СПОСОБ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА ИНУЛИНА В МОЛОЧНО-РАСТИТЕЛЬНОМ ЭКСТРАКТЕ СКОРЦОНЕРЫ
METHOD FOR FERMENTATIVE INULINE HYDROLYSIS IN MILK-AND-VEGETAL SCORZONERA EXTRACT

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 в молочно-растительном экстракте якона [патент №2383625 РФ. Способ ферментативного гидролиза инулина в молочно-растительном экстракте якона / Мельникова Е.И., Рудниченко B.C., Богданова Е.В., Коренман Я.И., Нифталиев С.И., Корнеева М.М. // Изобретения, 2010, №7. - Ч.III. - С.839. (опубл. 10.03.2010, заявл. 29.10.2008)].
Недостатком способа является низкая пищевая ценность полученного молочно-растительного экстракта якона из-за невысокого содержания в составе физиологически функциональных ингредиентов (фруктозы, витаминов, макро- и микроэлементов).
Технической задачей изобретения является разработка способа ферментативного гидролиза инулина в молочно-растительном экстракте скорцонеры, позволяющего дополнительно обогатить полученную пищевую композицию макро- и микроэлементами, витаминами, а также 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 скорцонеры, характеризующийся тем, что он включает мойку клубней скорцонеры, их сушку до массовой доли сухих веществ 93-94%, измельчение до размера частиц 1,5-2 мм, экстрагирование инулина ультрафильтратом творожной сыворотки, взятым в соотношении измельченные клубни скорцонеры: ультрафильтрат творожной сыворотки 1:6 в течение 60 мин при 55°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 6 ч при температуре 60°С, 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, а также в повышении пищевой ценности полученной в результате гидролиза композиции за счет увеличения массовой доли основных физиологически функциональных ингредиентов экстракта (фруктозы, витаминов, макро- и микроэлементов) при их извлечении ценным сырьем животного происхождения (ультрафильтратом творожной сыворотки) из корневых клубней скорцонеры.
Способ осуществляют следующим образом.
Клубни скорцонеры моют, сушат до массовой доли сухих веществ 93-94%, измельчают до размера частиц 1,5-2 мм, экстрагирование инулина проводят ультрафильтратом творожной сыворотки, взятым в соотношении измельченные клубни скорцонеры:ультрафильтрат творожной сыворотки 1:6 в течение 60 мин при 55°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, гидролизуют в течение 6 ч при температуре 60°С, повторно устанавливают содержание фруктозы с целью определения степени гидролиза инулина, полученный гидролизованный экстракт охлаждают до 4-6°С и хранят.
В молочно-растительном экстракте скорцонеры до и после гидролиза содержание фруктозы определяют методом Бертрана.
Способ иллюстрируется следующим примером.
Клубни скорцонеры моют, сушат до массовой доли сухих веществ 94%, измельчают до размера частиц 2 мм, экстрагирование инулина проводят ультрафильтратом творожной сыворотки, взятым в соотношении измельченные клубни скорцонеры: ультрафильтрат творожной сыворотки 1:6 в течение 60 мин при 55°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=74°С, выдерживают при этой температуре в течение 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, гидролизуют в течение 6 ч при температуре 60°С, повторно устанавливают содержание фруктозы с целью определения степени гидролиза инулина, полученный гидролизованный экстракт охлаждают до 6°С и хранят.
Способ осуществим. Результаты анализа приведены в таблице.
Как видно из таблицы, способ ферментативного гидролиза инулина в молочно-растительном экстракте скорцонеры при рН ультрафильтрата творожной сыворотки 4,7, температуре 60°С, количестве фермента, взятого для гидролиза, 6 ед./г, продолжительности процесса 6 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 скорцонеры по сравнению с прототипом позволяет:
- увеличить пищевую ценность готового продукта за счет более высоких массовых долей физиологически функциональных ингредиентов (фруктозы, витаминов, макро- и микроэлементов);
- повысить содержание фруктозы в молочно-растительном экстракте скорцонеры на 63,44%, что делает его перспективным сахарозаменителем при непосредственном употреблении в пищу, а также в производстве молочных десертов и кондитерских изделий;
- 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