Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЛАКТОЗЫ В ЛАКТУЛОЗУ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНЦЕНТРАТА ЛАКТУЛОЗЫ - Патент РФ 2130494
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЛАКТОЗЫ В ЛАКТУЛОЗУ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНЦЕНТРАТА ЛАКТУЛОЗЫ
СПОСОБ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЛАКТОЗЫ В ЛАКТУЛОЗУ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНЦЕНТРАТА ЛАКТУЛОЗЫ

СПОСОБ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЛАКТОЗЫ В ЛАКТУЛОЗУ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНЦЕНТРАТА ЛАКТУЛОЗЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству бифидогенной добавки, используемой в молочных продуктах питания детей первых дней жизни и продуктах диетического питания. Способ предусматривает внесение в нагретый раствор лактозы раствора едкого натрия с концентрацией 10 моль/дм3 до достижения рН 9,5 - 10,5. Затем смесь термостатируют при температуре 68 - 72oC в течение 55-65 мин при поддержании рН на этом уровне путем многократного внесения указанного раствора едкого натрия. Изомеризованный раствор охлаждают, очищают и фильтруют. Раствор лактулозы сгущают и кристаллизуют лактозу с последующим отделением ее кристаллов. Затем раствор лактулозы сгущают, пастеризуют и расфасовывают. Способ обеспечивает повышение массовой доли лактулозы в ее концентрате, а также улучшение органолептических показателей последнего.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2130494
Класс(ы) патента: C13K5/00, A23C21/00
Номер заявки: 98108511/13
Дата подачи заявки: 05.05.1998
Дата публикации: 20.05.1999
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт детского питания
Автор(ы): Андреенко Л.Г.; Липатов Н.Н.; Антипова Т.А.; Морозов Ю.С.; Храмцов А.Г.; Евдокимов И.А.; Ощенко А.П.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт детского питания
Описание изобретения: Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству бифидогенной добавки, используемой в молочных продуктах питания детей первых дней жизни и продуктах диетического питания.
Известен способ изомеризации лактозы в лактулозу при производстве концентрата лактулозы [1].
Процесс изомеризации включает в себя внесение щелочи, термостатирование и охлаждение. В нагретый раствор лактозы единовременно вносят гидроксид натрия в количестве 2,6-3,2 кг на 1 т раствора с целью доведения pH до 10,8 - 11,2. После этого раствор термостатируется при температуре 68 - 72oC в течение 15 - 25 мин с последующим охлаждением до 15 - 25oC.
Недостаток этого способа состоит в том, что в продукте по данному способу получается недостаточное высокое количество лактулозы из-за единовременного внесения щелочи, недостаточного времени термостатирования, что в свою очередь приводит к повышенному значению pH 11- 11,5. В результате повышенной щелочности раствора происходит интенсивное течение побочных процессов, сопровождающихся разрушением лактозы, получаемой лактулозы и образованием побочных смолистых соединений, имеющих темную окраску, резко снижающих выход готового продукта - лактулозы и трудноотделяемых на следующих стадиях процесса.
Кроме того, в растворе остается избыток непрореагировавшей щелочи, которая ухудшает органолептические и физико-химические показатели лактулозы и также требует последующих длительных операций очистки от нее.
Технический результат - повышение массовой доли лактулозы в концентрате лактулозы и улучшение его органолептических показателей.
Поставленная цель достигается тем, что в способе изомеризации лактозы в лактулозу при производстве концентрата лактулозы, предусматривающем внесение щелочи в нагретый раствор лактозы с последующим термостатированием и охлаждением раствора, раствор едкого натрия концентрацией 10 моль/дм3 вносят в начальный момент до доведения активной кислотности pH 9,5 - 10,5, которую поддерживают в течение процесса изомеризации путем многократного внесения щелочи, причем термостатирование проводят при 68-72oC в течение 55-65 мин.
В заявляемом способе изомеризацию лактозы осуществляют следующим образом. Приготовленный раствор лактозы с концентрацией 19,0-22,0% нагревают до температуры 68-72oC и вносят при перемешивании раствор едкого натрия с концентрацией 10 моль/дм3 до достижения pH 9,5 - 10,5 ед. Раствор термостатируют при данной температуре в течение 55-65 мин; значение pH поддерживают многократным внесением указанного раствора едкого натрия.
По окончании времени изомеризации полученный раствор лактулозы немедленно охлаждают до температуры 15 - 25oC, проводят электродиализную обработку, рафинацию и фильтрацию. Очищенный раствор лактулозы сгущают, проводят кристаллизацию лактозы, досгущают, пастеризуют и расфасовывают.
В результате этого способа получают продукт (раствор лактулозы) светло-желтого цвета, прозрачный с низким содержанием примесей, имеющий более высокую массовую долю лактулозы ( в сравнении с прототипом).
Постепенное приливание щелочи обеспечивает получение стандартного продукта с заданной массовой долей лактулозы, т. к. это исключает возможность избытка щелочи в растворе, не приводя к резким колебаниям значений pH, что способствует равномерному и прочному образованию молекул лактулозы.
Применение щелочи с концентрацией 10 моль/дм3 объясняется свойствами щелочных растворов и оптимальными условиями реакции. При меньших концентрациях щелочи происходит разбавление раствора лактозы и неполное протекание реакции; при увеличении концентрации - щелочь нарастает на стенках трубопроводов и арматуры, разрушая их и дестабилизируя процесс изомеризации.
Концентрация ионов OH, обеспечивающая наилучшие условия проведения реакции изомеризации, соответствует уровню 9,5 - 10,5. При снижении значения pH ниже установленного уровня происходит медленный переход лактозы в лактулозу, и количество последней в готовом продукте значительно ниже заданного; при увеличении значений pH - скорость реакции возрастает, в результате чего происходит деградация образовавшейся лактулозы и образование побочных продуктов реакции (смолистых соединений).
Время проведения процесса изомеризации - главный параметр, влияющий на качество готового продукта. Увеличение времени данного технологического этапа не целесообразно, так как это не приводит к увеличению массовой доли лактулозы в концентрате, а лишь наблюдается значительное потемнение раствора, связанное с протеканием побочных процессов; сокращение времени снижает выход лактулозы и при дальнейших технологических операциях наблюдается усиленная кристаллизация оставшейся непрореагировавшей лактозы, что мешает ведению последующих операций технологического процесса и требуется повторный возврат ее на переработку.
Примеры конкретного выполнения процесса изомеризации.
Пример 1.
Готовят раствор лактозы в питьевой воде с концентрацией 19,0% (190 г/л) в объеме 1 л, нагревают до температуры 68oC и вносят в него раствор едкого натрия с концентрацией 10 моль/дм3 до достижения pH 9,5 ед. Раствор термостатируют при данной температуре в течение 60 мин. и поддерживают заданное значение pH многократным внесением указанного раствора едкого натрия. Общий расход щелочи составляет 12,5 мл. Полученный раствор лактулозы немедленно охлаждают до температуры 23oC. Далее проводят электродиализную обработку, рафинацию, фильтрацию. Полученный раствор лактулозы сгущают, кристаллизуют, отделяют кристаллы лактозы, досгущают, пастеризуют и расфасовывают. Согласно этого способа получено 86 г концентрата лактулозы, имеющего следующие показатели:
Цвет раствора - желтый
Вкус раствора - сладкий, чистый
Массовая доля лактулозы, % - 38,4
Массовая доля сухих веществ, % - 54,0
Массовая доля золы, % - 0,5
Массовая доля лактозы, % - 8,6
Пример 2.
Готовят раствор лактозы в питьевой воде, с концентрацией 22% (220 г/л) в объеме 1 л, нагревают до температуры 72oC и вносят в него раствор едкого натрия с концентрацией 10 моль/дм3 до достижения pH 10,5 ед. Раствор термостатируют при данной температуре в течение 65 мин. и поддерживают заданное значение pH многократным внесением указанного раствора едкого натрия. Общий расход щелочи составляет 13,4 мл. Полученный раствор лактулозы немедленно охлаждают до температуры 18oC.
Дальнейшую обработку раствора осуществляют согласно примера 1.
Получено 92 г концентрата лактулозы, имеющего следующие показатели:
Цвет раствора - желтый
Вкус раствора - сладкий чистый
Массовая доля лактулозы, % - 39,2
массовая доля сухих веществ, % - 54,0
Массовая доля золы, % - 0,8
Массовая доля лактозы, % - 8,9
Пример 3.
Готовят раствор лактозы в питьевой воде, с концентрацией 20% (200 г/л) в объеме 1 л, нагревают до температуры 70oC и вносят в него раствор едкого натрия с концентрацией 10 моль/дм3 до достижения pH 10,0 ед. Раствор термостатируют при данной температуре в течение 60 мин. и поддерживают заданное значение pH многократным внесением раствора едкого натрия. Общий расход щелочи составляет 13,0 мл.
Полученный раствор лактулозы немедленно охлаждают до температуры 20oC.
Дальнейшую обработку осуществляют согласно примера 1.
Получено 88 г концентрата лактулозы, имеющего следующие показатели:
Цвет раствора - желтый
Вкус раствора - сладкий, чистый
Массовая доля лактулозы, % - 39,0
Массовая доля сухих веществ, % - 55,0
Массовая доля золы, % - 0,8
Массовая доля лактозы, % - 9,0
Концентрат лактулозы, полученный по трем схемам (примеры 1-3), имеет желтый цвет, сладкий, чистый вкус, вследствие того, что при непрерывном приливании, щелочь расходуется непосредственно на образование лактулозы в течение всего времени выдержки, обеспечивая ее максимальный выход. Побочные процессы протекают замедленно, из-за недостатка щелочи для образования продуктов их синтеза.
Выбранное значение активной кислотности и продолжительность процесса обеспечивают получение продукта со стабильной массовой долей лактулозы, желтой окраской продукта, сладкого, чистого вкуса, свидетельствующими о высоком качестве готового продукта.
Проведенные исследования продукта в процессе хранения показали сохранность всех его свойств: физико-химических, органолептических и микробиологических.
Пример 4.
Готовят раствор лактозы в питьевой воде с концентрацией 20% (200 г/л) в объеме 1 л, нагревают до температуры 70oC и вносят в него раствор едкого натрия с концентрацией 10 моль/дм3 до достижения pH 12,0 ед. Раствор термостатируют при данной температуре в течение 1 ч 20 мин и поддерживают заданное значение pH многократным внесением указанного раствора едкого натрия. Общий расход щелочи составляет 15,0 мл. Полученный раствор лактулозы немедленно охлаждают до температуры 20oC.
Дальнейшую обработку раствора осуществляют согласно примера 1.
Получено 68,0 г концентрата лактулозы со следующими показателями:
Цвет раствора - темно-коричневый
Вкус раствора - с привкусом горечи
Массовая доля лактулозы, % - 23,0
Массовая доля сухих веществ, % - 50,0
Массовая доля золы, % - 0,8
Массовая доля лактозы, % - 14,0
Полученный концентрат лактулозы имеет темно-коричневый цвет и слабогорький вкус вследствие интенсивного протекания побочных процессов в результате повышенной щелочности раствора и длительности процесса. В растворе происходит интенсивное протекание обратных реакций: образовавшаяся лактулоза, непрореагировавшая лактоза и промежуточные продукты синтеза расщепляются с образованием темно-окрашенных побочных продуктов (изосахариновых кислот и др.), в результате чего снижается выход готового продукта.
Пример 5.
Готовят раствор лактозы в питьевой воде с концентрацией 20% (200 г/л) в объеме 1 л, нагревают до температуры 70oC и вносят в него раствор едкого натрия с концентрацией 10 моль/дм3 до достижения pH 9,0 ед. Раствор термостатируют при данной температуре в течение 40 мин и поддерживают заданное значение pH многократным внесением указанного раствора едкого натрия. Общий расход щелочи составляет 10,6 мл. Полученный раствор лактулозы немедленно охлаждают до температуры 20oC.
Дальнейшую обработку раствора осуществляют согласно примера 1.
Получено 71,0 г концентрата лактулозы со следующими показателями:
Цвет раствора - светло-коричневый
Массовая доля лактулозы, % - 20,0
Массовая доля сухих веществ, % - 50,0
Массовая доля золы, % - 0,8
Массовая доля лактозы, % - 18
Пониженное содержание лактулозы и большой процент остаточной лактозы обусловлены малым временем протекания процесса изомеризации и низким значением pH среды, при котором не происходит полного перехода лактозы в лактулозу из-за недостаточного количества внесенной щелочи.
Лактулоза является естественным бифидогенным и мощным фактором активизации роста бифидобактерий в кишечнике ребенка и взрослого человека. Полезные свойства лактулозы широко используются при производстве продуктов детского и диетического питания, в медицине - при заболеваниях печени и желудочно-кишечного тракта.
Лактулоза, полученная по заявляемому технологическому способу, позволит разработать продукты высокой пищевой и биологической ценности, максимально приближенные к женскому молоку по бифидогенным свойствам. Продукты рекомендуются для вскармливания здоровых детей при отсутствии или недостатке материнского молока, а также в качестве лечебного питания для детей и взрослых с хроническими заболеваниями желудочно- кишечного тракта.
Формула изобретения: Способ изомеризации лактозы в лактулозу при производстве концентрата лактулозы, предусматривающий внесение щелочи едкого натрия в нагретый раствор лактозы, его термостатирование при температуре 68 - 72oС и охлаждение, отличающийся тем, что едкий натрий используют в виде раствора с концентрацией 10 моль/дм3 и его вносят до достижения pH 9,5 - 10,5, при этом термостатирование осуществляют в течение 55 - 65 мин при поддержании pH на этом уровне путем многократного внесения указанного раствора едкого натрия.