Способ получения глюкозного сиропа с различным глюкозным эквивалентом из крахмала тритикале

(51) 13 1/06 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ препарат -амилазыв расчете 1-4 Ед.акт на 1 г крахмала, разжижение и клейстеризацию осуществляют при 65-70 С в течение 120 мин.,инактивация фермента -амилазы достигается нагреванием до температуры кипения раствора декстринов,далее раствор подвергают механическому фильтрованию и подкислению до рН 4,6, осахаривание разжиженной суспензии ведут добавлением глюкоамилазы 360 в расчете 3 Ед.акт на 1 г крахмала при температуре 60 С в течение 5-60 мин., полученный гидролизат фильтруют и уваривают до содержания сухих веществ 70-75. Преимуществом способа перед существующими аналогами является сокращение общей продолжительности процесса получения глюкозного сиропа за счет использования высокоактивных ферментных препаратов, высокое качество получаемого продукта. Способ не требует использования специализированного оборудования,повышенного давления и высоких температур, а также существенно снижает продолжительность процесса, что уменьшает финансовые затраты на производство продукта. Предлагаемый способ получения позволяет получать глюкозный сироп с различным глюкозным эквивалентом из крахмала тритикале.(72) Оспанкулова Гульназым Хамитовна Полуботько Ольга Васильевна Бекболатова Меруерт Болатовна Коптлеуова Толкын Махметовна Каманова Светлана Георгиевна Тоймбаева Дана Болатовна Тажина Саягул Жанатовна Байкенов Алибек ,мрсерк.лы Нургазиева Айымгуль Сагидуллиновна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научноисследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗНОГО СИРОПА С РАЗЛИЧНЫМ ГЛЮКОЗНЫМ ЭКВИВАЛЕНТОМ ИЗ КРАХМАЛА ТРИТИКАЛЕ(57) Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, к технологии получения сахаросодержащих продуктов Технической задачей изобретения является получение глюкозного сиропа с различным глюкозным эквивалентом, которая достигается за счет того, что в подогретую до 40-50 С крахмальную суспензию из крахмала тритикале концентрацией 40, добавляется ферментный Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, к технологии получения сахаросодержащих продуктов. Известен способ получения патоки и других сахаристых крахмалопродуктов из чистого ржаного крахмала см. Андреев Н.Р. и др. Переработка ржи на крахмал и крахмальный сахар. /Пищевая и перерабатывающая промышленность. Серия 19 Крахмало-паточная промышленность //Обзорная информация, выпуск 1. - Москва, АгроНИИТЭИПП,1995. с.23-24. По этому способу из ржаного крахмала готовят в подготовительном реакторе гидросуспензию с концентрацией крахмала 35,0 и подвергают двухстадийному разжижению при температуре 85 С с применением ферментного препарата амилосубтилин (дозировка 1000-1500 ед на 1 г сухого крахмала) при постоянном перемешивании смеси механической мешалкой. Промежуточная термообработка частично разжиженного крахмала осуществлялась при температуре 120 С в течение 5 минут. Перед осахариванием промежуточный продукт перемещают в основной реактор с механической мешалкой. Осахаривание разжиженного крахмала проводят при постоянном перемешивании с применением ферментного препарата глюкоамилазы при рН и температуре, являющимися оптимальными для действия фермента. Полученную крахмальную патоку фильтруют, обесцвечивают активированным углем и уваривают под вакуумом до концентрации готовой продукции - 78 сухих веществ. Недостатком способа является длительность процесса,что связано с неэффективным взаимодействием ферментов с крахмалом в процессе его гидролиза вследствие неравномерного распределения ферментов в массе продукта,обусловленного особенностью перемешивания реакционной смеси механической мешалкой. Известен способ получения сахаристых продуктов из ржи, согласно которому измельченное до муки зерно ржи смешивают с водой до образования суспензии, суспензию разжижают собственными ферментами муки(амилолитическими и целлюлолитическими) при ее нагреве до 80 С со скоростью 1 С в минуту с 30 минутными паузами при 40 С, 60 С и 70 С, затем проводят термообработку при 120-125 С в течение 2-3 минут. Проводят гидролиз при 55-57 С в течение 16-20 часов композицией ферментных препаратов, содержащей целлюлазу в количестве 0,5-0,7 единиц целлюлолитической активности на 1 г безводной муки, грибную альфа-амилазу в количестве 2-2,5 единиц амилолитической активности и/или глюкоамилазу в количестве 0,5-1,5 единиц глюкоамилазной активности на 1 г крахмала в муке. Гидролизат нагревают до 80 С,разделяют и концентрируют под вакуумом см. Патент РФ 2085590. Опубл. 27.07.1997. Известен способ получения сахаросодержащего продукта, а именно, глюкозного сиропа из измельченного зерна ржи, который предусматривает смешивание измельченного зерна ржи с водой до влажности 17-18,экструзию массы при 2 температуре 120-140 С и давлении 9-10 МПа,смешивание полученного экструдата с подкисленной водой при рН 4,0-5,5 и соотношении 16. Экструдат клейстеризуют и разжижают при температуре 50-70 С в течение 40-90 минут путем введения ксиланазного ферментного препарата Шеарзим 500 Л в количестве 30-60 ед. ксиланазной активности на 1 г экструдата. Разжиженную массу центрифугируют для отделения от твердого остатка раствора, содержащего белок, который осаждают при рН 6,5-7,0 и отделяют от раствора. Раствор смешивают с твердым остатком, отделенным в процессе центрифугирования. Для декстринизации в смесь вводят ферментный препарат Термамил 120 Л в количестве 0,06-0,16 ед. на 1 г крахмала при температуре 80-95 С в течение 1,5-2,5 часов. Затем массу охлаждают до 55-65 С и осахаривают ферментным препаратом Глюкозим Л 400 С в количестве 4-6 ед. на 1 г крахмала при рН 4,3-4,6 в течение 2,5-3,0 часов. Полученный гидролизат фильтруют и уваривают до содержания сухих веществ 70-75 см. Патент РФ 2347816. Опубл. 27.02. 2009. Недостатком вышеприведенных способов является длительность процесса, темный цвет сахаросодержащего продукта из-за протекания реакции меланоидинообразования (реакция Майяра) между сахарами и белками, ухудшающей качество сиропа. Известен способ получения патоки из крахмала,который предусматривает приготовление крахмальной суспензии, нагрев ее в газовихревом биореакторе до 90-98 С, разжижение ферментным препаратом -амилазой. Разжиженную массу охлаждают до температуры осахаривания, вводят в емкость биореактора ферментный препарат глюкоамилазу и проводят осахаривание. В емкости биореактора над поверхностью крахмальной суспензии создают вихревое движение аэрирующего воздуха с перепадом давления между центром воздушного вихря и его периферией 1000-2200 Па для перемешивания реакционной среды на стадиях разжижения и осахаривания. После осахаривания ожиженного крахмала фермент инактивируют,гидролизат очищают и уваривают с получением патоки. Изобретение обеспечивает ускорение и упрощение процесса путем равномерного распределения ферментных препаратов в крахмальной суспензии в гидролизуемой массе см. Патент РФ 2283349. Опубл. 10.09.2006. К недостаткам способа можно отнести использование повышенного давления на стадиях разжижения и осахаривания, а также необходимость использования специализированного оборудования газовихревого биореактора. Наиболее близким способом (прототипом) по совокупности признаков и достигнутому положительному эффекту является способ получения патоки из крахмала см. Патент РФ 2421525. Опубл. 26.06.2011, предусматривающий приготовление суспензии крахмала с концентрацией 35, введение в суспензию разжижающего фермента альфа-амилазы, проведение в биореакторе первой стадии разжижения при температуре 85 С и перемешивании смеси механической мешалкой,выделение из частично ожиженного крахмала жиробелковых примесей, дальнейшее нагревание суспензии до 130 С с выдерживанием в течение 5 минут в автоклаве, последующее охлаждение частично ожиженного крахмала до 85 С,проведение второй стадии ожижения альфаамилазой с выдерживанием при этой температуре при постоянном перемешивании в течение 60 минут,осахаривание разжиженного крахмала в другом биореакторе с механической мешалкой ферментным препаратом глюкоамилазой при рН 4,3 и температуре 56 С в течение 72 часов при перемешивании,инактивацию фермента нагреванием, очистку гидролизата активированным углем и его уваривание до заданного содержания сухих веществ в полученной патоке. Недостатком данного способа является длительность процесса. Технической задачей изобретения является получение высококачественного глюкозного сиропа за короткий интервал времени, который достигается за счет того, что получение сахаросодержащего продукта из крахмала тритикале,предусматривающем приготовление крахмальной суспензии концентрацией 40, нагрев ее до температуры 40-50 С при постоянном перемешивании, добавление ферментного препарата а-амилазыв расчете 1-4 Ед.акт на 1 г крахмала. Разжижение и клейстеризация осуществлялась при 65-70 С в течение 120 мин. Инактивация фермента а-амилазы достигалась нагреванием до температуры кипения раствора декстринов. Далее раствор подвергался механическому фильтрованию и корректировался рН до уровня 4,6. Осахаривание разжиженной суспензии проводилось добавлением глюкоамилазы 360 в расчете 3 Ед.акт на 1 г крахмала при температуре 60 С в течение 5-20 мин. Полученный гидролизат фильтровался и уваривался до содержания сухих веществ 70-75. Способ осуществляется следующим образом. Для получения глюкозного сиропа из крахмала тритикале готовилось крахмальное молочко. К 200 г крахмала добавлялось 300 мл дистиллированной воды, тщательно перемешивалось до получения однородной суспензии (40.0 масс.). Значение рН в крахмальной суспензии составляло 6,0. Полученное крахмальное молочко медленно нагревалось при постоянном помешивании якорной мешалкой. При температуре крахмального молочка 45 С вводился фермент -амилазав расчете 1-4 Ед.акт на 1 г крахмала. Начало клейстеризации крахмальной суспензии отмечалось на 28 минуте с момента достижения температуры 60 С. Эта стадия проходила довольно быстро. Температура в растворе поддерживалась в пределах 65-70 С. Длительность процесса декстринизации суспензии крахмала тритикале составляла 120 мин. Полученный раствор декстринов доводился до кипения для инактивации -амилазы. Кипячение осуществлялось в течении 3 мин. В результате была получена полупрозрачная жидкость с мелкими хлопьями, распределенными по всему объему. Полученный раствор декстринов подвергался механическому фильтрованию. Параметры полученного продукта следующие концентрация сухих веществ 39,0 мас.,концентрация глюкозы 89 М, конверсия 6,0. Концентрация сухих веществ в декстринах соответствует ее начальной концентрации в крахмальной суспензии. Процесс осахаривания раствора декстринов проводился с использованием ферментного препарата 360. В процессе осахаривания раствора декстринов возможно получить ряд сахаропродуктов с различным глюкозным эквивалентом. С этой целью гидролиз прекращался по достижению заданной степени осахаривания. К полученному раствору декстринов (рН 4,6) добавлялась глюкоамилаза 360 в расчете 3 Ед.акт на 1 г крахмала. Процесс осахаривания проводился при температуре 60 С. Процесс осахаривания раствора декстринов в течение 5-20 мин позволил получить глюкозный сироп с низкой степенью осахаривания. Параметры полученного продукта следующие концентрация сухих веществ 39.0 мас , концентрация глюкозы в продукте в зависимости от времени осахаривания изменялась от 331 М до 570 М, конверсия составляла от 20,0 до 38 . Продолжение процесса осахаривания при температуре 60 С в течение 25-30 мин позволило получить глюкозный сироп со средней степенью осахаривания. Параметры полученного продукта следующие концентрация сухих веществ 40,0 мас.,концентрация глюкозы 570-690 М, конверсия 4652. Увеличение времени контакта растворов декстринов с ферментом глюкоамилазой более 60 мин при температуре 60 С позволило получить глюкозный сироп с высокой степенью осахаривания. Параметры полученного продукта следующие концентрация сухих веществ 46-47 масс., концентрация глюкозы 915 -1128 М,конверсия 61-75. По окончанию гидролиза глюкозный сироп подвергался механическому фильтрованию с целью удаления растворимых органических примесей и красящих веществ. После контрольного фильтрования полученный глюкозный сироп выпаривался до концентрации сухих веществ 74. Ниже приведены примеры 1 и 2 конкретного выполнения способа Пример 1. 200 г крахмала тритикале смешивают с 300 мл дистиллированной воды. Суспензию нагревают до температуры 40-50 С при постоянном перемешивании и вводят ферментный препарат-амилазуиз расчета 1-4 ед.акт на 1 г крахмала. Температуру в растворе поддерживают в пределах 65-70 С в течение 1,5-2 часов. Затем доводят до кипения для инактивации фермента. Полученный раствор фильтруют, подкисляют до рН 3 4,6 и осахаривают ферментным препаратом глюкоамилазы 360 в расчете 3 Ед.акт на 1 г крахмала. Продолжение процесса осахаривания при температуре 60 С в течение 25-30 мин позволяет получить глюкозный сироп со средней степенью осахаривания. Параметры полученного продукта были следующие концентрация сухих веществ 40.0 масс., концентрация глюкозы 570-690 М,конверсия 46-52. Пример 2. 200 г крахмала тритикале смешивают с 300 мл дистиллированной воды. Суспензию нагревают до температуры 40-50 С при постоянном перемешивании и вводят ферментный препарат аамилазув расчете 1-4 Ед.акт на 1 г крахмала. Температуру в растворе поддерживают в пределах 65-70 С в течение 1,5-2 часов. Затем доводят до кипения для инактивации фермента. Полученный раствор фильтруют, подкисляют до рН 4,6 и осахаривают ферментным препаратом глюкоамилазы 360 в расчете 3 Ед.акт на 1 г крахмала. Увеличение времени контакта растворов декстринов с ферментом глюкоамилазы более 60 мин при температуре 60 С позволяет получить глюкозный сироп с высокой степенью осахаривания. Параметры полученного продукта следующие концентрация сухих веществ 46-47 мас., концентрация глюкозы 915 -1128 М,конверсия 61-75. Преимуществом способа перед существующими аналогами является сиропа за счет использования новых ферментных препаратов, высокое качество получаемого продукта. Способ не требует использования специализированного оборудования,повышенного давления и высоких температур, а также существенно снижает продолжительность процесса, что уменьшает финансовые затраты на производство продукта. Предлагаемый способ получения позволяет получать глюкозный сироп с различным глюкозным эквивалентом из крахмала тритикале. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения глюкозного сиропа из крахмала тритикале, включающий приготовление крахмальной суспензии, разжижение под действием-амилазы, осахаривание полученных декстринов глюкоамилазой, очистку, отличающийся тем, что в подогретую до 40-50 С крахмальную суспензию из крахмала тритикале концентрацией 40,добавляется ферментный препарат-амилаза Аех в расчете 1-4 Ед.акт на 1 г крахмала,разжижение и клейстеризацию осуществляют при 65-70 С в течение 120 мин., инактивация фермента-амилазы достигается нагреванием до температуры кипения раствора декстринов, далее раствор подвергают механическому фильтрованию и подкислению до рН 4,6, осахаривание разжиженной суспензии ведут добавлением глюкоамилазы 360 в расчете 3 Ед.акт на 1 г крахмала при температуре 60 С в течение 5-60 мин., полученный гидролизат фильтруют и уваривают до содержания сухих веществ 70-75.