СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГЛЮКОЗО-ГАЛАКТОЗНОГО СИРОПА
METHOD OF GLUCOSE-GALACTOSE SYRUP PRODUCTION

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для получения глюкозо-галактозного сиропа на основе пермеата молочной сыворотки с применением ферментативного гидролиза лактозы.
Известен способ производства глюкозо-галактозного сиропа кислотным способом, предусматривающий следующие операции: приемка молочной сыворотки, получение фильтрата, обработка фильтрата сыворотки катионитом, затем нагревание и выдерживание, обесцвечивание полученной жидкости осуществляется обработкой активированным углем. Затем проводится деминерализация и регулирование кислотности и концентрирование раствора (Синельников Б.М., Храмцов А.Г., Евдокимов И.А., Рябцева С.А., Серов А.В. Лактоза и ее производные. - Санкт-Петербург: Профессия, 2007).
Недостатком способа является то, что в процессе гидролиза лактозы ионообменная смола покрывается осадком темного цвета, состоящим из карамелизованной лактозы и меланоидинов. Поэтому требуется периодическая регенерация смолы, которую проводят горячим 5-10%-ным раствором азотной кислоты. Данная операция усложняет технологический процесс и требует больших затрат на нейтрализацию и очистку образующихся больших количеств сточных вод, что приводит к значительному росту себестоимости процесса гидролиза и делает сироп неконкурентоспособным сахарозе или патоке.
Известен способ производства сухой молочной сыворотки, предусматривающий ее сбор, резервирование, нагрев, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, изомеризацию лактозы в лактулозу в катодной камере электроактивационной установки при рН 11±0,5, сгущение и сушку сгущенной смеси (патент РФ на изобретение №2299570, Способ производства сухой молочной сыворотки.// Заявка 2005132722/13, 24.10.05. Опубликовано 27.05.2007, бюл. №15).
Недостатком способа являются дополнительные затраты на сушку, а также недостатки, указанные выше.
Прототип. Наиболее близким по техническому исполнению к предлагаемому является способ производства глюкозо-галактозного сиропа кислотным способом, предусматривающий следующие операции: включает сбор сыворотки, пастеризацию, охлаждение, раскисление, ферментацию, инактивирование, сгущение, охлаждение, фасовку, упаковку, хранение. Творожную или подсырную сыворотку после сепарирования пастеризуют при температуре 62-65°С с выдержкой 30 мин в ваннах для отваривания альбумина или при 72°С с выдержкой 15 с на пластинчатых пастеризаторах, охлаждают до температуры 30-32°С и раскисляют двууглекислым натрием или динатрийфосфатом до рН 6,4-7,2. После этого в сыворотку добавляют фермент β-галактозидазу дрожжевого или грибного происхождения в количестве соответственно 0,25 или 0,3 кг на 1 т сыворотки и проводят процесс ферментации при температуре 30-32°С в течение 2-2,5 ч. После ферментации сыворотку нагревают до температуры 55-65°С с целью инактивации фермента и подают на вакуум-выпарную установку для сгущения. Готовый продукт охлаждают и фасуют в молочные фляги и цистерны (Храмцов А.Г., Василисин С.В. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Том 5. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. - Санкт-Петербург: ГИОРД, 2004, 576 стр.).
Недостатком данного способа является ограниченное использование в качестве сахорозаменителя вследствие низкого содержания продуктов гидролиза лактозы, а также присутствия в готовом продукте минеральных веществ молочной сыворотки.
Общим недостатком рассмотренных способов является низкий выход продуктов гидролиза лактозы.
Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении выхода продуктов гидролиза лактозы по сравнению с прототипом; получении продуктов с функциональными свойствами и повышенной пищевой ценностью, а также продукты с глюкозно-галактозным сиропом могут быть пригодны для употребления людьми, страдающими лактазной интолерантностью.
Технический результат заявляемого изобретения достигается за счет электрохимической активации фильтрата (пермеата) молочной сыворотки до достижения оптимального рН для действия фермента β-галактозидаза и последующего ферментативного гидролиза; причем перед гидролизом проводят приемку молочной сыворотки, ее сепарирование, пастеризацию, охлаждение, ультрафильтрацию и электрохимическую активацию фильтрата до достижения рН 4,3-5,7, после внесения ферментного препарата проводят термостатирование в течение 3-3,5 часов при температуре 43-54°С до достижения степени гидролиза 50-90% от исходной концентрации лактозы, после чего проводят сгущение и инактивацию фермента в ВВУ до массовой доли сухих веществ не менее 60%.
Способ производства глюкозо-галактозного сиропа предусматривает приемку сыворотки, сепарирование для выделения жира и казеиновой пыли, пастеризацию при температуре 72-74°С в течение 20-25 секунд и охлаждение до температуры 43-54°С, ультрафильтрацию, электрохимическую активацию до достижения рН 4,3-5,7, ферментативный гидролиз лактозы в глюкозу и галактозу 50-90% от исходной концентрации, сгущение до массовой доли сухих веществ не менее 60% и инактивацию фермента при сгущении.
Данные о пищевой и биологической ценности глюкозо-галактозного сиропа представлены в таблице.
Данные о пищевой ценности глюкозо-галактозного сиропа.
Наименование компонента
Содержание, %
сухие вещества
65,0
из них углеводов
49,0
в т.ч. галактозы
25,0
глюкозы
11,2
лактозы
12,8
белок
13,1
зола
2,9
В данной таблице показано, что в образце более 75% лактозы подвергнуто гидролизу до моносахаров, что позволяет сделать вывод о высокой пищевой ценности концентрата и возможности его использования в питании людей, страдающих лактозной интолерантностью.
Пример 1. Сырье (молочную сыворотку) принимают по массе и качеству. Сыворотка должна быть предварительно обезжирена и очищена от казеиновой пыли на саморазгружающемся сепараторе-сливкоотделителе, с дальнейшей пастеризацией в течение 20-25 секунд при температуре 72-74°С. Затем сыворотка подается на ультрафильрационную установку при температуре 50-55°С с целью получения пермеата, который подвергается электрохимической активации до достижения рН 4,5-5,7, после чего проводится гидролиз внесением фермента в фильтрат и последующим термостатированием при температуре 43-44,5°С. Данные условия позволяют достигнуть 50-55% степень гидролиза лактозы. Инактивация фермента происходит в ВВУ при сгущении до массовой доли сухих веществ не менее 60% при температуре 72-74°С.
Пример 2. Аналогичен примеру 1, отличие заключается в том, что для достижения степени гидролиза 70-75% электрохимическую активацию проводят до рН 4,3-5,7, а температура термостатирования составляет 45-49,5°С.
Пример 3. Аналогичен примеру 1, отличие заключается в том, что для достижения степени гидролиза 85-90% электрохимическую активацию проводят до рН 4,3-4,5, а температура термостатирования составляет 48,5-54°С.