СПОСОБ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА ИНУЛИНА В МОЛОЧНО-РАСТИТЕЛЬНОМ ЭКСТРАКТЕ ЯКОНА
METHOD FOR FERMENTATIVE HYDROLYSLIS OF INULIN IN DAIRY-VEGETABLE EXTRACT OF YACON

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в производстве молокосодержащих функциональных продуктов (безалкогольных газированных напитков, мороженого, пудингов, желе).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ ферментативного гидролиза инулина с целью получения фруктозы [Корнеева О.С., Жеребцов Н.А., Шуваева Г.П., Мустафаев P.M., Тертычная Т.И. Инулаза микромицета Aspergillius awamori 808. // Биотехнология. - 1993. - №7. - С.31-35].
Недостатком способа является применение органических буферных растворов, в частности ацетатного с ионной силой 0,01, для создания необходимой среды (рН 4,7), что не позволяет получать фруктозу, безопасную для здоровья человека при непосредственном употреблении в пищу, в значительном количестве.
Технической задачей изобретения является разработка способа ферментативного гидролиза инулина в молочно-растительном экстракте якона, позволяющего исключить использование органического буферного раствора, что дает возможность увеличить содержание фруктозы, безопасной для здоровья человека при непосредственном употреблении в пищу, в экстракте на 63,44%.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ ферментативного гидролиза инулина в молочно-растительном экстракте якона, характеризующийся тем, что клубни якона промывают, измельчают до размера частиц 1,5-2 мм и сушат до содержания сухих веществ 93-94 мас.%, экстрагируют инулин ультрафильтратом творожной сыворотки, взятым в соотношении измельченные клубни якона: ультрафильтрат творожной сыворотки 1:6 в течение 60 мин при 60°С, рН ультрафильтрата творожной сыворотки 4,7, экстракт отделяют центрифугированием при частоте вращения 6000 об/мин в течение 20 мин, полученный экстракт с содержанием сухих веществ 20 мас.% пастеризуют при t=72-74°С, выдерживают при этой температуре в течение 10-20 с, охлаждают до 60°С и определяют в нем содержание фруктозы, затем в полученный экстракт вводят фермент инулазу в количестве 6,0 ед./г (за единицу активности инулазы принимают такое количество фермента, которое при гидролизе инулина образует 1 г фруктозы за одну минуту), гидролизуют в течение 8 ч, повторно устанавливают содержание фруктозы с целью определения степени гидролиза инулина, полученный гидролизованный экстракт охлаждают до 4-6°С и хранят.
Технический результат заключается в исключении органических буферных растворов из процесса получения фруктозы, безопасной для здоровья человека при непосредственном употреблении в пищу, за счет того, что необходимое условие (рН экстрагента 4,7) создается молочной кислотой, входящей в состав ультрафильтрата творожной сыворотки (основной продукт, который получается при гомоферментативном и гетероферментативном брожении лактозы при сквашивании молока), что обеспечивает оптимальные условия гидролиза и высокое содержание фруктозы, безопасной для здоровья человека при непосредственном употреблении в пищу, в гидролизованном экстракте.
Способ осуществляют следующим образом.
Клубни якона промывают, измельчают до размера частиц 1,5-2 мм, сушат до содержания сухих веществ 93-94 мас.%. Экстрагирование инулина из клубней якона проводят в течение 60 мин при 60°С, рН ультрафильтрата творожной сыворотки 4,7, при массовом соотношении клубней якона и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:6, экстракт отделяют центрифугированием при частоте вращения 6000 об/мин в течение 20 мин, получают экстракт с содержанием сухих веществ 20 мас.%, пастеризуют при 72-74°С, выдерживают 10-20 с, охлаждают до 60°С, определяют содержание фруктозы, затем в полученный экстракт вводят фермент инулазу в количестве 6,0 ед./г, гидролизуют в течение 8 ч, повторно устанавливают содержание фруктозы с целью определения степени гидролиза инулина, гидролизованный экстракт охлаждают до 4-6°С и хранят.
В молочно-растительном экстракте якона до и после гидролиза содержание фруктозы определяют методом Бертрана.
Способ иллюстрируется следующим примером.
Клубни якона промывают, измельчают до размера частиц 2 мм, сушат до содержания сухих веществ 94 мас.%. Экстрагирование инулина из клубней якона проводят в течение 60 мин при 60°С, рН ультрафильтрата творожной сыворотки 4,7, массовом соотношении клубней якона и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:6, экстракт отделяют центрифугированием при частоте вращения 6000 об/мин в течение 20 мин, получают экстракт с содержанием сухих веществ 20 мас.%, пастеризуют его при 72°С, выдерживают в течение 20 с, охлаждают до 60°С, определяют содержание фруктозы, затем в полученный экстракт вводят фермент инулазу в количестве 6,0 ед./г, гидролизуют в течение 8 ч, повторно устанавливают содержание фруктозы с целью определения степени гидролиза инулина, гидролизованный экстракт охлаждают до температуры 4-6°С и хранят.
Способ осуществим. Результаты анализа приведены в табл.1.
Как видно из таблицы 1, способ ферментативного гидролиза инулина в молочно-растительном экстракте якона при рН ультрафильтрата творожной сыворотки 4,7, температуре 60°С, количестве фермента, взятого для гидролиза, 6 ед./г, продолжительности процесса 8 ч позволяет увеличить содержание фруктозы в экстракте на 63,44%.
При внесении фермента в количестве менее или более 6 ед./г степень гидролиза инулина уменьшается. Снижение температуры до 55°С замедляет протекание гидролиза и вызывает термофильное молочно-кислое брожение. Повышение температуры до 65°С приводит к снижению степени гидролиза вследствие термической инактивации инулазы. При уменьшении времени гидролиза инулин гидролизуется неполностью.
Способ ферментативного гидролиза инулина в молочно-растительном экстракте якона по сравнению с прототипом позволяет:
- повысить содержание фруктозы в молочно-растительном экстракте якона на 63,44%, что делает его перспективным сахарозаменителем;
- заменить органические буферные растворы натуральным продуктом - ультрафильтратом творожной сыворотки;
- снизить себестоимость получения фруктозы, безопасной для здоровья человека при непосредственном употреблении в пищу.
Стадия анализа
Температура, °С
Количество фермента, ед./г
Продолжительность гидролиза, ч
Содержание фруктозы, мас.%
До гидролиза
-
-
-
171,07
После гидролиза
60
6
8
269,67
55
6
8
246,06
65
6
8
210,67
60
4
8
185,39
60
6
4
167,70