Способ получения вещества для подслащивания пищевого продукта Советский патент 1991 года по МПК A23L1/236 

Изобретение относится к пищевой промышленности, конкретно к получению вещества, обладающего сладким вкусом, которое может быть использовано в продуктах питания, в медицинских и парфюмерных композициях, а также в качестве основы для .синтеза ароматизаторов.

Известны способы получения веществ, обладающих сладким вкусом, являющихся по химическому строению углеводами. Наиболее распространенными среди них являются сахароза (свекловичный или тростниковый сахар), глюкоза (виноградный сахар) или фруктоза (плодовый сахар). Однако способы получения этих сахароз являются длительными и трудоемкими. Так, для получения сахарозы измельченное сырье извлекают водой в диффузионных аппаратах, получаемый сок обрабатывают известковым молоком, затем углекислотой, сернистым ангидридом, многократно фильтруют, упаривают, центрифугируют и сушат.

Для получения фруктозы сахарозу подвергают мягкому кислотному или ферментативному гидролизу, а глюкозу получают гидролитическим расщеплением крахмала или целлюлозы.

Известны способы получения веществ, обладающих сладким вкусом, не являющихся по химическому строению углеводами. Так, аминокислоту D-серин, имеющую сладкий вкус, получают взаимодействием форО00 00 00

ю

00

мальдегида с медным комплексом глицина, а L-аланин - армированием а-галогенпро- пионовой кислоты.

Известные способы являются технически сложными, а получаемые соединения не используются на пищевые цели и не могут служить основой для синтеза ароматизаторов.

Известен способ получения сахарина окислением о-толуол-сульфамида перман- ганатом калия. Однако получаемый продукт плохо растворим в воде и не усваивается организмом.

Известен способ получения цикламата натрия, обладающего в 400 - 500 раз более сладким вкусом, чем глюкоза, основанный на обработке циклогексилсульфамовой кислоты водным раствором щелочи. Однако это соединение обладает канцерогенными свойствами и его производство в настоящее время запрещено.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения вещества, обладающего сладким вкусом, основанный на отделении белка куриного яйца от желтка, с последующим разбавлением белка 0,85%- ным раствором поваренной соли, диализом раствора против воды, центрифугированием диализата, отделением осадка и его высушиванием.

Схематически технологический процесс получения вещества, обладающего сладким вкусом, по известному способу может быть представлен в следующем виде.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и повышение его растворимости в воде.

При способе получения вещества для

подслащивания пищевого продукта, включающем отделение белка куриного яйца от желтка, его разбавление, центрифугирование с отделением осадка, выделение сахар- содержащего полуфабриката и его сушку,

при этом разбавление белка проводят водой и при массовом соотношении белка и воды 1:(2 -3), подкисляют полученную смесь до рН 4,5-5,5, выдерживают при 90 - 100°С в течение 1 - 2 ч, сахарсодержащий полуфабрикат выделяют из надосадочной жидкости путем введения активированного угля в количестве 5-10% от объема жидкости и выдерживания в течение 1 - 2 ч, повторного центрифугирования полученной суспензии с отделением надосадочной жидкости и нейтрализацией надосадочной жидкости до рН 7,0 - 7,5 с получением полуфабриката 5 - 10% от объема жидкости с последующим выдерживанием в течение 1 - 2 ч, отделением угля и нейтрализацией раствора перед

выделением целевого продукта сушкой до рН 7,0 - 7,5.

Получаемое вещество нетоксично и обладает биостимулирующим действием. Схематически технологический процесс

получения вещества, обладающего сладким вкусом, по предложенному способу может быть представлен в следующем виде:

Изобретение относится к пищевой промышленности, конкретно к получению вещества, обладающего сладким вкусом, которое может быть использовано в продуктах питания в медицинских и парфюмерных композициях, а также в качестве основны для синтеза ароматизаторов. Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и повышение его растворимости в воде за счет того, что вещество, обладающее сладким вкусом, получают отделением белка куриного яйца от желтка, разбавлением белка водой при массовом соотношении белка и воды 1:(2 - 3), подкислением полученной смеси при рН 4,5 - 5,5 и температуре 90 - 100°С в течение 1 - 2 ч, отделением надосадочной жидкости с выделением саха- росодержзщего полуфабриката путем введения в нее активированного угля в количестве 5 - 10% от объема жидкости с последующим выдерживанием в течение 1 - 2 ч. отделением угля, нейтрализацией раствора до рН 7,0 - 7,5 и выделением целевого продукта сушкой. 1 табл. г Ё

Куриное яйцо

Nad

Желток

против воды.

Центршругировлние

Супермлтлнт

ОСАДОК Сушкл

Недостатки известного способа заключаются в том, что вещество получают с невысоким выходом (0,6 - 0,65% к массе исходного сырья) и оно не растворимо в воде.

35

Куриное яйцо

бе/ш

РдзйАвление водой - подкисление - 40 (1 )(рН 4,5-5.5)

45

Нлдослдпчнля жидкость

I

/адсорбция нл лктивировлннсм (5-10% угля, 1 1-2ч1

1 I

5QЦентрифугирочлние

Цет

Ослдок

f-M/n

5

ЩОЧНЛЯ ЖИДКОСТЬ

V НРЙТр Ш13АЦИЯ

ОН 7,0 -7,5)

i i

ijI fM

Выход целевого продукта 0,8 - 0,85% к массе исходного сырья, а растворимость в воде при комнатной температуре 100%.

В примерах по осуществлению способа делается акцент на использование технических куриных яиц (бой, трещины, появление пятен или плесени), поскольку эта продукция, в отличие от обычных яиц, не поступает в торговую сеть и поэтому ее использование не затрагивает интересов пищевой и птицеперерабатывающей промышленности.

Выделение веществ, обладающих сладким вкусом, из приведенных источников является очень сложной задачей современной молекулярной биохимии. Даже самые незначительные отступления от разработанной оптимальной матрицы технологического процесса могут приводить к изменению свойств целевого продукта и потере им сладкого вкуса за счет возникновения струкгурных различий, таких, например, как конфигурация относительно аномерного атома углерода в молекуле сладкого белка, мутаротации и т.п. При этом нарушается специфическое взаимодействие между выделяемыми веществами и рецепторными центрами вкусовых сосочков на языке, мягком небе и задней стенке глотки, ощущение сладости сменяется диаметрально противоположным - горьким вкусом вследствие изменения структурной организации так называемых сапофорных звеньев и преобладания безвкусных ауксоглюков.

Принципиальная схема получения вещества, обладающего сладким вкусом, по предложенному способу заключается в разбавлении белка куриного яйца водой при жидкостном коэффициенте 1 :(2 - 3), с последующим гидролизом этого белка при рН 4,5 - 5,5 и 90 - 100°С в течение 1 - 2 ч, отделением образующего осадка, смешиванием надоса- дочной жидкости с 5 - 10% активированного угля в течение 1 - 2 ч, нейтрализацией раствора после удаления осадка (рН 7 - 7,5) и высушиванием целевого продукта.

При соблюдении указанных параметров увеличивается выход целевого продукта по сравнению с известным способом и достигается полная его растворимость в воде, в то время как вещество, выделяемое по известному способу, в воде нерастворимо.

При исключении из этой схемы хотя бы одного звена положительный эффект не достигается. Так, например, в случае исключе- ния стадии обработки надосэдочной жидкости активированным углем получаемый целевой продукт имеет горький вкус.

В случае изменения жидкостного коэффициента - соотношения белка куриного яйца и воды (например, 1:1) наблюдается

быстрая коагуляция белка при гидролизе. В результате резко снижается выход продукта (примерно в 3 раза) и он уже не обладает сладким вкусом.

Также первостепенное значение имеет 5 величина, рН, при которой осуществляется гидролиз белка. В случае проведения гидролиза при рН менее 4,5 или более 5,5 получаемый продукт обладает горьковатым вкусом. Вполне вероятно, что при этих зна0 че -чях рН характер гидролиза пептидных связей в молекуле белка отличается от такового при выбранных оптимальных значениях рН (4,5 - 5,5) и высвобождаются остатки аминокислот, не имеющие сладкого вкуса (та5 кие, как L или D-алзнин, D-аспарагин, D-серин, L-глицин и др.), а, наоборот, вызывающие ощущение горечи во рту (L-фенила- ланин, L-лейцин. L-треонин, L-тирозин и др.). Высвобождение таких горьких амино0 кислот имеет место и при изменении темпе- ратурных и временных параметров процесса гидролиза. Так, при температуре менее 90°С и при времени гидролиза более 2 ч целевой продукт обладает горьковатым

5 вкусом. Возможно, этот результат имеет место не только за счет образования свободных горьких аминокислот и мелких пептидов, но и вследствие такого хаотического изменения геометрической конфигу0 рации молекулы целевого продукта, при котором его взаимодействие с молекулой рецепторного белка, встроенного в липид- ную мембрану вкусовой клетки, носит иной характер, и возникающий скачок напряжен5 ности или узор импульсной активности передается на такие нервные клетки, которые не обеспечивают в структурах мозга сигналов, создающих гамму сладкого вкуса.

Такой же механизм в принципе право0 мерен и при уменьшении (менее 5%) или увеличении (более 10%) количества активированного угля, который используется для обработки надосадочной жидкости после гидролиза белка, а также изменении време5 ни инкубации (менее 1 ч или более 2 ч). Однако в этом случае воздействие могут оказывать вещества белковой или иной химической природы, не удаляемые из гидро- лизата. Свидетельство этого - некоторое

0 изменение химического состава целевого продукта при изменении условий обработки активированным углем. Так, вещество, выделенное в соответствии с предлагаемой технологической схемой, содержит 91,3%

5 белка, 0,5% липидов и 3,7% золы. При обработке надосадочной жидкости 4% активированного угля в течение 30 мин содержание белка в продукте снижается до 88,7%, а содержание золы увеличивается до 4.3%. При

использовании 12% угля в течение 2,5 с наблюдается еще более заметное снижение содержания белка в продукте - до 86,4%. При этом в перовом случае выделяемое вещество имеет горький вкус, а во втором случае ощущение сладкого вкуса во рту очень быстро проходит, а выход вещества снижается примерно в 2 раза.

В растворе, содержащем целевое вещество, перед сушкой необходимо устанавливать до рН 7 - 7,5. Если этого не делать или сдвигать рН в кислую или щелочную сторону, происходит изменение физических свойств целевого продукта, прежде всего снижается его растворимость в воде.

Способ получения вещества для подслащивания пищевого продукта отличается от известного приемами обработки сырья - белка куриного яйца, что приводит к увеличению выхода вещества и повышению растворимости его в воде.

Предлагаемая совокупность существенных признаков заключается в подкислении разбавленного белка до рН 4,5 - 5,5, нагревании при 90- 100°С, адсорбции надосадоч- ной жидкости на активированном угле и нейтрализации раствора до рН 7,0 - 7,5.

Пример. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения от желтка, разбавляют 200 мл воды, подкисляют HCI до рН 4,5 и нагревают при 90°С в течение 1 ч, затем центрифугируют при 3000 об/мин в течение 10 мин, к 280 мл надосадочной жидкости добавляют 14 г активированного угля (5% от объема жидкости), смеси перемешивают 1 ч, затем центрифугируют при 3000 об/мин в течение 10 мин, надосадочную жидкость отделяют, нейтрализуют добавлением раствора NaOH до рН 7,0 и сушат сублимацией. Получают 0,8 г белого порошка (выход 0,8% к массе исходного сырья), полностью растворимого в воде при комнатной температуре и имеющего сладкий вкус.

Пример2. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения от желтка, разбавляют 250 мл воды, подкисляют НС до рН 5,0 и нагревают при 95°С в течение 1,5 ч, затем центрифугируют при 3000 об/мин 10 мин, к 325 мл надосадочной жидкости добавляют 24,4 г активированного угля (7,5% от объема жидкости), смесь перемешивают 1,5 ч, затем центрифугируют при 3000 об/мин в течение 10 мин, надосадочную жидкость отделяют, нейтрализуют добавлением раствора NaOH до рН 7,25 и сушат сублимацией. Получают 0,82 г белого порошка (выход 0,82 % к массе исходного сырья), полностью растворимого

в воде при комнатной температуре и имеющего сладкий вкус.

Пример 3. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения от желтка, разбавляют 300 мл воды, подкисляют HCI до рН 5,5 и нагревают при 100°С в течение 2 ч, затем центрифугируют при 3000 об/мин 10 мин, к 385 мл надосадочной жидкости добавляют 38,5 г

0 активированного угля (10% от объема жидкости), смесь перемешивают 2 ч, затем центрифугируют при 3000 об/мин в течение 10 мин, надосадочную жидкость отделяют, - нейтрализуют добавлением раствора NaOH

5 до рН 7,5 и сушат сублимацией. Получают 0,85 г белого порошка (выход 0,85% к массе исходного сырья), полностью растворимого в воде при комнатной температуре и имеющего сладкий вкус.

0

Пример 4. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения от желтка, разбавляют 100 мл воды, подкисляют НС до рН 4,5 и нагревают

5 при 90°С в течение 1 ч. Уже на первых минутах термической обработки образуется ре- зиноподобный осадок скоагулировавшего белка. После завершения гидролиза и осуществления остальных стадий процесса по

0 примеру 1 получают 0,25 г белого порошка (выход 0,25% к массе исходного сырья), не обладающего сладким вкусом.

Пример 5. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательно5 го отделения от желтка, разбавляют 200 мл воды, подкисляют HCI до рН 4,0 и далее поступают как в примере 1. Получают 0,9 г белого порошка, имеющего горьковатый привкус.

0 П р и м е р 6. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения желтка, разбавляют 200 мл воды, подкисляют до рН 6,0 и далее поступают, как в примере 1. Получают 0,85 г бе5 лого порошка, имеющего горьковатый привкус.

Пример 7. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения желтка, разбавляют 200 мл во0 ды, подкисляют до рН 4,5, нагревают при 80°С в течение 1 ч и далее поступают, как в примере 1. Получают 0,3 г белого порошка, не имеющего сладкого вкуса.

Примере. 100 г белка технических

5 куриных яиц, полученного после тщательного отделения желтка, разбавляют 200 мл воды, подкисляют до рн 4,5, нагревают при 100°С в течение 3 ч и далее поступают, как описано в примере 1. Получают 1 г белого порошка с горьковатым привкусом.

Пример 9. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения от желтка, разбавляют 200 мл воды, подкисляют НС до рН 4,5 и нагревают при 90°С в течение 1 ч, затем центрифугиру- ют при 3000 об/мин в течение 10 мин, 280 мл надосадочной жидкости нейтрализуют добавлением раствора NaOH до рН 7,0 и сушат сублимацией. Получают 0,65 г белого порошка, имеющего горьковатый вкус.

П р и м е р 10. 100 г белкэ технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения от желтка, разбавляют 200 мл воды и далее поступают, как описано в примере 1, однако к 280 мл надосадочной жид- кости добавляют 11,2 г активированного угля (4% от объема жидкости). Получают 0,95 г белого порошка, имеющего горький вкус.

П р и м е р 11. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения от желтка, разбавляют 200 мл воды и далее поступают, как в примеое 1, однако к 280 мл надосадочной жидкости добавляют 30,8 г активированного угля 91% от объеме жидкости) и смесь перемешивают 3 ч. Получают 0,37 г белого порошка, оставляющего быстро проходящее ощущение сладкого вкуса ао рту.

Пример 12. 100 г белка технических куриных яиц, полученного после тщательного отделения от желтка, разбавляют 200 мл воды и далее поступают, как в примере 1, однако надосадочную жидкость после отделения от частиц активированного угля не нейтрализуют раствором NaOH. Получают 0,8 г белого порошка, имеющего быстро проходящий сладкий вкус.

Сопоставительный анализ технико-экономических показателей ппедлзгаемого и известного способов приведен в таблице.

„1з таблицы видно, ито предлагаемый способ позволяет увеличить выход целевого продукта по сравнению с известным способом, з также получать продукт, полностью растворимый в воде при комнатной температуре, что создает благоприятные условия для использования его в качестве подслащивающего средства в пищевых, фармацевтических и парфюмерных изделиях, з также в качестве основы для синтеза ароматизаторов,

Формула и з о б р е т е н и я

Способ получения вещества для подслащивания пищевого продукта, включающий отделение белка куриного яйца от желтка, его разбавление, центрифугирование с отделением осадка, выделение сэхарсодержа- щегс полуфабриката и его сушку, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и повышения его растворимости в воде, разбавление белка проводят водой при массовом соотношении белка и воды 1:(2 - 3), подкисляют полученную смесь до рН 4,5 - 5,5, выдерживают при 90 - 100°С в вчание 1 - 2 ч, сахзрсодержз- щий полуфабрикат выделяют из надосадочной жидкости путем введения активированного угля в количестве 5 - 10% от объема жидкости и выдерживания в течение 1 - 2 ч, повторного центрифугирования полученной суспензии с отделением надосадочной жидкости и нейтрализацией надосадочной жидкости до рН 7,0 - 7,5 с получением полуфабриката.