. Температура и скорость протока контролируются так, чтобы обеспечить на выходе примерно 42% фруктозный сироп.
^
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник
Получение глюкозно-фруктозных сиропов из крахмала
Фруктоза, так же как и глюкоза, является моносахаридом. Это самый сладкий сахар, поэтому чем больше содержится фруктозы, тем слаще продукт при том же содержании сахара. Изомеризация глюкозы во фруктозу может происходить как при воздействии щелочи на холоде или при слабом нагревании раствора глюкозы, так и при воздействии фермента глюкоизомеразы. При этом применяют иммобилизованные (закрепленные на носителе) препараты фермента, пригодные к многократному использованию.
Для получения глюкозно-фруктозного сиропа в качестве исходного сырья используют в основном кукурузный крахмал. Содержание примесей в нем должно быть минимально, а содержание белка не должно превышать 0,4 %, в том числе растворимого — не более 0,05 %.
Для получения глюкозно-фруктозного сиропа используют гидролизаты крахмала с высоким содержанием глюкозы (96 %), полученные при ферментативном гидролизе крахмала. Для удаления растворимых примесей (зольные элементы, особенно ионы кальция, красящие вещества, протеин и др.) глюкозный сироп обрабатывают ионообменными смолами и активированным углем.
Очищенный глюкозный сироп направляют на выпаривание до содержания сухих веществ 40. 50 %. При более высокой концентрации сиропа увеличивается его вязкость и падает скорость изомеризации. Иногда вместо выпаривания сироп стерилизуют при 125 °С в течение 2 мин, после чего его охлаждают до 60 °С. В подготовленный субстрат добавляют ионы магния и кобальта для повышения активности фермента и бисульфит для предупреждения развития микрофлоры. Ферментный препарат (глюкоизомераза) дозируется по его глюкоизомеразной активности. В процессе изомеризации необходимо контролировать и поддерживать на заданном уровне величину рН субстрата. Процесс изомеризации длится около 20. 24 ч до содержания фруктозы в гидролизате 42 %. Далее сироп отстаивают в течение нескольких часов и сливают так, чтобы осевший на дно фермент был покрыт слоем сиропа во избежание его контакта с воздухом. В реактор вновь подают свежий субстрат, и начинается новый цикл. Фермент используют от 5 до 30 дней и выводят из производства.
Полученный сироп подкисляют соляной кислотой до рН 4,5, очищают ионообменными смолами и обесцвечивают активированным углем. Далее сироп уваривают при 60 °С (при более высоких температурах фруктоза разлагается) в выпарных аппаратах пленочного типа до содержания сухих веществ 71. 74 %, охлаждают до 30 °С и хранят при температуре 25. 30 «С, так как при температуре ниже 25 °С начинается кристаллизация глюкозы, а при температуре выше 30 °С нарастает цветность сиропа из-за разложения моносахаридов.
Глюкозно-фруктозные сиропы применяют при производстве детского и диетического питания, хлебобулочных изделий, безалкогольных напитков, мороженого, кремов, тортов, пирожных и т. д.
По своим свойствам такие сиропы близки к инвертному сахару. В них содержится много фруктозы и из них получаются кондитерские изделия повышенного качества: они долго остаются свежими и не засыхают. Хлебобулочные изделия, приготовленные на глюкозно-фруктозном сиропе, имеют лучшую окраску корки. Сироп с содержанием фруктозы 90 % позволяет получать пищевые продукты пониженной калорийности благодаря снижению содержания сахара в рецептуре изделий за счет очень сладкого вкуса сиропа. Глюкозно-фруктозные сиропы используют также при производстве джемов и консервов, усиливая фруктовый аромат последних.
Контрольные вопросы к занятию
Как получают сырой картофельный и кукурузный крахмалы?
Каков средний химический состав картофеля и кукурузы?
Какие виды патоки вы знаете?
Где используются модифицированные крахмалы?
В чем преимущество глюкозно-фруктозного сиропа при производстве про дуктов диетического назначения?
Источник
Получение глюкозно-фруктозных сиропов из крахмала
Фруктоза, так же как и глюкоза, является моносахаридом. Это самый сладкий сахар, поэтому чем больше содержится фруктозы, тем слаще продукт при том же содержании сахара. Изомеризация глюкозы во фруктозу может происходить как при воздействии щелочи на холоде или при слабом нагревании раствора глюкозы, так и при воздействии фермента глюкоизомеразы. При этом применяют иммобилизованные (закрепленные на носителе) препараты фермента, пригодные к многократному использованию.
Для получения глюкозно-фруктозного сиропа в качестве исходного сырья используют в основном кукурузный крахмал. Содержание примесей в нем должно быть минимально, а содержание белка не должно превышать 0,4 %, в том числе растворимого — не более 0,05 %.
Для получения глюкозно-фруктозного сиропа используют гидролизаты крахмала с высоким содержанием глюкозы (96 %), полученные при ферментативном гидролизе крахмала. Для удаления растворимых примесей (зольные элементы, особенно ионы кальция, красящие вещества, протеин и др.) глюкозный сироп обрабатывают ионообменными смолами и активированным углем.
Очищенный глюкозный сироп направляют на выпаривание до содержания сухих веществ 40. 50 %. При более высокой концентрации сиропа увеличивается его вязкость и падает скорость изомеризации. Иногда вместо выпаривания сироп стерилизуют при 125 °С в течение 2 мин, после чего его охлаждают до 60 °С. В подготовленный субстрат добавляют ионы магния и кобальта для повышения активности фермента и бисульфит для предупреждения развития микрофлоры. Ферментный препарат (глюкоизомераза) дозируется по его глюкоизомеразной активности. В процессе изомеризации необходимо контролировать и поддерживать на заданном уровне величину рН субстрата. Процесс изомеризации длится около 20. 24 ч до содержания фруктозы в гидролизате 42 %. Далее сироп отстаивают в течение нескольких часов и сливают так, чтобы осевший на дно фермент был покрыт слоем сиропа во избежание его контакта с воздухом. В реактор вновь подают свежий субстрат, и начинается новый цикл. Фермент используют от 5 до 30 дней и выводят из производства.
Полученный сироп подкисляют соляной кислотой до рН 4,5, очищают ионообменными смолами и обесцвечивают активированным углем. Далее сироп уваривают при 60 °С (при более высоких температурах фруктоза разлагается) в выпарных аппаратах пленочного типа до содержания сухих веществ 71. 74 %, охлаждают до 30 °С и хранят при температуре 25. 30 «С, так как при температуре ниже 25 °С начинается кристаллизация глюкозы, а при температуре выше 30 °С нарастает цветность сиропа из-за разложения моносахаридов.
Глюкозно-фруктозные сиропы применяют при производстве детского и диетического питания, хлебобулочных изделий, безалкогольных напитков, мороженого, кремов, тортов, пирожных и т. д.
По своим свойствам такие сиропы близки к инвертному сахару. В них содержится много фруктозы и из них получаются кондитерские изделия повышенного качества: они долго остаются свежими и не засыхают. Хлебобулочные изделия, приготовленные на глюкозно-фруктозном сиропе, имеют лучшую окраску корки. Сироп с содержанием фруктозы 90 % позволяет получать пищевые продукты пониженной калорийности благодаря снижению содержания сахара в рецептуре изделий за счет очень сладкого вкуса сиропа. Глюкозно-фруктозные сиропы используют также при производстве джемов и консервов, усиливая фруктовый аромат последних.
Контрольные вопросы к занятию
Как получают сырой картофельный и кукурузный крахмалы?
Каков средний химический состав картофеля и кукурузы?
Какие виды патоки вы знаете?
Где используются модифицированные крахмалы?
В чем преимущество глюкозно-фруктозного сиропа при производстве про
дуктов диетического назначения?
Источник