способ получения сиропа лактулозы

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИРОПА ЛАКТУЛОЗЫ, включающий нагрев и фильтрацию лактозосодержащего раствора, подщелачивание его, изомеризацию лактозы в лактулозу, подкисление изомеризованного раствора, его деминерализацию, фильтрацию, сгущение, кристаллизацию оставшейся после изомеризации в растворе лактозы с последующим отделением ее кристаллов от сиропа лактулозы, отличающийся тем, что подщелачивание раствора проводят в трехтрактном электродиализаторе при плотности тока 20-400 А/м² путем диссоциации воды для образования гидроксильных ионов в камерах с лактозосодержащим раствором, при этом в процессе изомеризации лактозосодержащего раствора его дополнительно подщелачивают для поддержания рН на заданном уровне.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для получения сиропа лактулозы.

Известны способы получения лактулозы, включающие приготовление раствора лактозы и изомеризацию ее с помощью химических агентов: тетраборатов щелочных металлов [1] щелочных и щелочно-земельных алюминатов [2] борной кислоты и третичных аминов [3] и щелочных фосфитов [4] при различных температурах и различном времени выдержки с последующим сгущением и отделением кристаллов лактозы. Недостатком этих способов является использование дорогостоящих реагентов, большинство из которых является токсичными для организма человека веществами, и их содержание регламентировано в пищевых продуктах. Кроме того, эти способы повышают зольность продукта и требуют специального оборудования и методов их удаления для улучшения органолептики, химических и санитарных показателей (осаждение, выделение гелей, ионообмен и др.).

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ получения сиропа лактулозы, включающий нагрев и фильтрацию лактозосодержащего раствора, подщелачивание его до требуемого рН, изомеризацию лактозы в лактулозу, подкисление изомеризованного раствора, его деминерализацию путем ионообмена, фильтрацию, сгущение, кристаллизацию оставшейся после изомеризации в растворе лактозы с последующим отделением ее кристаллов от сиропа лактулозы [5]

Использование в указанном способе щелочи увеличивает зольность раствора, загрязняет раствор примесями, которые содержатся в реактиве и соответственно затрудняет очистку продукта, удлиняет процесс получения и увеличивает затраты. Применение ионообменных колонн, в свою очередь, увеличивает затраты и загрязняет продукт.

Технический результат, на который направлено изобретение, заключается в исключении из процесса получения сиропа лактулозы реагентов, что позволяет улучшить качество продукта и снизить затраты времени на его производство.

Указанный технический результат достигается тем, что в предложенном способе получения сиропа лактулозы, включающем нагрев и фильтрацию лактозосодержащего раствора, его подщелачивание, изомеризацию лактозы в лактулозу, подкисление изомеризованного раствора, его деминерализацию, фильтрацию, сгущение, кристаллизацию оставшейся в растворе после изомеризации лактозы с последующим отделением кристаллов ее от сиропа лактулозы, подщелачивание раствора проводят в трехтрактном электродиализаторе при плотности тока 20-400 А/м² путем диссоциации воды для образования гидроксильных ионов в камерах с лактозосодержащим раствором. При этом в процессе изомеризации лактозосодержащего раствора его дополнительно подщелачивают для поддержания рН на заданном уровне.

На чертеже изображена технологическая схема.

Способ осуществляют следующим образом.

Лактозосодержащий раствор с концентрацией лактозы 4-35% нагревают в теплообменнике 1 до температуры 65-95^оС, фильтруют на фильтре-прессе 2. Отфильтрованный раствор подщелачивают в трехтрактном электродиализном аппарате 3 до рН 10-12,0 за счет диссоциации молекул воды, выдерживают, перемешивая и дополнительно подщелачивая некоторое время в реакторе 4 при 65-90^оС. При снижении значения рН до 8,5-9,5 единиц для предотвращения разложения получившейся лактулозы раствор охлаждают, подкисляют и деминерализуют в случае необходимости с помощью обычного электродиализатора 5.

Полученный раствор фильтруют и сгущают на вакуум-аппарате 6. Сгущенный сироп кристаллизуют в кристаллизаторе 7, на центрифуге 8 отделяют выкристаллизовавшуюся лактозу 9 от сиропа лактулозы. Полученный сироп 10 расфасовывают. При необходимости получения более высокой степени чистоты лактулозы сироп подвергают вторичной кристаллизации.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получить сироп лактулозы без внесения реактивов или со значительным уменьшением их количества, увеличить степень изомеризации и выход сиропа из единицы сырья на 10-12% улучшая его качество.

П р и м е р 1. 150 кг молочного сахара-сырца высшего сорта растворяют в 850 л воды, нагревают до 75^оС, фильтруют, подщелачивают в трехтрактном электродиализном аппарате при плотности тока 260 А/м² до рН 11,0. Щелочной раствор нагревают до температуры 80^оС и выдерживают в реакторе, поддерживая рН на заданном уровне добавлением щелочи или пропусканием через электродиализный аппарат с дальнейшим снижением рН раствора до 8,5. По достижении этого значения рН раствор охлаждают, подкисляют до рН 6,0 и деминерализуют. Полученный раствор фильтруют и сгущают на вакуум-выпарном аппарате при 65^оС до содержания сухих веществ 70% Сгущенный сироп направляют для кристаллизации непрореагировавшей лактозы. Лактозу отделяют центрифугированием или декантацией, а полученный сироп лактулозы сгущают, направляют на повторную кристаллизацию и отделение лактозы. Сироп представляет собой вязкую жидкость светло-коричневого цвета. Получают 83,3 кг сиропа, содержащего 30 кг лактулозы и 7 кг других сахаров.

Перед расфасовкой в сироп вносят вкусовые компоненты (лимонную кислоту, ароматизаторы), если сироп предназначен для непосредственного использования. В случае необходимости получения сиропа с более высоким содержанием лактулозы исходный сироп направляют на дополнительное сгущение и кристаллизацию.