Особенности протекания реакции изомеризации лактозы в лактулозу в растворах молочного сахара-сырца Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

*

І

. )—¥

ІІІЧП:

-.?аО?

:нЯ

г: І^КІ.Т :.|:;1ГЇ-

:.іич о :•

■Л_____■

: 1:3

ш .-.і

Ї'ІШІ IV. . І .'■3:1 Г

І-нтл .ЮіІ П І І

С

т н і.:-

■:і: і -.ьґи її ірї

(’■ЧЛШГ'Я' її і " і-

(:Г^Н,- її

Ь 'Г.аі-/

■ц Ь.'. -

1 "іґ|7 N -

І Ьаїту

Ьї к.

Гу пго-'■I !;іі'і

і-"т:- — к : І ч ■ -

ЬІІЇІЕП--

- hiiC.it.-л.'::і £ иТ-—

сиї (.Оь: .'Ліуіі-

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1, 1992 --------- _ - — 13

637.345.004.4

ОСОБЕННОСТИ ПРОТЕКАНИЯ РЕАКЦИИ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЛАКТОЗЫ В Л АКТУ Л О ЗУ В РАСТВОРАХ МОЛОЧНОГО САХАРА-СЫРЦА

С. Д. РЯБЦЕВА, В. В. РОХМИСТРОВ, В. И. МИРОШНИЧЕНКО

Ставропольский политехнический институт Всесоюзный науч'но-исследовательский институт комплексного использования молочного сыра

Проблема обогащения молочных смесей для детского питания бнфидогеннымн факторами актуальна. Лактулоза (4-0-р-0-галак-топиранозил-О-фруктоза) обладает свойством стимулировать развитие бифидофлоры и может применяться не только в детском, но и в лечебно-диетическом питании [1, 2].

Все известные промышленные способы получения лактулозы основаны на внутримолекулярной перегруппировке лактозы в щелочной среде по механизму Ь-А-трансформацни. Предварительные исследования показали, что в качестве сырья для производства лактулозы может использоваться как молочный сахар-рафинад, так и более дешевый сырец после центробежной очистки его растворов от взвешенного осадка. Цель работы — выявление особенностей процесса образования лактулозы в этом случае.

На первом этапе изучали влияние концентрации исходного раствора на скорость и направление происходящих в щелочной среде превращений. Очищенные на сепараторе растворы молочного сахара-сырца разной концентрации с начальным значением рН-11 термостатировали при 70°С в течение 20 и 40 мин, а затем хранили 48 ч при комнатной температуре. Накопление лактулозы контролировали по удельному вращению раствора [а]20 , понижение которого на 7,3" соответ-

ствует степени изомеризации лактозы 6,67% [3]. В опытах измеряли также оптическую плотность 1%-ных растворов Е и активную кислотность pH, характеризующие интенсивность протекания побочных реакций.

Как следует из экспериментальных данных, в разбавленных растворах (около 5%) реакция идет легко, но при этом быстро снижается pH, что, по-видимому, приводит к обратной трансформации части лактулозы в лактозу. В промышленных условиях такой процесс трудно контролировать, в результате чего содержание лактулозы в готовом сиропе будет снижено.

При повышении концентрации до 10% реакция идет плавно, цветность остается на 'том же' уровне, а степень изомеризации несколько снижается. При дальнейшем повышении концентрации количество лактулозы в растворе вновь увеличивается. Это явление можно объяснить накоплением в растворе веществ с буферными свойствами (фосфатов, цитратов, белков и др.), способных поддерживать высокий pH среды. Такое объяснение подтверждается характером изменения кривых pH.

При высоких концентрациях (25—30% и выше) резко возрастает оптическая плотность растворов. Это означает повышение скорости образования побочных продуктов реакции, что нежелательно.

Таким образом, для производства лактулозы можно использовать растворы молочного сахара-сырца концентрацией от 10 до 25%. Более точное значение должно определяться требованиями последующих технологических операций (например, способом очистки от красящих соединений и минеральных солей). Учитывая энергозатраты на сгущение и вязкость растворов лактозы, оптимальной можно принять ранее установленную [3] концентрацию 15—18%, что совпадает с результатами [3].

При хранении в растворах наблюдается медленное снижение pH и концентрации лактулозы при значительном увеличении содержания темноокрашенных продуктов побочных реакций. Потемнение растворов происходит намного медленнее при подкислении среды после термостатирования до нейтральных значений pH и хранении при пониженных температурах.

На втором этапе изучали одновременное влияние температуры и времени термостатирования с целью определения оптимальных значений этих параметров. При планировании двухфакторпого эксперимента использовали матрицу центрального композиционного ротатабельиого плана [4]. Функциями отклика были выбраны удельное вращение У1 и оптическая плотность растворов Уо. Пределы варьирования факторов приведены в таблице.

Таблица

■ Условия планировании

Нижний уровень Основной уровень Верхний уровень Звездные точки Звездные точки

Пределы изменения факторов

температура, °С "X,

время тер-мостатиро-ваиия, мин X*

— і 40,0 27

0 55,0 65

-1 70,0 103

1,414 33,4 "р.

1,414 76,6 ■ 120

В результате статистической обработки экспериментальных данных на персональной ЭВМ «Искра-226» получены уравнения- регрессии, адекватно описывающие процесс

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1, 1992

изомеризации лактозы в лактулозу в 15%-ных растворах молочного сахара-сырца после центробежной очистки:

У, = 25,052—8.447Х! —2,794 Х2+4,349 Х12 +

+ 1,408Х22+2,41ЗХ1Х2; (1)

У2 = 0,211+0,201 Х1+0.051 Х2 +

—[—0,048 Х1Х2. (2)

По уравнению (1) проведена оптимизация с использованием диалоговой системы планирования и обработки результатов экспериментов В1РЬЕХ. Установлено, что удельное вращение принимает минимальное значение 20,9° при 63,9°С и времени термостатиро-вания 21,7 мин. Сравнение этих значений с оптимумом процесса при использовании рафинированного молочного сахара (соответственно 29°, 70°С и 20 мин) [3] позволяет сделать вывод о более эффективном образовании лактулозы в растворах сырца. Степень изомеризации лактозы при этом повышается с 21—22 до 27—28%, что можно объяснить катализирующим действием примесей с буферными свойствами.

Анализ уравнения (2) показывает, что наибольшее влияние на интенсивность образования побочных окрашенных продуктов реакции оказывает температура термостатирова-ния. Область оптимума оптической плотности смещена в сторону минимальных значений температуры и времени выдержки нагретых растворов.

Выводы

1. Оптимальные параметры процесса изомеризации лактозы в лактулозу в растворах, молочного сахара-сырца: концентрация 15— 18%, температура 64°С и время термостатн-рования 22 мин.

2. В 15%-ных растворах сахара-сырца при: оптимальных условиях образуется на 1—1,5%. больше лактулозы, чем в растворах рафинада. Это позволяет после сгущения получить сироп с повышенным содержанием би-фидогенного фактора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бедных Б. С., Антипова Т. А., Сергеев В. Н. Использование различных углеводных компонентов 'в питании детей раннего возраста. — М.: Обзорн. информ. АгроНИИТЭИММП, сер. Молочная пром-сть. — 1989. — С. 27—30.

2. Конн Г. О., Л и б е р т а л М. М. Синдромы печеночной комы и лактулоза. — М.: Медицина,.

1983. — С. 377—389.

3. Храмцов А. Г., Мат в невский В'. Я-, Кравченко Э. Ф. Новый углеводный концентрат для продуктов детского питания. — М.: Обзорн. информ. ЦНИИТЭИММП, сер. Молочно-консервная: пром-сть. — 1981. — Вып. 3. — С. 10—12.

4. Ахназаров С. Л., Кафаров В. В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. — М.: Высшая школа, 1978. — 320 с.

Кафедра технологии молока

и молочных продуктов Поступила 03.06.91

664.95.002.61.2

ВЛИЯНИЕ НУКЛЕОТИДОВ НА ВКУС МОДЕЛЬНЫХ РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ

Т. М. САФРОНОВА, С. М. ПАТРЫШЕВ, Т. Д. МАМЕДОВА

Дальневосточный технический институт рыбной промышленности II хозяйства

Для улучшения вкуса некоторых пищевых продуктов, в том числе II рыбных, используют интенсификаторы вкуса — природные вещества, небольшие добавки которых усиливают определенные вкусовые ощущения. В настоящее время известна большая группа веществ, усиливающих вкус пищевых продуктов и невелирующих отдельные отрицательные составляющие вкуса и запаха [1]. Глутаминат натрия, например, способен смягчать остроту лука, снижать привкус сырого мяса, уменьшать неприятный запах, ощущаемый после открывания банок с некоторыми консервами, снижать металлический привкус консервов. Нуклеотиды и глутаминат натрия подавляют такие нежелательные оттенки в запахе и вкусе пищевых продуктов, как сульфидный, илистый, травянистый, химический и некоторые

Глутаминат натрия и

используются в Японии, Китае, Корее' и других странах при изготовлении разнообразных пищевых продуктов. Они входят в состав сухих и жидких приправ, добавляемых к различным национальным блюдам. Действие глутамината натрия наиболее эффективно в продуктах с величиной pH 5,5—6,5 [3]. В нашей стране глутаминат натрия применяется при производстве таких рыбных продуктов, как рыбные супы, колбасы и сосиски. Нуклеотиды отечественной промышленностью производятся только как химические реактивы и в пищевой технологии не используются. Вместе с тем известно, что нуклеотиды,, в частности ннозин-б’-монофосфат, являются структурным компонентом РНК и ДНК. Исходя из этого, источником получения нуклеотидов могут быть непищевые молоки и икра: промысловых рыб, имеющие высокие концен-

чуавдй тек, ^ ДОЖ.

I- ::'^1 .|

1ф.1 и

1:т«:р и

! !'н1: Т-.Пг'

Г :

I '

ч<> ■: ■;

I

I -.ис/з

I ■ п к гм{ на I1..

ЩА'Дс: 1Г?Г"И

* 1=.ят ■,ы;. -О-г^г.1

Л ВО ]

щ

| I Iги

Ь:-. I :.

Д.Г. 'У!

01У :: г ■: .1 I

н н VI а НОР П :"*Г-1 И

ггнт

ГС7Г-\ П

и • I:

■1 -Он,-..

*

Д^гуа . 1 I :л •

II •. 1..1. 114тг. || гол но

\-4Cf-n

роз 4

гГМ.НГ

С»;:;: I.

I .«.'и.:;-йу.1 IV !| 111 "1:1

Г "П.”*:

1..1КН

7-1Г

Ьа^-НН':

«. .'П' ГГ II •• I

0"7*г”1 п4 ГИ