способ производства сиропа гидролизованной лактозы

Формула изобретения

Способ производства сиропа гидролизованной лактозы, предусматривающий внесение ферментного препарата бета-галактозидазы в раствор лактозы, ее гидролиз, нагревание гидролизата и охлаждение готового сиропа, отличающийся тем, что используют раствор молочного сахара-сырца или его кристаллов после отделения мелассы центрифугированием с содержанием сухих веществ 58 - 62%, раствор охлаждают до температуры 60 - 65^oС и гидролиз проводят при этой температуре до достижения степени гидролиза не менее 50%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для производства заменителей свекловичного сахара из молочного сахара (лактозы) - основного компонента сухих веществ молочной сыворотки.

Известен способ получения сиропа молочного сахара из молочного сахара-сырца или улучшенного. Технология сиропа предусматривает следующие процессы: растворение молочного сахара-сырца, рафинацию раствора, фильтрацию раствора, кристаллизацию лактозы, резервирование и хранение.

Такой сироп предназначен для использования в производстве продуктов детского питания на молочной основе в качестве полуфабриката [1].

Однако такой сироп не может выполнять роль подсластителя ввиду малой сладости молочного сахара, составляющей лишь 15-20% от сладости сахарозы. К тому же молочный сахар слаборасторим, что делает невозможным приготовление на его основе сахарных сиропов с массовой долей сухих веществ свыше 40%. В таких сиропах молочный сахар кристаллизуется, что делает нестабильными их при хранении. Так, например, срок хранения сиропа молочного сахара с массовой долей сухих вещество 57-60% составляет не более 3 сут. со дня выработки при 10^oC при периодическом перемешивании через каждые 2 ч в течение 15 мин.

Увеличить сладость и стабильность лактозных сиропов и сделать возможным их использование в качестве подслащивающего вещества позволяет частичный гидролиз лактозы, поскольку получающаяся смесь сахаров обладает близкой к сахарозе сладостью и хорошо растворима в сиропах с массовой долей сухих веществ до 60%. Такой эффект достигается уже при 50%-ном гидролизе лактозы.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ производства сиропа гидролизованной лактозы, предусматривающий внесение ферментного препарата бета-галактозидазы в раствор лактозы, ее гидролиз, нагревание гидролизата, сгущение до 15-20% сухих веществ, деминерализацию гидролизата, концентрирование до 58-62% сухих веществ с последующим охлаждением полученного сиропа [2] . В качестве исходного раствора лактозы используют молочную или творожную сыворотку.

Способ является достаточно сложным, требующим значительных технологических и энергетических затрат.

Технологический результат изобретения заключается в упрощении способа и получении стабильных при хранении сладких сиропов. Это достигается тем, что в предложенном способе производства сиропа гидролизованной лактозы, предусматривающем внесение ферментного препарата бета-галактозидазы в раствор лактозы, ее гидролиз, нагревание гидролиза и охлаждение готового сиропа, используют раствор молочного сахара-сырца или его кристаллов после отделения мелассы центрифугированием с содержанием сухих веществ 58-62%, раствор охлаждают до 60-65^oC и гидролиз проводят этой температуре до достижения степени гидролиза не менее 50%.

Предложенный способ заключается в следующем. Молочный сахар-сырец или его кристаллизат растворяют при перемешивании и питьевой воде с температурой 90-95^oC так, чтобы массовая доля сухих веществ в растворе была 58-62%, охлаждают до температуры гидролиза 60-65^oC, вносят растворимый ферментный препарат бета-галактозидазы с активностью 1000 E/г в количестве 0,6% к массе растворенного молочного сахара-сырца и проводят гидролиз при непрерывном перемешивании в течение 22-24 ч, поддерживая температуру гидролиза. Степень гидролиза лактозы в конце процесса должна быть не менее 50%. Использование в качестве сырья кристаллов молочного сахара после центрифугирования позволяет удешевить стоимость конечного продукта в связи с исключением сушки кристаллов. Такой способ наиболее приемлем при производстве сиропов непосредственно на молочных предприятиях, производящих молочный сахар.

Установлено, что высокие концентрации лактозы в растворе в диапазоне 20-60% оказывают стабилизирующее действие на фермент и активность бета-галактозидзазы лишь незначительно снижается при возрастании массовой доли лактозы в растворе (см. табл. 1).

При излучении влияния температуры на степень гидролиза лактозы в растворе с массовой долей сухих вещество 58-62% установлено, что оптимальной является температура 60-65^oC (см. табл. 2). При температуре ниже 60^oC степень гидролиза лактозы не достигает 50% вследствие того, что часть лактозы находится в нерастворимой форме и недоступна действию фермента. При температуре выше 65^oC степень гидролиза ниже 50% вследствие термоинактивации фермента.

По окончании гидролиза сироп нагревают до 85-90^oC, вносят суспензию рафинирующих средств (в случае получения рафинированного сиропа), фильтруют на фильтр-прессе через фильтрующую ткань (лавоан-бельтинг) и охлаждают до температуры хранения. Такой сироп хранится не менее одного месяца в нерегулируемых условиях и не менее двух месяцев при 0-10^oC.

Полученный продукт - это сироп светло-желтого цвета с выраженным сладким вкусом и слабым сывороточным запахом, он может использоваться наравне с сахарными сиропами при производстве молочных продуктов, кондитерских изделий, напитков и т.п.

Таким образом, осуществление предложенного способа получения гидролизованной лактозы путем ее ферментативного гидролиза в растворе молочного сахара с массовой долей сухих веществ 58-62% позволяет существенно упростить технологический процесс за счет исключения стадии вакуум-концентрирования гидролизата и снизить энергозатраты, связанные с расходом пара и электроэнергии при концентрировании. При этом практически исключается возможность развития микрофлоры и снижения качества сиропа за счет сбраживания части углеводов.

Пример 1. 100 кг молочного сахара-сырца высшего сорта растворяют в 72 л подогретой до 95^oC воды, раствор охлаждают до 60^oC и вносят 0,6 кг растворимого препарата бета-галактозидазы с активностью 1000 E/г. Раствор выдерживают при 60^oC и непрерывном перемешивании 24 ч. По окончании процесса степень гидролиза лактозы составляет 50%. Полученный сироп нагревают до 85^oC и в горячем состоянии фильтруют на фильтр-прессе через ткань бельтинг под давлением 0,03 МПа. Прозрачный сироп охлаждают до температуры хранения и используют для непосредственного употребления или в производстве пищевых продуктов взамен свекловичного сахара.

Пример 2. 100 кг кристаллов молочного сахара после отделения мелассы центрифугированием, содержащие 3,5% остаточной влаги, растворяют в 55,5 л подогретой до 90^oC, раствор охлаждают до 65^oC и вносят 0,6 кг растворимого ферментного препарата Лактоканесцин (бета-галактозидаза) с активностью 1000 E/г. Гидролиз лактозы проводят в течение 22 ч при 65^oC и непрерывном перемешивании. Конечная степень гидролиза лактозы составляет 53%. Полученный сироп нагревают до 90^oC, вносят суспензию рафинирующих средств и в горячем состоянии фильтруют на фильтр-прессе через ткань бельтинг под давлением 0,03 МПа. Прозрачный сироп охлаждают до температуры хранения и используют для непосредственного употребления или в производстве пищевых продуктов взамен свекловичного сахара.

Источники информации:

1. Храмцов А.Г., Павлов В.А., Нестеренко П.Г и др. Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь. М.: Росагропромиздат, 1989, с. 214-216.

2. SU. авт. св. N 1739951, кл. A 23 C 21/00, 1992.