Настоящее изобретение относится к крахмало-паточной отрасли пищевой промышленности, а именно к способам получения сахаристых крахмалопродуктов: патоки крахмальной разного углеводного состава (низкоосахаренной, карамельной, высокоосахаренной и мальтозной), глюкозы и глюкозо-фруктозного сиропа разного углеводного состава, сухих глюкозных сиропов (мальтодекстринов) и сухих глюкозо-фруктозных сиропов разного углеводного состава, а также глюкозы.
Изобретение позволяет разработать высокоэффективный, экономичный способ получения сахаристых крахмалопродуктов: патоки крахмальной и глюкозо-фруктозного сиропа разного углеводного состава, сухих сиропов глюкозных (мальтодекстринов) и глюкозо-фруктозных разного углеводного состава, а также глюкозы с высокими потребительскими характеристиками (прозрачностью и отсутствием примесей) при применении баромембранных способов очистки (микрофильтации, ультрафильтации и обратного осмоса), а также электролиза.
Наиболее близким по техническому решению к предложенному изобретению является способ получение сахаристых крахмалопродуктов методом гидролиза крахмала [Ловкие З.В., Литвяк В.В., Петюшев Н.Н. Технология крахмала и крахмалопродуктов: учеб. пособ. - Минск: Асобны, 2007. - 178 с. (С.112-137)] - прототип, в результате последовательно осуществляемых технологических этапов:
1. При получении патоки крахмальной разного углеводного состава: подготовка 38-40% сухих веществ (СВ) крахмальной суспензии к разжижению, кислотное или ферментативное разжижение (для низкоосахаренной патоки 3% редуцирующих веществ (РВ), для карамельной патоки (при картофельном крахмале 8-9% РВ, при кукурузном крахмале 10-12% РВ), для высокоосахаренной патоки 48-50% РВ, для мальтозной 15-20% РВ), нейтрализация или инактивации ферментов, охлаждение и корректировка рН, ферментативное или кислотное осахаривание (для низкоосахаренной патоки до 34% РВ, для карамельной патоки 34^14% РВ, для высокоосахаренной патоки более 44% РВ, для мальтозной более 50% мальтозы и менее 50% глюкозы), инактивация ферментов или нейтрализация, механическое фильтрование, выпаривание в выпарной установке, адсорбционная очистка с помощью активного угля, контрольное фильтрование, уваривание до 78% СВ, охлаждение, хранение и розлив.
2. При получении глюкозо-фруктозного сиропа разного углеводного состава: подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к разжижению, кислотное или ферментативное разжижение, нейтрализация или инактивации ферментов, охлаждение и корректировка рН, ферментативное или кислотное осахаривание, нейтрализация или инактивации ферментов, охлаждение и корректировка рН, изомеризация глюкозы при помощи ферментного препарата с глюкозоизомеразной активностью, инактивация или нейтрализация фермента глюкозоизомеразы, механическое фильтрование, адсорбционная очистка с помощью активного угля, контрольное фильтрование, охлаждение, хранение и розлив.
3. При получении глюкозы: подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к разжижению, кислотное или ферментативное разжижение, нейтрализация или инактивации ферментов, охлаждение и корректировка рН, ферментативное или кислотное осахаривание, инактивация или нейтрализация ферментов, механическое фильтрование, выпаривание в выпарной установке до 45-50% СВ, обработка ионообменными смолами или адсорбционная очистка с помощью активного угля, контрольное фильтрование, охлаждение уваренного сиропа и кристаллизация при начальной температуре 45-50°С и конечной температуре 36-37°С, отделение кристаллов на центрифуге, высушивание кристаллов, фасовка, упаковка, хранение и транспортирование.
Недостатком известного способа получения сахаристых крахмалопродуктов (патоки крахмальной и глюкозофруктозного сиропа разного углеводного состава, а также глюкозы) является, прежде всего, недостаточно высокие потребительские характеристики сахаристых крахмалопродуктов (большая зольность, большое количество окрашенных сложных высокомолекулярных органических соединений - меланоидинов, непрозрачность). Кроме этого, в качестве недостатков можно указать также на трудоемкость и многоэтапность технологического процесса получения сахаристых крахмалопродуктов по традиционной технологии, что требует дорогостоящего технологического оборудования и высококвалифицированных специалистов.
При реакции меланоидинообразования (сахароаминной реакции или реакции Майара) аминокислоты и/или белки (соединения с аминогруппой: -NH2) способны вступать в реакцию с соединениями, содержащими карбонильную группу (-СО), например, с углеводами (восстанавливающими сахарами). В результате этой реакции происходят изменения, как исходной аминокислоты (белка), так и реагирующего с ней восстанавливающего сахара. Так, из аминокислоты образуются соответствующий альдегид, аммиак и диоксид углерода, а из сахара - фурфурол или гидроксиметилфурфурол.
Гидроксиметил фурфурол малоустойчив и легко разлагается с образованием муравьиной и левулиновой кислот; при его конденсации также могут образовываться гуминовые вещества. Гуминовые вещества небольшой степени конденсации растворимы в воде и окрашивают продукт в желтый цвет.
Белки с сахарами способны образовывать разнообразные окрашенные органические вещества сложной структуры - меланоидины.
Меланоидины (от греч. 
- черный и «-идин» суффикс гетероциклических предельных азотистых соединений) - группа высокомолекулярных гетерогенных полимерных соединений, образующихся при термической обработке. Меланоидины имеют темный цвет, обычно от красно-коричневого до темно-коричневого. Меланоидины образуются как продукты реакции Майара (сахароаминной реакции или реакции меланоидинообразования), которая включает в себя взаимодействие кетогрупп (-С=O) Сахаров с аминогруппами (-NH2) аминокислот или белков, что приводит к их конденсации и полимеризации.
Реакционная способность Сахаров, участвующих в меланоидинообразовании, снижается в следующей последовательности: рибоза > ксилоза > арабиноза > галактоза > глюкоза > мальтоза > фруктоза. Чем короче углеродная цепь моносахарида, тем легче он реагирует с аминокислотами. Если реакционную способность редуцирующих дисахаридов принять за единицу, то при прочих равных условиях гексозы имеют активность 2,5, а пентозы - 3,5 единицы. На активность Сахаров влияет их стереохимическая конфигурация. Среди пентоз очень реакционноспособны ксилоза и рибоза, а среди гексоз самая высокая активность у галактозы. Степень меланоидинообразования (образования пигментов) прямо пропорциональна количеству открытых цепей сахара в растворе.
Из аминокислот легко вступают в реакцию меланоидинообразования основные аминокислоты, и в первую очередь лизин. Активность аминокислот в реакции меланоидинообразования снижается в следующей последовательности: лизин < лицин < метионин < аланин < валин < глутаминовая кислота < фенинлаланин < цистин < тирозин. Чем дальше расположена аминогруппа от карбоксильной, тем активнее данная аминокислота в реакции Майара.
Меланоидинообразование (потемнение) может быть менее значительным в сильнокислой среде, поскольку в этих условиях аминогруппа изотонируется, и образования глюкозамина происходить не будет. При рН 6 имеет место небольшое меланоидинообразование (потемнение), а при рН 7,8-9,2 - наиболее благоприятная область.
Меланоидинообразование (потемнение) интенсивнее происходит в присутствии ионов меди, железа и других минеральных веществ.
Скорость реакции меланоидинообразования увеличивается при повышении температуры (повышение на 10°С дает увеличение скорости в 2-3 раза.
Стандартный меланоидин содержит гидроксильные, карбонильные и карбоксильные группировки, кратные и эфирные связи, а молекулярная масса колеблется между двумя и тридцатью тысячами. Многие исследователи, изучавшие реакцию Майара на различных примерах, выделили производные фурана, пиррола, пиридина, пиразина, карболина и других гетероциклических соединений. Меланоидины способны окисляться и восстанавливаться, причем первая реакция идет быстрее второй. В щелочных растворах меланоидины более устойчивы, чем в кислых. При термической обработке идет дальнейшая поликонденсация, а выше 400°С образуются так называемые пиромеланоидиды. Меланоидины не расщепляются пищеварительными ферментами, и, следовательно, они не усваиваются. Однако они могут образовывать комплексы с белками-ферментами, влияя тем самым на их каталитическую активность.
Таким образом, технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка высокоэффективного и экономичного способа получения сахаристых крахмалопродуктов: патоки крахмальной и глюкозо-фруктозного сиропа разного углеводного состава, сухих глюкозного (мальтодекстрина) и глюкозо-фруктозного, а также глюкозы с хорошими потребительскими характеристиками (прозрачностью, а также низким количеством примесей: протеинов, белков, меланоидинов и минеральных веществ) за счет использования очистки глюкозных и глюкозо-фруктозных сиропов баромембранными методами.
Решение технической задачи достигается тем, что способ получения сахаристых крахмалопродуктов, предусматривающий кислотный или ферментативный гидролиз крахмальной суспензии, с или без ферментативной изомеризации глюкозы, очистку глюкозных или глюкозо-фруктозных сиропов, сгущение глюкозных сиропов, с или без кристаллизации глюкозы, отличающийся тем, что очистка глюкозного или глюкозо-фруктозного сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляется при помощи баромембранных технологий в результате: микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и/или ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, и/или обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм, а также при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через глюкозный или глюкозо-фруктозный сироп после его подкисления до рН>6 в течение 15 минут и далее через глюкозный или глюкозо-фруктозный сироп после его подщелачивания до рН<6 в течение 15 минут с последующим при получении патоки крахмальной сгущением глюкозного сиропа до 70-78% сухих веществ или при получении глюкозо-фруктозного сиропа сгущением данного сиропа до 45-50% сухих веществ или при получении глюкозы сгущением при температуре 36-37°С глюкозного сиропа до 45-50% сухих веществ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм, с или без сушки на распылительной сушилке при температуре 100-140°С сгущенного до 70-78% сухих веществ паточного сиропа или сгущенного до 45-50% сухих веществ глюкозо-фруктозного сиропа.
Способ реализуется следующим образом.
Электролиз - физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор, либо расплав электролита.
Электрический ток направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц - носителей электрического заряда. Такими носителями могут являться: в металлах электроны, в электролита ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках - электроны или дырки (электронно-дырочная проводимость).
Упорядоченное движение ионов в токопроводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами -проводниками, соединенными с полюсами источника электрической энергии. Катодом при электролизе называется отрицательный электрод, анодом положительный. Положительные ионы - катионы (ионы металлов, водородные ионы, ионы аммония и др.) движутся к катоду, отрицательные ионы анионы (ионы кислотных остатков и гидроксильной группы) движутся к аноду.
Реакции, происходящие при электролизе на электродах, называются вторичными. Первичными являются реакции диссоциации в электролите.
Законы электролиза Майкла Фарадея следующие:
1. Первый закон: масса вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду, прошедшему через электролит.
2. Второй закон: электрохимические эквиваленты различных веществ пропорциональны их молярным массам и обратно пропорциональны числам, выражающим их химическую валентность. Химическим эквивалентом иона называется отношение молярной массы иона к его валентности.
Для разделения компонентов разбавленных (водных) растворов, концентрирования или их очистки широко используются мембранные процессы, осуществляемые под действием перепада давления, или баромембранные процессы (баромембранные методы). Размер частиц или молекулы, а также химические свойства растворенного вещества определяют структуру мембраны, то есть размер пор, их распределение по размеру, которые необходимы для разделения данной смеси. Различные мембранные процессы можно классифицировать, по структуре используемых мембран. К баромембранным процессам относятся:
1. Микрофильтрация - процесс разделения жидких или газовых смесей от взвешенных частиц диаметром 100-0,1 мкм (микрон). Фильтрация производится на мелкозернистом материале, песок, кварц и т.п., для грубой фильтрации больших частиц. Процесс проводят в тупиковом режиме с регенерацией обратным током жидкости/газа.
2. Ультрафильтрация - процесс мембранного разделения, а также фракционирования и концентрирования веществ, осуществляемые путем фильтрования жидкости под действием разности давлений до и после мембраны. Размер пор ультрафильтрационных мембран варьируется от 0,01 до 0,1 мкм.
3. Обратный осмос - процесс, в котором, при определенном давлении, растворитель (обычно вода) проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, т.е. в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворенные в нем вещества. Установка обратного осмоса способна удалять из воды частицы с размерами 0,001-0,0001 мкм.
Основными требованиями к мембранам, используемым в баромембранных процессахЮ являются:
узкое распределение пор по размерам;
анизотропное строение;
высокая проницаемость (удельная производительность);
химическая стойкость к действию разделяемой среды, регенерирующим и стерилизующим реагентам;
стабильность характеристик во времени;
механическая прочность;
отсутствие выноса материала мембраны в фильтрат;
низкая стоимость.
К аппаратам для осуществления баромембранных процессов в промышленных масштабах предъявляются требования, определяемые возможностью их изготовления и условиями эксплуатации. Различают следующие типы мембранных аппаратов:
плоскокамерные;
трубчатые;
рулонные;
половолоконные;
Аппараты для осуществления баромебранных процессов должны иметь большую поверхность мембран в единице объема аппарата и быть простыми в сборке и монтаже ввиду необходимости периодической смены мембран. Создать аппарат, в полной мере удовлетворяющий всем требованиям, по-видимому, невозможно. Поэтому для каждого конкретного процесса разделения следует подбирать конструкцию, обеспечивающую наиболее выгодные условия проведения именно этого процесса.
При обезвоживании важным является знание о диаметре молекулы воды. Известно, что диаметр молекулы воды (Н2О) равняется 0,3 нм или 0,0003 мкм или 3⋅10-8 см или 3⋅10-10 м или 3Å.
Используемое сырье и материалы при получении сахаристых крахмалопродуктов. В качестве сырья использовали:
1. Нативный крахмал по техническому нормативному правовому акту (ТИПА):
- крахмал картофельный ГОСТ 7699-78 (влажность 17-20%);
- крахмал кукурузный ГОСТ 7697-82 (влажность 13-16%);
- крахмал тапиоковый по ТНПА;
- крахмал пшеничный по ТНПА;
- крахмал ржаной по ТНПА;
- крахмал ячменный по ТНПА;
- крахмал тритикалевый по ТНПА;
- крахмал рисовый по ТНПА;
- крахмал амарантовый по ТНПА;
- крахмал сорговый по ТНПА;
- крахмал нутовый по ТНПА;
- крахмал гороховый по ТНПА;
- крахмал бобовый по ТНПА;
- крахмал чумизный по ТНПА;
- крахмальные смеси различного соотношения по ТНПА.
2. Амилолитические ферментные препараты бактериального или грибного происхождения по ТНПА:
- амилолитические ферментные препараты для разжижения крахмального клейстера по ТНПА;
- амилолитические ферментные препараты для осахаривания разжиженого крахмального клейстера по ТНПА.
3. Ферментный препарат глюкозоизомеразы по ТНПА.
4. Минеральные кислоты по ТНПА:
- соляная кислота (HCl) по ТНПА;
- серная кислота (H2SO4) по ТНПА.
5. Щелочь по ТНПА:
- гидроксид натрия (NaOH) по ТНПА;
- гидроксид калия (КОН) по ТНПА.
В качестве материалов использовали:
1. Установки для проведения баромембранных
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм;
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм;
- обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
2. Установка для проведения электролиза.
Технология получение патоки крахмальной разного углеводного состава. Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 90-100°С в течение 1-5 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение кислотное или ферментативное:
для низкоосахаренной патоки 3% РВ;
для карамельной патоки:
- при картофельном крахмале 8-9% РВ,
- при кукурузном крахмале 10-12% РВ;
для высокоосахаренной патоки 48-50% РВ;
для мальтозной 15-20% РВ.
4. Нейтрализация или инактивации ферментов,
5. Охлаждение и корректировка рН,
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание ферментативное или кислотное:
для низкоосахаренной патоки до 34% РВ,
для карамельной патоки 34-44% РВ,
для высокоосахаренной патоки более 44% РВ,
для мальтозной более 50% мальтозы и менее 50% глюкозы.
7. Инактивация ферментов или нейтрализация.
8. Очистку паточного (глюкозного) сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляется при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и/или
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, и/или
- обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
9. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подкисления до рН>6 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН<6 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение паточного (глюкозного) сиропа до 70-78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Среди различных технологий сахаристых крахмалопродуктов технология патоки крахмальной является базовой.
Технология получения глюкозо-фруктозного сиропа разного углеводного состава. На первоначальном этапе технологии глюкозо-фруктозного сиропа осуществляют получение глюкозного сиропа аналогичным способом как в технологии патоки крахмальной, т.е. методом кислотного или кислотно-ферментативного или ферментативного гидролиза крахмала в две стадии:
- стадия 1: разжижение крахмалосодержащего сырья и
- стадия 2: осахаривание крахмалосодержащего сырья.
Для изомеризации глюкозы в полученном глюкозном сиропе, используется ферментный препарат с глюкозоизомеразной активностью. Перед началом изомеризации (перед внесением фермента в глюкозный сироп) проводят корректировку рН и температуры глюкозного сиропа под оптимум действия глюкозоизомеразы.
После проведения реакции изомеризации проводят инактивацию или нейтрализацию фермента глюкозоизомеразы температурой или изменением рН среды.
Очистку глюкозо-фруктозного сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляют при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и/или
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, и/или
- обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Далее проводят первичную очистку глюкозо-фруктозного сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подкисления до рН>6 в течение 15 минут.
В последствии проводят вторичную очистку глюкозо-фруктозного сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН<6 в течение 15 минут.
При необходимости осуществляют сгущение глюкозо-фруктозного сиропа до 45-50% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
При необходимости сгущенный до 45-50% СВ глюкозо-фруктозный сироп сушат на распылительной сушкой при температуре 100-140°С.
Технология получения сухого глюкозного сиропа (мальтодекстрина) и сухого глюкозо-фруктозного сиропа разного углеводного состава. В начале технологии сухих сиропов осуществляют получение глюкозного сиропа аналогичным способом как в технологии патоки крахмальной, т.е. методом кислотного или кислотно-ферментативного или ферментативного гидролиза крахмала в одну и/или две стадии:
- стадия 1: разжижение крахмалосодержащего сырья и/или
- стадия 2: осахаривание крахмалосодержащего сырья.
Очистку глюкозного сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляется при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и/или
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, и/или
- обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Далее проводят первичную очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подкисления до рН>6 в течение 15 минут.
Впоследствии проводят вторичную очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН<6 в течение 15 минут.
Осуществляют сгущение глюкозного сиропа до 70-78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Сгущенный до 70-78% СВ глюкозный сироп сушат на распылительной сушкой при температуре 100-140°С с получение сухого глюкозного сиропа (мальтодекстрина разного декстрозного эквивалента).
При получении сухих глюкозо-фруктозных сиропов разного углеводного состава дополнительно проводят изомеризацию глюкозы в полученном глюкозном сиропе, используя ферментный препарат с глюкозоизомеразной активностью. При этом перед началом изомеризации (перед внесением фермента в глюкозный сироп) проводят корректировку рН и температуры глюкозного сиропа под оптимум действия глюкозоизомеразы.
Очистку глюкозо-фруктозного сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляют при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и/или
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, и/или
- обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Далее проводят первичную очистку глюкозо-фруктозного сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подкисления до рН>6 в течение 15 минут.
Впоследствии проводят вторичную очистку глюкозо-фруктозного сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН<6 в течение 15 минут.
Осуществляют сгущение глюкозо-фруктозного сиропа до 45-50% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Сгущенный до 45-50% СВ глюкозо-фруктозный сироп сушат на распылительной сушкой при температуре 100-140°С.
Технология получения глюкозы. На первоначальном этапе технологии глюкозы осуществляют получение глюкозного сиропа аналогичным способом как в технологии патоки крахмальной, т.е. методом кислотного или кислотно-ферментативного или ферментативного гидролиза крахмала в две стадии:
- стадия 1: разжижение крахмалосодержащего сырья и
- стадия 2: осахаривание крахмалосодержащего сырья.
Очистку глюкозного сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляется при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и/или
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, и/или
- обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Далее проводят первичную очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подкисления до рН>6 в течение 15 минут.
Впоследствии проводят вторичную очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН<6 в течение 15 минут.
На заключительном этапе технологии осуществляют сгущение глюкозного сиропа при температуре 36-37°С до 45-50% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм с последующей кристаллизацией, отделением кристаллов на центрифуге, сушкой кристаллов, их фасовкой, упаковкой, хранением и транспортировкой.
Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения.
Пример 1: Патока крахмальная низкоосахаренная «Картофельная»
В качестве сырья используют картофельный крахмал по ТНПА.
Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 90°С в течение 3 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение кислотное или ферментативное:
для низкоосахаренной патоки 3% РВ;
4. Нейтрализация или инактивации ферментов.
5. Охлаждение и корректировка рН.
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание ферментативное или кислотное:
для низкоосахаренной патоки до 34% РВ,
7. Инактивация или нейтрализация ферментов.
8. Очистку паточного (глюкозного) сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляют при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм,
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм и
- обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
9. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 15 мА/см3 и температуре 40°С через паточный сироп после его подкисления до рН>6 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 15 мА/см3 и температуре 40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН<6 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Пример 2: Патока крахмальная карамельная «Кукурузная» В качестве сырья используют кукурузный крахмал по ТНПА. Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 90°С в течение 5 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение кислотное:
для карамельной патоки:
- при кукурузном крахмале 10-12% РВ;
4. Нейтрализация.
5. Охлаждение и корректировка рН.
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание ферментативное или кислотное:
для карамельной патоки 34^4% РВ.
7. Инактивация ферментов или нейтрализация.
8. Очистку паточного (глюкозного) сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляется при помощи баромембранных технологий в результате:
-микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм,
-ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм.
9. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через паточный сироп после его подкисления до рН 2 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН 9 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Пример 3: Патока крахмальная высокоосахаренная «Пшеничная» В качестве сырья использую пшеничный крахмал по ТНПА. Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 100°С в течение 1 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение кислотное или ферментативное:
для высокоосахаренной патоки 48-50% РВ.
4. Нейтрализация или инактивации ферментов.
5. Охлаждение и корректировка рН.
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание ферментативное или кислотное:
для высокоосахаренной патоки более 44% РВ.
7. Инактивация ферментов или нейтрализация.
8. Очистку паточного (глюкозного) сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляется при помощи баромембранных технологий в результате микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм.
9. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 12 мА/см3 и температуре 30°С через паточный сироп после его подкисления до рН 3 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 12 мА/см3 и температуре 30°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН 8 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Пример 4: Патока крахмальная карамельная «Картофельная» В качестве сырья использую картофельный крахмал. Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 95°С в течение 2 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение кислотное:
для карамельной патоки:
- при картофельном крахмале 8-9% РВ.
4. Нейтрализация.
5. Охлаждение и корректировка рН.
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание кислотное:
для карамельной патоки 34-44% РВ.
7. Нейтрализация.
8. Очистку паточного (глюкозного) сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляется при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и
- обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
9. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 13 мА/см3 и температуре 35°С через паточный сироп после его подкисления до рН 4 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 13 мА/см3 и температуре 35°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН 10 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Пример 5: Патока крахмальная мальтозная «Ячменная»
В качестве сырья использую ячменный крахмал по ТНПА.
Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 98°С в течение 4 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение ферментативное:
для мальтозной 15-20% РВ.
4. Инактивация ферментов.
5. Охлаждение и корректировка рН.
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание ферментативное:
для мальтозной более 50% мальтозы и менее 50% глюкозы.
7. Инактивация ферментов.
8. Очистку паточного (глюкозного) сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляют при помощи баромембранных технологий в результате:
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм и
- обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
9. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 14 мА/см3 и температуре 25°С через паточный сироп после его подкисления до рН 2,5 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 14 мА/см3 и температуре 25°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН 12 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Пример 6: Патока крахмальная низкоосахаренная «Тапиоковая» В качестве сырья используют тапиоковый крахмал по ТНПА. Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 100°С в течение 5 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение кислотное или ферментативное:
для низкоосахаренной патоки 3% РВ.
4. Нейтрализация или инактивации ферментов.
5. Охлаждение и корректировка рН.
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание ферментативное или кислотное:
для низкоосахаренной патоки до 34% РВ.
7. Инактивация ферментов или нейтрализация.
8. Очистку паточного (глюкозного) сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляется при помощи баромембранных технологий в результате ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм.
9. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через паточный сироп после его подкисления до рН 2,9 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 15 мА/см3 и температуре 40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН 9,5 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Пример 7: Патока крахмальная высокоосахаренная «Рисово-картофельная»
В качестве сырья использую смесь рисового крахмала по ТНПА и картофельного крахмала по ТНПА в соотношений 2:1.
Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 97°С в течение 3 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение кислотное или ферментативное:
для высокоосахаренной патоки 48-50% РВ.
4. Нейтрализация или инактивации ферментов.
5. Охлаждение и корректировка рН.
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание ферментативное или кислотное:
для высокоосахаренной патоки более 44% РВ.
7. Инактивация ферментов или нейтрализация.
8. Очистку паточного (глюкозного) сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляют при помощи баромембранных технологий в результате обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
9. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 15 мА/см3 и температуре 35°С через паточный сироп после его подкисления до рН 3,4 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку паточного (глюкозного) сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 25°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН 11,8 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Пример 8: Мальтодекстрин «Кукурузный» В качестве сырья использую кукурузный крахмал по ТНПА. Получение патоки крахмальной предусматривает следующие последовательно осуществляемые технологические этапы:
1. Подготовка 38-40% СВ крахмальной суспензии к гидролизу.
2. Разваривание - клейстеризация крахмала при температуре 90°С в течение 5 мин.
3. Первый этап гидролиз крахмала - разжижение кислотное:
для карамельной патоки:
- при кукурузном крахмале 10-12% РВ.
4. Нейтрализация.
5. Охлаждение и корректировка рН.
6. Второй этап гидролиза крахмала - осахаривание ферментативное или кислотное:
для карамельной патоки РВ.
7. Инактивация ферментов или нейтрализация.
8. Очистку глюкозного сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляют при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм,
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм.
9. Проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через паточный сироп после его подкисления до рН 2 в течение 15 минут.
10. Проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20р°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН 9 в течение 15 минут.
11. Осуществляют сгущение до 70-78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
12. Проводят сушку сгущенного до 70-78% СВ глюкозного сиропа на распылительной сушилке при температуре 120°С.
Пример 9: Глюкозо-фруктозный сироп «Кукурузный».
В качестве сырья используют кукурузный крахмал по ТНПА.
На первоначальном этапе технологии глюкозо-фруктозного сиропа осуществляют получение глюкозного сиропа аналогичным способом как в технологии патоки крахмальной, т.е. методом кислотного или кислотно-ферментативного или ферментативного гидролиза крахмала в две стадии:
- стадия 1: разжижение крахмалосодержащего сырья и
- стадия 2: осахаривание крахмалосодержащего сырья.
Для изомеризации глюкозы в полученном глюкозном сиропе, используется ферментный препарат с глюкозоизомеразной активностью. Перед началом изомеризации (перед внесением фермента в глюкозный сироп) проводят корректировку рН и температуры глюкозного сиропа под оптимум действия глюкозоизомеразы.
После проведения реакции изомеризации проводят инактивацию или нейтрализацию фермента глюкоизомеразы температурой или изменением рН среды.
Очистку глюкозо-фруктозного сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляют при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и/или
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, и/или
- обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Далее проводят первичную очистку глюкозо-фруктозного сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подкисления до рН>6 (например, рН 8,5) в течение 15 минут.
Впоследствии проводят вторичную очистку глюкозо-фруктозного сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН<6 (например, рН 4,5) в течение 15 минут.
При необходимости осуществляют сгущение глюкозо-фруктозного сиропа до 45-50% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
При необходимости сгущенный до 45-50% СВ глюкозо-фруктозный сироп можно высушить на распылительной сушкой при температуре 100-140°С.
Пример 10: Глюкоза кристаллическая «Пшеничная». В качестве сырья используют пшеничный крахмал по ТНПА. На начальном этапе технологии глюкозы осуществляют получение глюкозного сиропа аналогичным способом как в технологии патоки крахмальной, т.е. методом кислотного или кислотно-ферментативного или ферментативного гидролиза крахмала в две стадии:
- стадия 1: разжижение крахмалосодержащего сырья и
- стадия 2: осахаривание крахмалосодержащего сырья.
Очистку глюкозного сиропа от минеральных веществ, белка и меланоидинов осуществляют при помощи баромембранных технологий в результате:
- микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и/или
- ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, и/или
- обратным осмосом с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
Далее проводят первичную очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза (1-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подкисления до рН>6 (например, рН 9,0) в течение 15 минут.
Впоследствии проводят вторичную очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза (2-й этап) в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10-15 мА/см3 и температуре 20-40°С через паточный сироп после его подщелачивания до рН<6 (например, рН 3,9) в течение 15 минут.
На заключительном этапе технологии осуществляют сгущение глюкозного сиропа при температуре 36-37°С до 45-50% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм с последующей кристаллизации, отделением кристаллов на центрифуге, сушкой кристаллов, их фасовкой, упаковкой, хранением и транспортировкой.
Таким образом, нами предложен инновационный, высокоэффективный и экономичный способ получения сахаристых крахмалопродуктов: патоки крахмальной разного углеводного состава (низкоосахаренной, высокоосахаренной, карамельной и мальтозной), глюкозо-фруктозных сиропов разного углеводного состава, глюкозы, сухих глюкозных сиропов (мальтодектринов с разным декстрозным эквивалентом) и сухих глюкозофруктозных сиропов разного углеводного состава с хорошими потребительскими характеристиками (прозрачностью, а также низким количеством примесей: протеинов, белков, меланоидинов и минеральных веществ) в результате использования баромембранных способов очистки (микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса), а также двухэтапного электролиза.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО САХАРА | 2022 |
|
RU2788985C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕТАИНА И САХАРОЗЫ ИЗ МЕЛАССЫ | 2020 |
|
RU2765487C1 |
| СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГЛЮКОЗЫ ИЗ КРАХМАЛА | 1994 |
|
RU2036969C1 |
| ПИЩЕВАЯ ДОБАВКА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ | 1994 |
|
RU2077206C1 |
| СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГЛЮКОЗНО-ФРУКТОЗНОГО СИРОПА | 2005 |
|
RU2297457C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАТОКИ ИЗ КРАХМАЛА | 2010 |
|
RU2421525C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО КРАХМАЛА И ГЛЮКОЗНОГО СИРОПА | 2012 |
|
RU2528004C1 |
| Способ получения сиропа, содержащего глюкозу и фруктозу | 1982 |
|
SU1449014A3 |
| СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ВЫХОДА В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА ДЕКСТРОЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕМБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ | 2013 |
|
RU2646115C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ | 2006 |
|
RU2314351C1 |
Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложенный способ получения сахаристых крахмалопродуктов предусматривает кислотный или ферментативный гидролиз крахмальной суспензии, очистку глюкозного сиропа и сгущение глюкозного сиропа. Указанным способом могут получать патоку крахмальную карамельную из кукурузного крахмала, или патоку крахмальную высокоосахаренную из пшеничного крахмала, или патоку крахмальную карамельную из картофельного крахмала, или патоку крахмальную мальтозную из ячменного крахмала, или патоку крахмальную низкоосахаренную из тапиокового крахмала, или патоку крахмальную высокоосахаренную из смеси рисового и картофельного крахмала, взятых в соотношении 2:1. В частности, для получения патоки крахмальной карамельной из кукурузного крахмала готовят крахмальную суспензию с 38-40% сухих веществ (СВ) и разваривают путем клейстеризации крахмала при температуре 90°С в течение 5 мин. Проводят первый этап гидролиза крахмала − разжижение кислотное до 10-12% редуцирующих веществ (РВ), нейтрализуют, охлаждают и корректируют рН. После чего проводят второй этап гидролиза крахмала − осахаривание ферментативное или кислотное до РВ=34-44%. Затем инактивируют ферменты или нейтрализуют. Очищают глюкозный сироп от минеральных веществ, белка и меланоидинов при помощи баромембранных технологий путем микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм. Далее проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через глюкозный сироп после его подкисления до рН=2 в течение 15 мин. Затем проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через глюкозный сироп после его подщелачивания до рН=9 в течение 15 мин и осуществляют сгущение до СВ=78% при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм. Изобретение обеспечивает разработку высокоэффективного и экономичного способа получения сахаристых крахмалопродуктов: патоки крахмальной разного углеводного состава, с хорошими потребительскими характеристиками: прозрачностью, низким количеством примесей: протеинов, белков, меланоидинов и минеральных веществ за счет использования очистки баромембранными методами. 10 пр.
Способ получения сахаристых крахмалопродуктов, предусматривающий кислотный или ферментативный гидролиз крахмальной суспензии, очистку глюкозного сиропа и сгущение глюкозного сиропа,
причем для получения патоки крахмальной карамельной из кукурузного крахмала готовят крахмальную суспензию с 38-40% сухих веществ (СВ) и разваривают путем клейстеризации крахмала при температуре 90°С в течение 5 мин, проводят первый этап гидролиза крахмала − разжижение кислотное до 10-12% редуцирующих веществ (РВ), нейтрализуют, охлаждают и корректируют рН, после чего проводят второй этап гидролиза крахмала − осахаривание ферментативное или кислотное до РВ=34-44%, затем инактивируют ферменты или нейтрализуют, очищают глюкозный сироп от минеральных веществ, белка и меланоидинов при помощи баромембранных технологий путем микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, далее проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через глюкозный сироп после его подкисления до рН=2 в течение 15 мин, затем проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через глюкозный сироп после его подщелачивания до рН=9 в течение 15 мин и осуществляют сгущение до СВ=78% при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм;
или для получения патоки крахмальной высокоосахаренной из пшеничного крахмала готовят крахмальную суспензию с СВ=38-40% и разваривают путем клейстеризации крахмала при температуре 100°С в течение 1 мин, проводят первый этап гидролиза крахмала − разжижение кислотное или ферментативное до РВ=48-50%, нейтрализуют или инактивируют ферменты, охлаждают и корректируют рН, после чего проводят второй этап гидролиза крахмала − осахаривание ферментативное или кислотное до РВ более 44%, затем инактивируют ферменты или нейтрализуют, очищают глюкозный сироп от минеральных веществ, белка и меланоидинов при помощи баромембранных технологий путем микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм, далее проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 12 мА/см3 и температуре 30°С через глюкозный сироп после его подкисления до рН=3 в течение 15 мин, затем проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 12 мА/см3 и температуре 30°С через глюкозный сироп после его подщелачивания до рН=8 в течение 15 мин и осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм;
или для получения патоки крахмальной карамельной из картофельного крахмала готовят крахмальную суспензию с СВ=38-40% и разваривают путем клейстеризации крахмала при температуре 95°С в течение 2 мин, проводят первый этап гидролиза крахмала − разжижение кислотное до РВ=8-9%, нейтрализуют, охлаждают и корректируют рН, после чего проводят второй этап гидролиза крахмала − осахаривание кислотное до РВ=34-44%, затем нейтрализуют, очищают глюкозный сироп от минеральных веществ, белка и меланоидинов при помощи баромембранных технологий путем микрофильтрации с использованием микрофильтрационных мембран с размером пор 100-0,1 мкм и обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм, далее проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 13 мА/см3 и температуре 35°С через глюкозный сироп после его подкисления до рН=4 в течение 15 мин, затем проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 13 мА/см3 и температуре 35°С через глюкозный сироп после его подщелачивания до рН=10 в течение 15 мин и осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм;
или для получения патоки крахмальной мальтозной из ячменного крахмала готовят крахмальную суспензию с СВ=38-40% и разваривают путем клейстеризации крахмала при температуре 98°С в течение 4 мин, проводят первый этап гидролиза крахмала − разжижение ферментативное до РВ=15-20%, инактивируют ферменты, охлаждают и корректируют рН, после чего проводят второй этап гидролиза крахмала − осахаривание ферментативное до более 50% мальтозы и менее 50% глюкозы, затем инактивируют ферменты, очищают глюкозный сироп от минеральных веществ, белка и меланоидинов при помощи баромембранных технологий путем ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм и обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм, далее проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 14 мА/см3 и температуре 25°С через глюкозный сироп после его подкисления до рН=2,5 в течение 15 мин, затем проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 14 мА/см3 и температуре 25°С через глюкозный сироп после его подщелачивания до рН=12 в течение 15 мин и осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм;
или для получения патоки крахмальной низкоосахаренной из тапиокового крахмала готовят крахмальную суспензию с СВ=38-40% и разваривают путем клейстеризации крахмала при температуре 100°С в течение 5 мин, проводят первый этап гидролиза крахмала − разжижение кислотное или ферментативное до РВ=3%, нейтрализуют или инактивируют ферменты, охлаждают и корректируют рН, после чего проводят второй этап гидролиза крахмала − осахаривание ферментативное или кислотное до РВ до 34%, затем инактивируют ферменты или нейтрализуют, очищают глюкозный сироп от минеральных веществ, белка и меланоидинов при помощи баромембранных технологий путем ультрафильтрации с использованием ультрафильтрационных мембран с размерами пор 0,01-0,1 мкм, далее проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 20°С через глюкозный сироп после его подкисления до рН=2,9 в течение 15 мин, затем проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 15 мА/см3 и температуре 40°С через глюкозный сироп после его подщелачивания до рН=9,5 в течение 15 мин и осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм;
или для получения патоки крахмальной высокоосахаренной из смеси рисового и картофельного крахмала, взятых в соотношении 2:1, готовят крахмальную суспензию с СВ=38-40% и разваривают путем клейстеризации крахмала при температуре 97°С в течение 3 мин, проводят первый этап гидролиза крахмала − разжижение кислотное или ферментативное до РВ=48-50%, нейтрализуют или инактивируют ферменты, охлаждают и корректируют рН, после чего проводят второй этап гидролиза крахмала − осахаривание ферментативное или кислотное до РВ более 44%, затем инактивируют ферменты или нейтрализуют, очищают глюкозный сироп от минеральных веществ, белка и меланоидинов при помощи баромембранных технологий путем обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм, далее проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 15 мА/см3 и температуре 35°С через глюкозный сироп после его подкисления до рН=3,4 в течение 15 мин, затем проводят очистку глюкозного сиропа при помощи электролиза в результате последовательного пропускания электрического тока при плотности тока 10 мА/см3 и температуре 25°С через глюкозный сироп после его подщелачивания до рН=11,8 в течение 15 мин и осуществляют сгущение до 78% СВ при помощи обратного осмоса с использованием мембран с размерами пор 0,001-0,0001 мкм.
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО САХАРА | 2022 |
|
RU2788985C1 |
| Способ приготовления сухого закрепителя для основных красителей | 1929 |
|
SU23409A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИРОПА ЛАКТУЛОЗЫ | 1993 |
|
RU2053306C1 |
| RU 2058993 C1, 27.04.1996 | |||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО САХАРА ИЗ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ | 1995 |
|
RU2119956C1 |
| СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА САХАРНОГО СИРОПА ИЗ САХАРОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ | 1997 |
|
RU2114177C1 |
| CN 102392064 A, 28.03.2012 | |||
| CN 110819671 A, 21.02.2020 | |||
| KR 1020070019961 A, 16.02.2007 | |||
| КУПЧИК М.П | |||
| и др | |||
| Инверсия сахарозы при электроионитной обработке растворов, Известия ВУЗов, Пищевая | |||
