способ производства фруктозо-глюкозного сиропа

Формула изобретения

1. Способ производства фруктозо-глюкозного сиропа из клубней топинамбура, предусматривающий их измельчение в мезгу, получение инулинсодержащего раствора, гидролиз углеводного комплекса указанного раствора ортофосфорной кислотой до образования фруктозы и глюкозы, очистку фруктозо-глюкозного раствора и его выпаривание до получения сиропа, отличающийся тем, что гидролизат нейтрализуют известковым молоком в количестве 3-14 г/л и образовавшийся в процессе нейтрализации осадок фосфата кальция удаляют из раствора центрифугированием, при этом очистку фруктозо-глюкозного раствора проводят путем ультрафильтрации на мембранах с размером пор 10-500 , при давлении 0,1-1,6 МПа, температуре 20-100С и скорости протока раствора не более 10 м/с и затем фильтрат подают в катионообменную и анионообменную колонны и процесс ионообменной очистки осуществляют до содержания в растворе не менее 80% редуцирующих веществ от сухих веществ раствора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют катионообменную смолу марки Амберлит IR-120 или IRC-50 и анионообменную смолу Амберлит IRA-410 или IRA-458.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, к способу переработки клубней топинамбура с получением фруктозо-глюкозного сиропа, который может быть использован в качестве добавки в кондитерской, хлебопекарной и консервной промышленности, при производстве напитков, а также в качестве самостоятельного продукта питания.

Топинамбур богат полифруктанами, которые составляют основу его углеводного комплекса (75%). Углеводный комплекс клубней топинамбура представлен главным образом инулином 11%, затем сахарозой 6%, клетчаткой 2%, гемицеллюлозой 1%, крахмалом 0,3% и манозой 0,16%. Благодаря высокому содержанию инулина, топинамбур применяют для лечения заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ, например, сахарного диабета. Наиболее простым и традиционным способом использования топинамбура является непосредственное применение его в пищу. Однако главной проблемой, связанной с использованием клубней топинамбура, является проблема их длительного хранения, поскольку клубни после уборки не отличаются лежкостью. Поэтому значительное развитие получили направление, связанное с переработкой топинамбура в продукты длительного хранения, в частности, производство фруктозо-глюкозных сиропов.

Известен способ производства фруктозо-глюкозного сиропа из клубней топинамбура, в котором предусматривают их измельчение в мезгу, получение инулинсодержащего раствора, гидролиз углеводного комплекса указанного раствора ортофосфорной кислотой до образования фруктозы и глюкозы, очистку фруктозо-глюкозного раствора и его выпаривание до получения стропа (SU 1392105, дата пуб. 1988).

К недостаткам способа следует отнести потери инулина в процессе его извлечение из исходного сырья, а также низкую эффективность очистки полученного сиропа.

Технический результат изобретения заключаетсяи в интенсификации процесса гидролиза и очистки фруктозо-глюкозного раствора при общем снижении потерь углеводов в процессе производства.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе производства фруктозо-глюкозного сиропа из клубней топинамбура, включающем их измельчение в мезгу, получение инулинсодержащего раствора, гидролиз углеводного комплекса указанного раствора ортофосфорной кислотой до образования фруктозы и глюкозы, очистку фруктозо-глюкозного раствора и его выпаривание до получения стропа предусматривают то, что гидролизат нейтрализуют известковым молоком в количестве 3-14 г/л и образовавшийся в процессе нейтрализации осадок фосфата кальция удаляют из раствора центрифугированием. Очистку фруктозо-глюкозного раствора проводят путем ультрафильтрации на мембранах с размером пор при давлении 0,1-1,6 МПа и температуре 20-100^oС, скорости протока раствора не более 10 м/с и затем фильтрат подают в катионообменную и анионообменную колонны и процесс ионообменной очистки осуществляют до содержания не менее 80% редуцирующих веществ от сухих веществ раствора.

Способ осуществляют следующим образом.

Клубни топинамбура моют, сортируют и инспектируют. Затем их бланшируют либо горячей водой с температурой 80-100^oС в течение 1-10 минут, либо паром (стандартный технологический пар) для инактивация ферментов, вызывающих потемнение сырья в процессе переработки. После этого топинамбур измельчают в мезгу и подают на прессование.

Отжатый сок подают в реактор с мешалкой, где осуществляют процесс гидролиза полифруктозанов, в том числе инулина, до фруктозо-глюкозного раствора. Гидролиз проводят ортофосфорной кислотой в течение 3-120 минут при рН 0,5-5,0 и температуре 35-100^oС.

После завершения процесса гидролиза в тот же реактор подают известковое молоко в количестве 3-14 г/л.

В результате процесса нейтрализации происходит осветление раствора с последующим отделением осадка в виде нерастворимого фосфата кальция. Длительность процесса осветления составляет 20-40 минут.

Образовавшийся осадок фосфата кальция удаляют из раствора центрифугированием, а затем его подают на ультафильтрацию, которую проводят на мембраннах с размером пор при давлении 0,1-1,6 МПа, температуре 20-100^oС и скорости протока раствора не более 10 м/с. Ультрафильтрацию ведут до содержания взвешенных веществ в концентрате не более 1%.

Затем очищенный от высоко и среднемолекулярных соединений фильтрат подают в катионообменную и анионообменную колонны, содержащие катионит, например, амберлитовую смолу марки Амберлит IRC-50 или Амберлит IR-120 и анионит материалами, например, амберлитовую смолу Амберлит IRC-410 или Амберлит IRA-458. Процесс ионообменной очистки ведут до содержания в обрабатываемом растворе не менее 80% редуцирующих веществ от сухих веществ раствора.

Полученный раствор направляют на концентрирование, которое проводят в вакуум-выпарном аппарате при температуре процесса не более 80^oС до содержания в фруктозо-глюкозном сиропе не менее 50% сухих веществ. Из вакуум-выпарного аппарата сироп поступает в емкость-сборник с мешалкой, в котором в случае необходимости могут осуществлять консервирование готового продукта сорбиновой кислотой для его более длительного хранения. Затем фруктозо-глюкозный сироп направляют на фасовку, где проводят все операции, связанные с окончательным контролем качества, розливом сиропа в тару, маркировкой и учетом.

При проведении фасовки сиропа в стеклянную тару небольших размеров, банки и бутыли стерилизуют в автоклаве. Фасованный в тару сироп транспортером подают в закаточный автомат.

В результате осуществления предложенного способа получают фруктозо-глюкозный сироп, представляющий собой прозрачную вязкую жидкость без осадка, помутнения и посторонних включений. Цвет - от бесцветного до янтарного различной интенсивности. Вкус - сладкий без горечи. Запах, как правило отсутствует, при этом допускается легкий фруктовый или карамельный аромат.

По физико-химическим показателям фруктозо-глюкозный сироп соответствует следующим показателям:

Массовая доля сухих веществ, % - 50-80

Массовая доля редуцирующих веществ в пересчете на абсолютно сухие вещества, % - 80-98

Массовая доля фруктозы-глюкозы в пересчете на редуцирующие вещества, % - 70-90

Массовая доля общей золы в пересчете на абсолютно сухое вещество, % - 0,1-0,5

Массовая доля сорбиновой кислоты, % - 0,04-0,05

Примеси растительного происхождения - Не допускаются

Минеральные примеси - Не допускаются

Содержание углеводов в 100 г 70%-ного фруктозо-глюкозного сиропа составляет 64,8 г, а его энергетическая ценность - 298 ккал/100 г.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером его осуществления.

Пример.

Вымытые и проинспектированные клубни топинамбура в количестве 200 кг подвергают бланшированию горячей водой с температурой 90^oС в течение 5 минут. Бланшированный топинамбур перемещают в загрузочный бункер машины для его дробления. Полученную пульпу подают в емкость с подогревом и мешалкой, откуда ее отбирают для прессования.

Отжатый сок с концентрацией инулина 11,6% подвергают кислотному гидролизу, который проводят ортофосфорной кислотой в течение 60 минут при рН 2,0 и температуре 95^oС.

После завершения процесса гидролиза в тот же реактор загружают известковое молоко в количестве 7,0 г/л. Длительность процесса осветления составляет 30 минут при температуре процесса 90^oС.

Разделение твердой и жидкой фаз осуществляют центрифугированием при факторе разделения f_r=2000. Затем жидкую фазу подают на ультрафильтрацию, которую проводят на полимерных мембранных фильтрах марки УПМ-10 при рабочем давлении 0,1 МПа, температуре процесса 50^oС и скорости протока раствора в межмембранном канале - 3 м/с. Процесс ведут до содержания взвешенных веществ в концентрате не более 1%.

Очищенный от высоко- и среднемолекулярных соединений фильтрат перекачивают в промежуточную емкость с подогревом и мешалкой.

Окончательную очистку фруктозо-глюкозного раствора проводят на ионообменных колоннах, содержащих катионит марки IR-120, а затем анионит марки IRA-410.

Процесс ведут до содержания в очищаемом растворе не менее 80% редуцирующих веществ по сухим веществам раствора.

После удаления из него на вышеуказанном этапе очистки свободных аминокислот, витаминов, минеральных примесей, раствор направляют на концентрирование, которое проводят в вакуум-выпарном аппарате периодического действия при температуре 70^oС до содержания в фруктозо-глюкозном сиропе 70% сухих веществ.

Полученный сироп консервируют сорбиновой кислотой до ее содержания в готовом продукте 0,03% и направляют на розлив.

Готовый сироп содержит 70% сухих веществ, из которых 80% приходится на фруктозу и глюкозу.

Энергетическая ценность 298 ккал на 100 г.