Приготовление_глюкозо_фруктозных_сиропов

Технология глюкозо-фруктозных сиропов из крахмалосодержащего сырья

Глюкозо-фруктозные сиропы (ГФС) по своему составу и фи­зиологической ценности превосходят сахарозу и, следовательно, должны заменить сахар, стать основным компонентом — под­сластителем при производстве безалкогольных напитков, кон­дитерских и других изделий. Сравнительный анализ свойств ГФС и сахара показывает, что ГФС обладают хорошим влагоудерживанием, что позво­ляет кремам долго сохранять свой вид, а низкая кристаллиза­ция их препятствует засахариванию варенья, джема, повидла при хранении. Высокое осмотическое давление ГФС предотвра­щает возможность микробного инфицирования пищевых про­дуктов и напитков. Употребление продуктов с ГФС в меньшей степени сопря­жено с, развитием зубного кариеса.

При одинаковой сладости продукты, в которых сахар заменен ГФС, имеют меньшую энер­гетическую ценность иа 30—50 % и быстрее усваиваются орга­низмом. Благодаря таким преимуществам ГФС перед сахаром, во многих странах мира пищевые продукты вырабатываются в основном только с сиропами. Так, в США потребление сахара на душу населения с 1970 по 1986 г. уменьшилось с 46 до 28 кг, а потребление ГФС за этот период увеличилось с 0,3 до 18,3 кг. Основным сырьем для производства глюкозо-фруктозных си­ропов является крахмал, который содержит молекулы двух типов, состоящих из остатков глюкозы: линейные (амилоза) и разветвленные (амилопектин).

Фермеитативиая обработка крахмала начинаете» с дейст­вия а-амилазы с целью его разжижения. Этот процесс осуще­ствляется при температуре 80—110 «С, рН 6,5—6,7 в присут­ствии ионов кальция, которые активизируют и стабилизируют а-амилазу p. Bacillus. На следующей стадии ферментативной обработки крахмала производится осахаривание с помощью глюкоамилазы, которая представляет собой типичную экзогидролазу. В результате фер­ментативных превращений крахмала при действии глюкозоизо-меразы полученная глюкоза обратимо изомеризуется во фрук­тозу с получением глюкозо-фруктозного сиропа.

Технологическаясхемаполученияпрепаратаиммобилизованной глюкозоизомеразы: 1—смеситель; 2, 3, 4 — сателлиты-стерилизаторы; 5 — посевной препарат; 6 — ферментер; 7 — головной фильтр; 8 — индивидуальные фильтры воздуха; 9 — фипьт- ры отработанного воздуха; 10— стерилизатор пеногасителя; 11 — мерник пеногаси- теля; 12 — автоматические весы; 13 — бункер для носителя; 14 — сборник; 15 — центрифуга; 16 — вакуум-сушилка; 17 — барабанная мельница; 18 — автомат для фасовки

Глюкозоизомераза является внутриклеточным ферментом и должна использоваться в иммобилизованной форме. Лучшим способом иммобилизации является адсорбция фермента на раз­личных носителях после разрушения клеток или включения его в гель с последующей сшивкой. Технология глюкозо-фруктозных сиропов из крахмального молоки с содержанием сухих веществ 35 % приведена на схе­ме 2. Суспензию подвергают желатинизации при температуре около 60 °С и рН 6,0—6,5. Затем добавляют термостабильную а-амилазу и процесс разжижения крахмала осуществляют при температуре 90—105 °С.

После этого суспензию охлаждают до 60 «С и понижают рН до 4,5. В дальнейшем в реакционную сре­ду добавляют глюкоамилазу и процесс осахаривания проводят при температуре 55 °С и рН 4,5, при этом получают сироп, в котором глюкозы 94—96 %, а сухих веществ 30 %. В связи с тем, что глюкозоизомераза ингибируется ионами кальция, которые добавляли на стадии разжижения для ак­тивирования а-амилазы, глюкозный сироп перед изомериза­цией тщательно очищают.

При этом удаляются и другие при­меси. Очистка включает фильтрование, очистку активирован­ным углем, повторное фильтрование, ионообменную очистку на катионитах и анионитах. Так как растворенный в глюкозном сиропе воздух ингиби-рует глюкозоизомеразу, в дальнейшем проводят процесс деаэ­рации. После этого в сироп добавляют активатор глюкозоизо­меразы — ионы магния (сернокислый магний) и рН доводят до 7,5—8,2. После повторного фильтрования глюкозный сироп направляют на изомеризацию, которую проводят при темпера­туре 60 °С, рН в полученном продукте, содержащем 42 % фрук­тозы, доводят до 4,0. Затем с помощью активированного угля сироп обесцвечивают, фильтруют, подвергают ионообменной очистке и снова рН доводят до 4,0.

После повторного фильтро­вания глюкозо-фруктозный сироп упаривают до содержания сухих веществ 71 %, что обеспечивает его длительное хра­нение.В КТИППе разработан ферментативный способ переработ­ки крахмала до глюкозы с последующей изомеризацией во фруктозу. Основой такого способа является соиммобилизация клеток продуцента с глюкозоизомеразной активностью крах­мал — глюкоза с растворимой глюкоамилазой (глюкоза — фруктоза), т. е. осуществление в одном аппарате осахарива­ния и изомеризации. Новым продуцентом глюкозоизомеразы являются клетки Streptomyces robeus (S—606), которые иммо­билизуются совместно с глюкоамилазой

В.А.Дотарецкий
Произвоасгво концентратов, экстрактов и безалкогольный напитков
справочник

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.

Источник