Способ гидролиза лактозы

 

Изобретение относится к пищевой промьшшенности, в частности к молочной , и может быть использовано при переработке отходов производства. Целью изобретения является более полное разложение лактозы, повышение пищевой и биологической ценности конечных продуктов и упрощение технологии . Способ гидролиза лактозы заключается в следующем. Исходный раствор лактозы нагревают с катализатором и фильтр вот, при этом в качестве кataлизaтopa используют окисленные угли, имеющие рН водной вытяжки 1,05-0,9, в течение 2,5-3,5 ч - при температуре 90-95 С, процесс ведут при соотношении массы угля и объема раствора (5-7):100, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.8 „„. 47850

А1 (50 4 С 13 К 1/00 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHONlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4110017/31-13 (22) 27.08.86 (46) 30.12.88. Бюл. У 48 (71) Институт физической химии им. Л,В.Писаржевского и Украинский научно-исследовательский институт мясной и молочной промышленности (72) Л.С.Иванова, С.Л.Грабчак, Н.П.Степаненко, Н.Н.Романская, Г.В.Кричевская и В.Я.Баранов (53) 637.145(088.8) (56) Заявка ЕПВ Ф 0083325, кл. С 13 К 9/00, 1986. (54) СПОСОБ ГИДРОЛИЗА ЛАКТОЗЫ (57) Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к молочной,и может быть использовано при переработке отходов производства.

Целью изобретения является более полное разложение лактозы, повышение пищевой и биологической ценности конечных продуктов и упрощение технологии. Способ гидролиза лактозы заключается в следующем. Исходный раствор лактозы нагревают с катализатором и фильтррот, при этом в качестве катализатора используют окис". ленные угли, имеющие рН водной вытяжки 1,05-0,9, в течение 2,5-3,5 ч о при температуре 90-95 С, процесс ведут при соотношении массы угля и объема раствора (5-7):100, 4 табл.

1447850

Изобретение относится к пищеной промышленности, н частности к молол ной, и может быть Использовано при переработке отходов производства p,÷ÿ получения продуктов, широко применяющихся при приготовлении детского питания на молочной осноне, диетического питания в целях снижения калорийности, безалкогольных напитков, в кондитерской промышленности в качестве начинки конфет и т.д.

Цель изобретения — более полное разложение лактоэы, повышение пиг1евой и биологической ценности конечных продуктов и упрощение технологии.

Способ осуществляется следующим образом.

Гидролиз ляктозы проводят, испопь- 70 эуя в качестве катализатора окисленные угли (ОУ), имеющие рН нодноч вытяжки 1,05-0,9. Соотношение массы угля и объема раствора составляет (5-7):100. 25

Растворы лактозы контактируют с

ОУ, имеющим рН водной нытяжки 1,050,9 при постоянном перемешивании н течение 2,5-3,5 ч при 90-95 С. При этом происходит гидролиз лактоэы на глюкозу и галактозу, я степень гидролиза н зависимости от времени контакта и рН угля до„ òèãàåòñÿ 60lOO%. Катализатор отфильтровывают от раствора, в результате получается прозрачный и бесцветный фильтрат, не имеющий постороннего привкуса и запаха, который нейтрализуют силь:ощелочным анионитом, добавляя его в виде суспензии с водой, перемешлвания в течение 15-30 мин при комнатной температуре до рН 5,0-5,5, и сгущают до 55-60% сухих веществ.

Преимущество применения н качестве катализаторов гидролизя лактоэы ОУ состоит в их термической, химической и радиационной устойчивости, отсутствии деструкции при высоких температурах. Кроме того, при гидролизе лактозы в присутствии активных углей не происходйт карамелиэация

50 продуктов гидролиза, поэтому рас гнор остается чистым, прозрачным, бесцветным и без запаха. Отпадает необходимость обесцвечивания и дезодорирования гидролизонанного раствора при помощи дополнительного адсорбентя, т.е. процесс иэ днухста-. дийного становится одностадийным н применяется только один катализаТор — активный окисленный уголь.

Отсутствие канцерогенных веществ и посторонних загрязнений н получаемом продукте гарантируется тем, что в качестве катализатора применяется активный уголь, который проходит нысокотемпературную обработку, при этом выгорают вредные органические вещества и остается практически чистая углеродняя поверхность. Такой уголь термически и химически устройчин, н связи с чем и обеспечивается повышение биологической ценности продукта по сравнению с продуктом, получаемым при гидролизе лактозы с г:омощью ионообменных смол, которые химически и термически мало устойчивы при нагревании в кислой среде и легко подвергаются деструкции.

Пищевая ценность получаемого гидролиэованного продукта обеспечивается тем, что в присутствии угля при нагревании не происходит карамелизяция и взаимопревращение углеводон, которые бы накапливались в гoтоном продукте и тем самым снижали его пищевую ценность„ и нет их разложения, т.е. нет безвозвратной потери части сахаров.

Кроме того, по сравнению с известным способом значительно упрощается технология гидролиза лактозы, так как отпадает необходимость очистки полученного продукта от красящих и других посторонних веществ за счет того, что катализатором служит активный уголь с переменным значением рН, который может быть многократно использован благодаря простой химической регенерации 4

ОУ могут служить эффективными катализаторами кислотно-основного типа н жидкой и паровой фазе. Имеющиеся на поверхности ОУ кислородсодержащие протоногенные группировки способны отщеплять Н -ионы, присоединяющиеся

+ н ходе катализа к субстрату. Как при катализе гомогенном (HCl), так и гетерогенным (ОУ) процесс протекает по стадиям: мед.тенно Продукты реакции (S-субстрат, н данном случае лактоэа) 144

Существует симбатная зависимость между каталитической активностью ОУ и количеством на его поверхности функциональных протоногенных групп.

Количество йоследних можно характеризовать по сорбции NaOH или по рН водной вытяжки.

Протоногенные группы, находящиеся на поверхности окисленных углей, по химическому составу тождественны с такими группами, являющимися частью индивидуальных химических соединений. Вместе с тем они приобретают на поверхности проводящих углеродных сорбентов (активных углей) особые свойства, существенно отличающие их от таких же по составу групп, прикрепленных, например, к остову ионообменной смолы. Благодаря наличию в кристаллитах активных углей, в том числе и окисленных, практически делокализованных п-электронов, связь О-Н в поверхностных протоногенных группах ОУ ослабляется и их способность к отщеплению Н -ионов резко возрастает.

Пример 1 ° Растворы лактозы обрабатывают активными углями марок

БАУ и СКТ с различной степенью окисо ления при 90 С в течение 3 ч при постоянном перемешивании. Степень окисления углей характеризуется величиной рН водной вытяжки. Уголь отфильтровывают от раствора и определяют процент гидролиза. Получают бесцветный, прозрачный, без запаха раствор.

Результаты опыта приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, степень гидролиза лактозы существенным образом зависит от степени окисления угля, т.е. чем ниже рН водной вытяжки угля, тем сильнее гидролизуется лактоза и при рН 1 и ниже лактоза полностью гидролизуется. Значение рН ниже 0,9 нецелесообразно устанавливать в связи с тем, что при этом сильнее подкисляется гидролизованный раствор и его труднее затем нейтрализовать, требуется повьппенный расход анионита, Поэтому окисленные угли должны иметь рН водной вытяжки 1,05-0,9.

Пример 2. Раствор лактоэы обрабатывают окисленным углем БАУ о с рН 1 при температуре 95 С разное

7850 время при постоянном переменивании, После отделения угля в растворе определяют процент гидролиза лактозы.

Получают прозрачные бесцветные раст5 воры без запаха °

Полученные данные приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, уже при

2,5 ч контакте угля с раствором практически достигается положительный эффект. 3а время 2,5-3,5 ч лактоза будет полностью гидролизована °

Вести процесс большее количество времени нецелесообразно с точки зрения экономики и технологии.

Пример 3. Растворы лактозы обрабатывают окисленным углем БАУ с рН 1 в течение 6 ч при разных температурах и постоянном перемешивании. После отделения угля в растворе определяют степень гидролиза .

Результаты представлены в табл. 3.

25 Полученные данные показывают, что только при температуре не ниже 90о

95 С лактоза полностью гидролизуется из растворов в присутствии окисленного угля.

30 Пример 4. Определенный объем раствора лактозы обрабатывают разными количествами окисленного угля . марки БАУ с рН 1 в течение 4 ч при о

90 С и постоянном переменивании. В растворе определяют степень гидроли35 за лактозы. Результаты представлены в табл. 4.

Отсутствие канцерогенных веществ и других вредных примесей в конечном

40 продукте позволяет снизить в 3-4 раза стоимость катализатора. ормула изобретения

Способ гидролиза лактозы, включа45 ющий нагрев исходного раствора лактозы с катализатором и фильтрацию, отличающийся тем, что, с целью более полного разложения лактозы, повьппения пищевой и биоло50 гической ценности конечных продуктов и упрощения технологии, в качестве катализатора используют окисленные угли, имеющие рН водной вы-. тяжки 1,05-0,90, а процесс ведут при

55 соотношении массь! угля и объема раствора (5-7):100 в течение 2,53,5 ч при температуре 90-95 С.

1447850

Таблица 1 рН води. 2,20 1,93 вытяжки

1,70

I,30

4,6

59 85 94

9-7

100

100

4,5 46 63 87

СКТ

100 100 100 100!

Таблица 2

2 2,5 3

3,5 4

Степень гидролиза лактозы, 7.

94 98 100 100 100

Т а б л и ц а 3 г — — —— !

19-21 50-52 70-72 80-82 90-95

Температура, С

Ж гидролиза

0,53 2,5 28 66 100

Т а б л и н а 4

Соотно массы и объе

4:100 5:100 5:100 7:100 8:100 створа

1 гидр

97 100 100 100

Составитель А. Гаврилов

Техред:Л.Олийнык Корректор M. Шароши

Редактор Т. Лазоренко

Заказ 6808/28 Тираж 308 Подписное

ВНЫ1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро.<, ул. Проектная, 4

Время контакта раствора лактозы с катализатором, ч

1 15 1,10 1,05 1,00 095 090