CS233664B1 - Způsob přípravy melasového substrátu pro citrónové kvašení - Google Patents

Abstract

Uelasový substrát pro citrónové kvašení má význam především v potravinářském průmyslu - při výrobě kyseliny citrónové. Způsoby doposud známými se většinou nedaří získat potřebný výtěžek kyseliny citrónové. Podle vynálezu se ■melasový roztok čeří za varu s hexakyanoželeznatanem draselným v rozmezí pH 8 až 10,5 a poté dále upravuje například ředěním, snížením pH nebo dalšími přísadami. Po skončeném čeření se roztok dále čeří za varu, ale při nižším pH, nakonec «se roztok doplní na konečný objem a teprve potom se (dl upraví na požadovanou hodnotu.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy melasového substrátu pro citrónové kvašení, kdy melasa je nejprve čeřena hexakyanoželeznatanem draselným v alkalické oblasti. Tímto způsobem lze úspěšně zpracovat méně vhodné melasy pro citrónové kvašení i v kombinaci s citlivými kmeny Aspergillus niger.

Melasový substrát pro citrónové kvašení vyžaduje především přísadu optimálního množství hexakyanoželeznatanu draselného, úpravu pH, optimální přísadu živin a stopových prvků, aby produkční kmen plísně Aspergillus niger dobře vyklíčil, rostl a přeměnil cukr melasy na kyselinu citrónovou. Podle druhu melasy a použitého^ kmene je nutné volit vhodný způsob přípravy substrátu pro dosažení optimálních výsledků.

Obvykle se melasové roztoky vař! s přísadami určitou dobu při větší koncentraci cukru než je konečná a pak se dóplní biologicky nezávadnou vodou na konečný objem, čímž se zároveň zchladí /Piies H„, Chem. Ztb. 78 , 522, 1954, Leopold J., Valtr Z·, Nahrung 8, 37, 166, 1965/· Někdy lze použít místo varu ohřev na 85-90 C, popř. vařit melasový roztok v konečném objemu a potom zchladit na žádanou teplotu. Existují ,iůzné varianty všeobecného postupu, např. se nechá přitékat melasa s kyselinou sírovou nutnou pro její neutralizaci za varu do roztoku obsahujícího celkovou dávku hexakyanoželeznatanu draselného /Leopold, Valtr, čs. pat. Č. 121 832 - 1967/. Při další variantě je roztok hexakyanoželeznatanu draselného a části melasy okyselen celkovou potřebnou dávkou kyseliny sírové a potom je přidán zbytek melasy /Leopold, Valtr, čs. pat. č. 130 943 - 1969/. U krátkodobého způsobu se melasový roztok s přísadami, vaří, po, dobu 1-20 minut při nižším pH než je konečné, potom se doplní vodou na konečný objem ·« upraví na požadované pH /Leopold, Burian, černý, Pasek, A.O. č. 190 769 - 1978/, Při dvoustupňovém způsobu přípravy substrátu se melasový roztok čeří pod tlakém při vyšší

233 664 teplote a potom pri teplote bodu. varu za atmosférického tlaku při různé koncentraci melasy /Leopold, Ulč, Černý, Pasek, Trefil, A»0, č. 206 991 - 1981/. Někdy se používá hexakyanoželeznatan draselný v kombinaci s kyselinou etylendiamintetraoctovou ./Krčmář, Tamchyna, Tomovičová, čs. pat. č. 135 387 - 1970, Široký, Leopold, A.0. č. 203 545/. Některé melasy vyžadují přídavek zinečnaté soli /Smith J.E., Berry D.R., The fermentous fungl,Vol.l, 1975/· Také koncentrace volného a vysráženého iontu hexakyanoželeznatanu má rozhodující vliv na tvorbu kyseliny citrónové /Leopold, Burian, černý, Pasek, A.0. č. 198 422/. Ve většině případů jsou uvedené postupy vyhovující pro získání dobrých výtěžků kyseliny citrónové, ale v některých případech se uvedenými postupy nedaří získat odpovídající výtěžky kyseliny citrónové.

Zmíněné nedostatky odstraňuje vynález, kdy melasa je čeřena s hexakyanoželeznatanem draselným nejprve v alkalické oblasti a po proběhlém alkalickém čeření se pH roztoku upraví na hodnotu požadovanou pro konečný substrát.

Čeření melasy v alkalické oblasti s hexakyanoželeznatanem draselným se provádí za varu při pH 8,0-10,5. V případě, že pH roztoku melasy je nízké, provede se úprava na požadovanou hodnotu nejlépe alkalickým hydroxidem. Úprava pH se provede tak, aby během přípra/Vy nebyla překročena horní hranice pH tj. 10,5. V případě, že pH melasy je dostatečně vysoké, úprava hydroxidem se nemusí provádět. Lze též použít postupu, kdy dostatečně alkalická melasa jSe čeří tak, že se postupně připouští do vařícího se roztoku hexakyanoželeznatanu draselného;.

Obvyklý postup je takový, že se podkladová voda, melasa, hexakyanoželeznatan draselný, popř. alkalický hydroxid smíchají, uvedou do varu a za varu se čeří 10-120 minut. Při postupu, kdy melasa se připouští do vařícího se roztoku hexakyanoželeznatanu draselného^ je doba alkalického čeření obvykle totožná s dobou napouštění melasy, tj. 10-90 minut. Pokud se provádí další alkalizace, tak až po napuštění veškeré melasy a potom se pokračuje dále v čeření po do-, bu 5-60 minut.

Po ákončení alkalického čeřeni se sníží pH roztoku až na požadovanou hodnotu. Snížení lze provést několikerým způsobem.

Je možné kontinuelní připouštění.kyseliny, např. sírové za^ varu roztoku, čímž proběhne Čeření v širokém rozsahu pH. Snížení pH

233 684 lze též provádět po skocích, tzn. dávku kyseliny přidávat po částech v průběhu varu roztoku až do požadované hodnoty pH.

Úpravu pH lze také provést až po skončení varu, nebo až po doplnění na konečný objem. Znamená to, že čeření proběhne za varu v alkalické oblasti a další působení hexakyanoželeznatanu draselného probíhá při nižším pH, teplotě, popř. koncentraci melasy.

Uvedené postupy snižování pH lze kombinovat, např. nejprve čeřit melasový roztok s hexakyanoželeznatanem draselným za varu při pH 9,5, potom pokračovat v čeření za varu při pH 8 a konečnou úpravu pH provést až po doplnění na konečný objem.

Další přísady, aí již živiny, stopové prvky, popř. další látky se přidávají až po doplnění na konečný objem. Hodnota pH konečného substrátu se·' pohybuje v rozmezí 6,0-7,2.

Výhoda vynálezu je uvedena v_stabulce 1, kde je srovnávána výtěžnost kyseliny citrónové u kmenů CCM-F-504 a CCM-F-663 na substrátech připravených známými způsoby a dle vynálezu.

Tabulka 1

Výtěžnost kyseliny citrónové u melasových substrátů připravených různými způsoby výtěžnost kyseliny citrónové v % /na nasazený cukr/

Způsob přípravy substrátu podle melasa I íaelasa II

X	CCM-F-504	CCM-F-663	CCM-F-504	CCM-F-663
čs.pat.č.
121 832	68,6	-	70,4	78,2
A.O.č.
206 991	67,4	87,9	70,0	86,3
vynálezu	74,8	88,1	77,2	88,5

Uvedeným způsobem se dá vhodně řídit průběh reakce mezi hexakyanoželeznatanem draselným a složkami melasy, protože intenzita reakce závisí především na pH roztoku, teplotě a koncentraci melasy. Důležité jsou nejen podmínky při čeření melasy za varu, ale i pH a teplota po doplněni na konečný objem, kdy dochází k dalším reakcím- a doladění kvality substrátu.

233 664 y

Příklad 1

Do vařáku opatřeném míchadlem a přímým ohřevem páry se napustí voda a melasa, aby roztok měl koncentraci cca 35% cukru. Roztok se ohřeje přímou parou, při 80°C se přidá 0,7% hexakyanoželeznatanu draselného /všechny údaje v % jsou vztaženy na množství nasazeného cukru/ a po dosažení bodu varu se vaří 30 minut. Potom se přidá kyselina sírová /0,75%/ a vaří se znovu 30 minut.

Po skončení varu se roztok doplní biologicky nezávadnou vodou na koncentraci cukru 14%, teplota 60-70$C. Přidá se kyselina fosforečná /0,06%/, kyselina mravenčí /0,01%/, formalin /0,02%/ a síran zinečnatý krystalický /20 mg/l/. Melasový substrát o konečném pH 6,6 se napustí do kvasných misek, naočkuje a kvasí 9 dní. Výtěžnost kmene CCM-F-504 byla 71,6% kyseliny citrónové na nasazený cukr4

Příklad 2

Postup dle bodu 1 s tím rozdílem, že kyselina sírová se přidá až po doplnění na konečný objem, dávka síranu zinečnatého se sníží na 5 mg/l. Výtěžnost kmene CCM-F-504 byla 68,3%·

Příklad 3

Postup dle bodu 1 s tím rozdílem, že po napuštění melasy se roztok upraví hydroxidem draselným na pH 9,8 a vaří se 60'minut.

Po doplnění na konečný objem, přidání přísad a úpravě pH kyselinou sírovou na hodnotu 6,6 se substrát zkvasí. Výtěžnost kmene CCM-F504 byla 70,7%, CCM-F-663 84,7%.

Příklad 4

Do vařáku se napustí voda, přidá se předem hexakyanoželeznatan draselný /1%/ a roztok se uvede do varu. Za varu se připouští melasa po dobu cca 30 minut. Po napuštění melasy /koncentrace cca 35% cukru/se přidá kyselina sírová /0,8%/ a vaří se dalších 60 minut. Po skončení varu se roztok doplní biologicky nezávadnou vodou na koncentraci eukru 14%, teplota 60-70°C. Přidá se kyselina fosforečná /0,06%/, kyselina mravenčí /0,01%/, formalin /0,02%/ a síran zinečnatý krystalický /10 mg/l/. Melasový substrát o konečném pH 6,6 se napustí do kvasných misek, naočkuje a kvasí běžným způsobem 9 dní. Výtěžnost kmene CCM-F-504 byla. 73,9%.

Příklad 5

Postup dle bodu 4 s tím rozdílem, že teplota konečného substrátu se upraví na S5°C. Výtěžnost kmene CCM-F-504 byla 72,3* (ρ a CCM-F-663 88,1%.

Příklad 6 ^{233 884}

Postup dle bodu 4 s tím rozdílem, že kyselina sírová se přidá až po doplnění na konečný objem. Výtěžnost kmene CCM-F-504 byla 72,3%.

Příklad 7

Postup dle bodu 4 s tím rozdílem, že po napuštění melasy se roztok zalkalizuje hydroxidem draselným na pH 9,8 a vaří. se 30 minut. Přidá se kyselina sírová a vaří se znovu 30 minut. Po doplnění na konečný objem a přidání přísad se substrát zkvasí běžným způsobem. Výtěžnost kmene CCM-F-504 byla 76,1% a CCM-F-663 86,3%·

Claims (3)

1. Způsob přípravy melasového substrátu pro citrónové kvašení za použití hexakyanoželeznatanu draselného, popřípadě kyseliny sírové, fosforečné, mravenčí, formaldehydu, síranu zinečnatého^ vyznačený tím, že se melasový roztok čeří za varu s hexakyanoželeznatanem draselným v rozmezí pH 8 až 10,5, po ukončení čeření se k melasovému substrátu přidá kyselina sírová a substrát se vaří před ředěním a přidáním přísad nebo se melasový substrát ředí na koncentraci 12 až 18 % hmotnostních cukru, přidá se kyselina sírová, popřípadě fosforečná, mravenčí, formaldehyd, síran zinečnatý, přičemž pH melasového substrátu se sníží na 6,0 až 7,2.
2. 2. Způsob přípravy melasového substrátu podle bodu 1^vyznačený tím, že se melasový roztok po skončení alkalického čeření dále čeří za varu při nižším pH, které se snižuje kontinuelně nebo po skocích.
3. 3. Způsob přípravy melasového substrátu podle bodu 1 a/nebo 2^ vyznačený tím, že po skončení alkalického čeření se roztok doplní na konečný objem a teprve potom se pH upraví na hodnotu 6,0 až 7,2.