Способ получения фруктозы Советский патент 1984 года по МПК C13K11/00 

Изобретение относится к ферментн процессам получения фруктозы, а име .но к анзиматическим процессам для п лучения сиропов углеводозв, содержащих фруктозу,,из крахмала или из крахмалсодержащих материалов или сырья. Известен способ получения фрукто зы fj, предусматривающий приготовление энзима, сжижение желатинизирова ного крахмала, осахаривание ржиженн го крахмала ферментйым препаратом глюкозоамилазой до глюкозы и изомер задию последней глюкоэоизомеразой д фруктозы, отделение раствора от фер /мента, очистку и конценхрацию сиро па., . : . . . .Для энзимов, атакующих молекулы крахмала, желаткнирование Еранул кр нала является необходимым. -Желатинирование происходит под влиянием воды и тепла, а в некоторых устройствах, одновременно прикладалвают усилия сдвига. Для понижения вяз кости жедатинизированного крахмала. и полученная таким образом ожиженного крахмала воздействуют кислотой или энзимами, или их комбинация ми. Энзимы, обладающие альфа-амилаз ной активностью, такие как бактериа ная или грибковая амилаза или солодовые энзимы, можно добавлять перед в ходе или непосредственно после же тинирования. Такие ожиженные крахмалы могут иметь DE ( декстроз ный эквивалент) 0-67 и могут содержать глюкозу в концентрации до 45%. В условиях технологического процесса , осахаривание ожиженного крах маЛа или суспензии хле:бных злаков до достижения DE равного 96 занимает 48 ч. Согласно известному спос бу для удовлетворительной конверсии :глюкозы во фруктозу необходимо по крайней мере 80 ч, при условии, что добавляют достаточное количество эн зима нужного качества, Иэ этого следует, что для получения смеси глюкрзы с фруктозой из ожиженного кразсмал необходимо проводить процесс в течение 128-140 ч. - : . Цель изобретения - ускорение процесса пЬлучения фруктозы. Прставленная цель достигается тем что согласно способу осахаривания ожиженного глюкамилазой крахмала j(o глюкозы и изомеризацию глюкозы во фруктозу глюкозоизомеразой осуществляют одновременно путем введен Я; ферментного препарата с альфаа1 Илазной, глюКоамилазной и глюкоэоизомёразнойактивностью. Комбинация осахаривания и изомеризации может быть осуществлена за хо же самое ёремя, которое требуется только дяя одной стадии осахаривания при ОптШ4сШьных условиях для действия глюкоамилазы, или даже за более короткое время. Ферментный njpenapaT имеет модифицированных по Вольгемуту альфа-амилазных, 50-500 глюкоамилазных и 2-Ю глюкозоизомеразных единиц активности. Ожижение, осахаривание и изомеризацию следует осуществлять при 40-80°С и рН ,5. Способ заключается в следующем. В качестве исходноаго материала используют крахмгит, ожиженный нагреванием и конвертированный кислотой илиэнзимом микробного происхождения, .например бактериальной или грибковой амилазой или энзимами солода. Такие ожиженные крахмалы могут, иметь РЕ (декстррзный эквивалент) 0-67 и содержать-до 45% глюкозы. Пасту ожиженнрг.о крахмала, содержащую 15-50% твердых веществ, предпочтительно 30-40%,нагревают до 40., предпочтительно до 60-70 С, и рН устанавливают равным 5,0-7,5, преим1 ественно 6,0-6,5. Альфа-амилазу, глюкоамилазу и глюкозоизомеразу добавляют одновременно. На 1 кг углеводов в исходном материале следует добавлять альфаамилазу, г;покоамилазу и г.гаокозоизомеразу в количествах lO- 10 МНЕ (модифицированные единицы по Вольгемуту), предпочительно elO liBE, 50-500ЕГА, предпочтительно 75-150 ЕГА к 2-10- 2-10ЕГИ, предпочтитель«о 3, соответственно. Одна ЕГИ представляет количество глюкбамилазы, которое катализирует получение 1 г декстрозы из растворимого крахмала за 1 ч при рН 4,2 и . Одна ЕГА представляет количество глюкозоизомеразы,-катализирующее образование 1 мг фруктозы из глюкозы за 1 ч при 70с и рН 7,2. Желатинизация крахмала происходит под действием воды и тепла, а . в некоторых технических устройствах одновременно прилагают срезающие силы. Для уменьшения вязкости желатинизированной крахмальной пасты можно добавлять энзимы с альфаамилазной активностью перед желатинйзацией, ВО Время ее или непосредственно после нее.Многие альфа-амилазы обнаруживают активность в УСЛОВИ5ИС для совместйого действия глюкоамилазы и глюкозоиэомеразы. Поэтому уменьшающее вязкость действие альфа-амилазы на жёлатинизи ованйый крахмал может быть комбинировано с предпагаемым способом. Для такого действия требуется альфа-амилазная активность в 4Ю- 810 МВЕ

Iмодифицированных единиц Вальгемута J ,на 1 кг крахмала).

ПроДс1жнь1е энзимы стандартизирова-; ны по акэ ивности пуфём смешивания :. энзимов с подходящими или инертными наполнителями. Очевидно, что при- р менение отдельных энзимов невыгодно. Предпочтительно исползйзование энэиматйческих смерей для производ- ства фруктозы из крахмала иди крах-г Мал содержащего сырья, которые об- -ДО наруживают комбинированную активность альфа-а1милазы, глюкоамилазы и токозризомёразы. Такие препара- ты стандартизируют по их отдельным активностяьв, и составляют таким 15 образом, чтобы содержали соответстзауи) tmie активности в указанных для индивидуальных энзимов пределах.

Полученные растворы углеводов, JQ со йержащие Фруктозу могут быть очищены с помощью известных операций, например обработкой активированшш глем, ионообменниксини актйврымй глинами, электродиализ 1. и т.:Д. / 25 Применение S02 при некоторые процессах конверсии красхмала не оказывает вредн ого влияния на глюкоамилазную или глюкоизомеразную активность.

П РИМ ер 1. Получение фруктоз- „ но-глюкозного сиропа ИЗ дробленой . кукурузы путём одновременного действия ал1хфа-㹫1лазы глюкоамилазы и глюкозоизомеразы.

1000 кг дробленой кукурузы, лишенной зародышей,и 3000 кг воды нагревают в запарнике Генца при .6 атм в течение 1 ч. Затем содержимое выдавливают в заторный чан« .немедленно охлаждают до 65°С, его рн доводят до 6,2..,1Уёмпёратуру и piH поддерживают постоянными, до конца процесса.

Стабилизаторы добавляют в следующих количествах, г; MgS04. 7НлО Oy2j CQClj-eH O . .

Добавляют 6,5 кг энзимногопрепарата, имеющего альфа-амилаз ную 10 1ШЕ/Гу амилоглюкозидазную 50 ЕГА и глюкозойз 1еразную 10гЕГИ/г актив-: ности. / - . : / . . ,

Комбинированная клёйстеризация, рсахаривание и изомеризация продолжаются 50 ч, после чего раствор фильтрую-т на фильтропрессе. Полученный прозрачный раствор содержит 755 кг твердых веществ на общий вес 3551 кг, 316 кг фруктозы, 344 кг глюкозы и 75 кг ди-и-ол госахаридов. Раствор ддя обесцвечивания, обеззоливания и удаления азотистых веществ обрабатывают активированным .углем и ионообменной смолой, как обычно .для заводского кукурузного сиропа, и концентрируют в пленочном испарителе до содержания твердых веществ 75%.Полученный сироп кристально прозрачен и содержит вес.%: фруктоза 32, глюко|за 35, ди-и-олигосахариды 7,7, lD-псикоза отсутствует.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФРУКТОЗЫ, предусматривающий ожижение жела.тинизированного крахмала, осахаривание ожиженного крахмала до rtooKoзы и изомеризацию глюкозы во фруктрзу, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, ожижение, осахариванио и изомеризацию осуществляют одновременно путем введения ферментного препарата с альфаамилазной, .глюкоамилазной иглюкозоизомёразной активностями. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что ферментный препарат имеет 10 модифициролэанных по Вольгемуту альфа - амилазных 50-500 глюкоамилазных и 2-10 2-10 глюкозоизомеразных единиц активности.§ 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и- 1 чающийся тем, что ожижение, /f осахаривание и изомеризацию осуществляют при 40-80 С и рН 5,0-7,5.