RU2010540C1 - Method for production of pectin - Google Patents
Method for production of pectin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2010540C1 RU2010540C1 SU925045546A SU5045546A RU2010540C1 RU 2010540 C1 RU2010540 C1 RU 2010540C1 SU 925045546 A SU925045546 A SU 925045546A SU 5045546 A SU5045546 A SU 5045546A RU 2010540 C1 RU2010540 C1 RU 2010540C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pectin
- mixture
- whey
- hydrochloric
- acid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству пектина из растительного сырья, используемого в производстве кондитерских изделий и медицине. The invention relates to the food industry, namely to the production of pectin from plant materials used in the manufacture of confectionery and medicine.
Известен способ получения пектина, предусматривающий набухание яблочных выжимок в растворе уксусной кислоты с рН 4,0 - 4,5, гидролиз соляной кислотой, отделение гидролизата, охлаждение [1] . A known method of producing pectin, providing for the swelling of apple pomace in a solution of acetic acid with a pH of 4.0 - 4.5, hydrolysis with hydrochloric acid, separation of the hydrolyzate, cooling [1].
Существенным недостатком данного способа является то, что для гидролиза используется сильная кислота - соляная, которая не позволяет создать щадящие условия для карбоксильных групп пектина, что отрицательно сказывается на его студнеобразующей способности. Кроме того, производство пектина из яблочных выжимок является убыточным из-за невысокого содержания пектиновых веществ в сырье (5 -15% ) и несовершенства технологического процесса. Полученный по этому способу пектин имеет низкий выход и невысокие качественные показатели, что обуславливает необходимость его купажирования с цитрусовым пектином для получения кондитерских изделий, соответствующих требованиям стандарта. A significant drawback of this method is that a strong acid is used for hydrolysis - hydrochloric, which does not allow creating favorable conditions for the carboxyl groups of pectin, which negatively affects its gel-forming ability. In addition, the production of pectin from apple pomace is unprofitable due to the low content of pectin substances in raw materials (5 -15%) and the imperfection of the technological process. The pectin obtained by this method has a low yield and low quality indicators, which necessitates blending it with citrus pectin to obtain confectionery products that meet the requirements of the standard.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пектина, включающий приготовление купажной смеси из свекловичного жома и яблочных выжимок, набухание смеси в водном растворе уксусной кислоты, промывку водой, гидролиз смесью, содержащей водные растворы соляной и уксусной кислот, отделение гидролизата, его охлаждение и нейтрализацию, осаждение этиловым спиртом 96% -ной концентрации, его очистку и сушку [2] . The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method for producing pectin, comprising preparing a blend of beet pulp and apple pomace, swelling the mixture in an aqueous solution of acetic acid, washing with water, hydrolysis with a mixture containing aqueous solutions of hydrochloric and acetic acids, separation of the hydrolyzate , its cooling and neutralization, precipitation with ethanol of 96% concentration, its purification and drying [2].
Недостатком этого способа является то, что в гидролизующей смеси кислот используют лимонную кислоту, которая является дефицитной и дорогостоящей. Для производства 1 т пектина по данному способу необходимо 74 кг лимонной кислоты, стоимость которой от себестоимости пектина составляет 22,3% . Кроме того, использование тройной смеси кислот: соляной, уксусной и лимонной для гидролиза не позволяет увеличить долю свекловичного жома в купажной смеси более 30% , без ухудшения качества получаемого пектина. Несмотря на то, что введение 10 - 30% свекловичного жома в купажную смесь увеличивает выход пектина, однако себестоимость пектина остается сравнительно высокой. The disadvantage of this method is that in the hydrolysing mixture of acids, citric acid is used, which is scarce and expensive. For the production of 1 ton of pectin by this method, 74 kg of citric acid are required, the cost of which from the cost of pectin is 22.3%. In addition, the use of a triple mixture of acids: hydrochloric, acetic and citric for hydrolysis does not allow to increase the proportion of beet pulp in the blend mixture by more than 30%, without compromising the quality of the obtained pectin. Despite the fact that the introduction of 10-30% of beet pulp into the blend increases the yield of pectin, however, the cost of pectin remains relatively high.
Таким образом, известный способ не позволяет рационально использовать материальные ресурсы на получение пектина и улучшить его качество по цвету, чистоте и студнеобразующей способности. Поэтому на решение данной задачи и направлено данное изобретение. Thus, the known method does not allow the rational use of material resources for the production of pectin and improve its quality in color, purity and student-forming ability. Therefore, this invention is aimed at solving this problem.
В предлагаемом способе получения пектина, включающем приготовление купажной смеси из свекловичного жома и яблочных выжимок, набухание смеси в водном растворе уксусной кислоты, промывку водой, гидролиз смесью, содержащей водные растворы соляной и уксусной кислот, отделение гидролизата, его охлаждение и нейтрализацию, осаждение этиловым спиртом 96% -ной концентрации, его очистку и сушку, отличием является то, что массовое соотношение свекловичного жома и яблочных выжимок составляет 1: (1-9), в купажную смесь вносится фосфат целлюлозы в количестве 2 - 4% от массы, а в гидролизующую смесь водных растворов соляной и уксусной кислот дополнительно вводят предварительно нагретую и выдержанную при 90 - 95оС в течение 15 - 25 мин молочную сыворотку с кислотностью 290 - 300оТ, при этом массовое соотношение соляной, уксусной и молочной кислот, содержащейся в молочной сыворотке, составляет 1: (0,220-0,660) : (0,374-0,943).In the proposed method for the production of pectin, including the preparation of a blend of beet pulp and apple pomace, swelling the mixture in an aqueous solution of acetic acid, washing with water, hydrolysis with a mixture containing aqueous solutions of hydrochloric and acetic acids, separating the hydrolyzate, cooling and neutralizing it, precipitating with ethyl alcohol 96% concentration, cleaning and drying, the difference is that the mass ratio of beet pulp and apple pomace is 1: (1-9), cellulose phosphate is added to the blend mixture in a quantity TBE 2 - 4% by weight, and hydrolyzing the mixture of aqueous solutions of hydrochloric and acetic acid is additionally introduced preheated and maintained at 90 - 95 ° C for 15 - 25 min whey acidity of 290 - 300 o T, wherein the weight ratio of hydrochloric, acetic and lactic acids contained in whey is 1: (0.220-0.660): (0.374-0.943).
Для обоснования оптимального состава купажной смеси, состоящей из яблочных выжимок и свекловичного жома экспериментально были получены пектины при различных соотношениях пектиносодержащего сырья и изучена студнеобразующая способность. To justify the optimal composition of the blend mixture consisting of apple squeezes and beet pulp, pectins were experimentally obtained at various ratios of pectin-containing raw materials and the gel-forming ability was studied.
Установлено, что увеличение желирующей способности пектина наблюдается при соотношении свекловичного жома и яблочных выжимок от 1 : 1 до 1 : 9. It was found that an increase in the gelling ability of pectin is observed when the ratio of beet pulp and apple pomace from 1: 1 to 1: 9.
В случае, если на 1 ч свекловичного жома приходится меньше 1 ч яблочных выжимок, то в купажной смеси увеличивается доля свекловичного жома - источника низкометоксилированного пектина, что резко снижает качество получаемого пектина по студнеобразующей способности и чистоте. If for 1 hour of beet pulp there is less than 1 hour of apple squeezing, then the proportion of beet pulp, a source of low methoxylated pectin, increases sharply in the blend mixture, which sharply reduces the quality of the obtained pectin by its gelatin forming ability and purity.
В случае, если на 1 ч свекловичного жома приходится больше 9 ч яблочных выжимок, то из такой купажной смеси был получен пектин со студнеобразующей способностью, близкой к яблочному пектину, при этом выход пектина увеличивался незначительно, что мало отражалось на снижении его себестоимости. If for 1 hour of beet pulp there is more than 9 hours of apple squeezing, then pectin with a gelatin-forming ability close to apple pectin was obtained from such a blend, while the yield of pectin increased slightly, which had little effect on reducing its cost.
Известно, что пектиновые вещества свекловичного жома и яблочных выжимок, расположенные в клеточной стенке, прочно связаны (через арабинаны и галактаны) с целлюлозой и протеинами. При использовании смеси кислот для получения пектина происходит избирательный гидролиз, т. е. разрываются связи между пектиновыми веществами, с одной стороны - целлюлозой и протеином, а с другой, они, в то же время, мало деградируют сами пектиновые микромолекулы. Механизм защиты пектиновой молекулы происходит следующим образом. Основой всех пектиновых веществ является полигалактуроновая кислота, состоящая из остатков D-галактуроновой кислоты и соединенная α -1-4 гликозидными связями. Причем полигалактуроновая кислота находится не в свободном состоянии, а часть ее карбоксильных групп этерифицирована метиловым спиртом. При этом в построении основной цепи пектиновых веществ вместе с D-галактуроновой кислотой участвуют L-арабиноза, D-галактоза, L-рамноза. И, как следствие, свойства пектиновых веществ во многом определяются галактуроновой кислотой. Галактуроновая кислота является слабокислой, ее степень диссоциации - 5 - 6% . It is known that the pectin substances of beet pulp and apple pomace located in the cell wall are firmly bound (via arabinans and galactans) to cellulose and proteins. When using a mixture of acids to produce pectin, selective hydrolysis occurs, i.e., bonds between pectin substances are broken, on the one hand cellulose and protein, and on the other hand, they, at the same time, slightly degrade the pectin micromolecules themselves. The protection mechanism of the pectin molecule is as follows. The basis of all pectin substances is polygalacturonic acid, consisting of residues of D-galacturonic acid and connected by α -1-4 glycosidic bonds. Moreover, polygalacturonic acid is not in a free state, and part of its carboxyl groups is esterified with methyl alcohol. At the same time, L-arabinose, D-galactose, and L-rhamnose participate in the construction of the main chain of pectin substances together with D-galacturonic acid. And, as a result, the properties of pectin substances are largely determined by galacturonic acid. Galacturonic acid is slightly acidic; its degree of dissociation is 5–6%.
Пектиновые вещества являются лабильными высокомолекулярными соединениями, при получении которых в состоянии, близком к нативному и максимальном сохранении их молекулярной цепи, требуются специфические условия гидролиза пектиносодержания сырья. Такие специфические условия гидролиза создаются смесью кислот, состоящей из соляной, уксусной и молочной. Введение в гидролизующий агент карбоновых кислот с малой степенью диссоциации способствует образованию в среде большого количества недиссоциированных карбоксилов, подавляющих диссоциацию пектиновых веществ. Pectin substances are labile macromolecular compounds, upon receipt of which in a state close to the native and maximum conservation of their molecular chain, specific conditions for the hydrolysis of the pectin content of the raw material are required. Such specific hydrolysis conditions are created by a mixture of acids consisting of hydrochloric, acetic and lactic. The introduction of carboxylic acids with a low degree of dissociation into the hydrolyzing agent promotes the formation of a large number of undissociated carboxyls in the medium, which suppress the dissociation of pectin substances.
Применение молочной кислоты, содержащейся в молочной сыворотке, позволяет проводить более избирательный гидролиз и создавать щадящие условия к метоксильным и карбоксильным группам молекул пектина. Это обусловлено тем, что молочная кислота является слабокислой, степень диссоциации - 3,7% , что в более, чем в два раза, меньше степени диссоциации лимонной кислоты (8,6% ). Уксусная кислота является также слабокислой, степень диссоциации - 1,34% . Поэтому смесь карбоновых кислот - уксусной и молочной, по сравнению с уксусной и лимонной, дадут к гидролизующую среду большее количество недиссоциированных карбоксилов, а при их увеличении возрастает эффективность экранирования отрицательных зарядов молекулы пектина. Использование молочной кислоты в смеси кислот для гидролиза позволяет не только улучшить качество получаемого пектина по студнеобразующей способности, чистоте и цвету, но и увеличить долю свекловичного жома в купажной смеси. Кроме того, молочная кислота является менее дефицитной, чем лимонная. Соотношение соляной, уксусной и молочной кислот в гидролизной смеси должно быть 1 : (0,220 - 0,660) : (0,374 - 0,943). The use of lactic acid contained in whey allows more selective hydrolysis and creates sparing conditions for the methoxyl and carboxyl groups of pectin molecules. This is due to the fact that lactic acid is slightly acidic, the degree of dissociation is 3.7%, which is more than two times less than the degree of dissociation of citric acid (8.6%). Acetic acid is also slightly acidic, the degree of dissociation is 1.34%. Therefore, a mixture of carboxylic acids - acetic and lactic, in comparison with acetic and citric, will give a larger amount of undissociated carboxyls to the hydrolyzing medium, and with their increase, the efficiency of screening of the negative charges of the pectin molecule increases. The use of lactic acid in a mixture of acids for hydrolysis allows not only to improve the quality of the obtained pectin by the gel-forming ability, purity and color, but also to increase the proportion of beet pulp in the blend mixture. In addition, lactic acid is less deficient than citric acid. The ratio of hydrochloric, acetic and lactic acids in the hydrolysis mixture should be 1: (0.220 - 0.660): (0.374 - 0.943).
При наличии в тройной смеси кислот на 1 ч соляной кислоты, меньше 0,220 ч уксусной кислоты и больше 0,943 ч молочной кислоты, происходит снижение качества получаемого пектина по студнеобразующей способности и чистоте. If the ternary mixture contains acids for 1 h of hydrochloric acid, less than 0.220 h of acetic acid and more than 0.943 h of lactic acid, the quality of the obtained pectin decreases due to its gel-forming ability and purity.
При наличии в тройной смеси кислот на 1 ч соляной кислоты, больше 0,660 ч уксусной кислоты и меньше 0,374 ч молочной кислоты, также происходит снижение качества пектина по студнеобразующей способности, при этом уменьшается выход пектина, что сказывается на его себестоимости. If the ternary mixture contains acids for 1 h of hydrochloric acid, more than 0.660 h of acetic acid and less than 0.374 h of lactic acid, the quality of pectin in terms of gelding ability also decreases, while the yield of pectin decreases, which affects its cost.
Применение молочной сыворотки в качестве источника молочной кислоты для приготовления гидролизующей смеси позволяет рационально использовать материальные ресурсы за счет утилизации вторичных продуктов молочной промышленности. Молочная сыворотка является одним из самых дешевых и доступных видов кислотосодержащего сырья. Высококислотную молочную сыворотку получают путем сбраживания лактозы молочнокислыми бактериями (L. bulgaricus и L. acidophilus) при температуре 45 . . . 50оС. Высокая температура брожения сыворотки затрудняет развитие посторонней микрофлоры и за короткое время (1 - 2 суток) эти микроорганизмы переводят до 90% лактозы в молочную кислоту. Содержащаяся в сыворотке молочная кислота не имеет цвета, более активна по кислотным свойствам и не содержит ангидридов. Это обеспечивает не только снижение материальных затрат на получение пектина, но и улучшает качество его по цвету, чистоте и студнеобразующей способности. Однако при использовании молочной сыворотки для приготовления гидролизующей смеси в нее вносится не только молочная кислота, но и до 0,8 - 1,0% белка, до 0,4 - 0,8% минеральных веществ на 100 г продукта. Белки сыворотки, являясь несахарами, вступают в реакцию с глюкозой и фруктозой с образованием темноокрашенных соединений, которые снижают качество получаемого пектина. Кроме того, белковые вещества образуют нерастворимые комплексы с минеральными солями, особенно кальциевыми, которые отлагаются на поверхности греющих аппаратов, снижая интенсивность теплопередачи и ухудшая санитарное состояние оборудования. Также белки сыворотки образуют комплексы с пектинами, затрудняя процесс их осаждения и сушки. Поэтому молочную сыворотку очищают от минеральных веществ и азотистых соединений и, прежде всего, от сывороточных белков.The use of whey as a source of lactic acid for the preparation of a hydrolyzing mixture allows the rational use of material resources through the disposal of secondary products of the dairy industry. Whey is one of the cheapest and most affordable types of acid-containing raw materials. High-acid whey is obtained by fermenting lactose with lactic acid bacteria (L. bulgaricus and L. acidophilus) at a temperature of 45. . . 50 C. High temperature of fermentation serum hinders the development of foreign microflora and for a short time (1 - 2 days) these microorganisms transferred to 90% of the lactose into lactic acid. The lactic acid contained in serum has no color, is more active in acidic properties and does not contain anhydrides. This provides not only a reduction in material costs for obtaining pectin, but also improves its quality in color, purity and student-forming ability. However, when using whey to prepare a hydrolyzing mixture, not only lactic acid is added to it, but also up to 0.8 - 1.0% protein, up to 0.4 - 0.8% minerals per 100 g of product. Serum proteins, being non-sugars, react with glucose and fructose to form dark-colored compounds, which reduce the quality of the resulting pectin. In addition, protein substances form insoluble complexes with mineral salts, especially calcium, which are deposited on the surface of heating apparatus, reducing the heat transfer rate and worsening the sanitary condition of the equipment. Serum proteins also form complexes with pectins, making it difficult for them to precipitate and dry. Therefore, whey is purified from minerals and nitrogenous compounds, and, above all, from whey proteins.
Белки сыворотки сильно гидратированы и находятся в нативном состоянии. Они делятся на термолабильные фракции белков ( β-лактоглобулин, α -лактоальбумин, альбумин сыворотки крови, иммуноглобулин) и термоустойчивые (протеозо-пептоны). Термообработка молочной сыворотки позволяет очистить ее от термолабильной фракции сывороточных белков. Термоустойчивая фракция сывороточных белков, небелковые азотистые соединения (пептиды, аминокислоты, мочевина, пуриновые основания и другие), а также минеральные вещества удаляются с помощью фосфата целлюлозы (катионита в Н-форме): Цел OOH
Фосфат целлюлозы получают фосфорилированием целлюлозы производными кислот пятивалентного фосфор. Фосфат целлюлозы содержит порядка 5% фосфата, а его обменная емкость составляет около 2,6 - 3,2 моль/г.Serum proteins are highly hydrated and in their native state. They are divided into thermolabile fractions of proteins (β-lactoglobulin, α-lactoalbumin, serum albumin, immunoglobulin) and heat-resistant (proteose-peptones). Heat treatment of whey allows you to clean it from the heat-sensitive fraction of whey proteins. The heat-resistant fraction of whey proteins, non-protein nitrogen compounds (peptides, amino acids, urea, purine bases and others), as well as minerals are removed using cellulose phosphate (cation exchange resin in the H-form): O OH
Cellulose phosphate is obtained by phosphorylation of cellulose with pentavalent phosphorus acid derivatives. Cellulose phosphate contains about 5% phosphate, and its exchange capacity is about 2.6 - 3.2 mol / g.
Фосфат целлюлозы представляет собой волокнистый целлюлозный сорбент, имеющий развитую удельную поверхность в виде множества каналов и пор, которые сохраняются и после химической модификации. По химической природе фосфат целлюлозы - полифункциональный катионит, содержащий сильно- и слабокислотные группы. Как полимерная кислота фосфат целлюлозы ионообменно связывает одновременно белки и минеральные вещества как молочной сыворотки, так и пектиносодержащего сырья в процессе получения пектинового гидролизата. При сорбции белков и минеральных веществ в реакции участвуют преимущественно сильнокислотные группы фосфата целлюлозы, которые способствуют получению пектина с большим содержанием свободных карбоксильных групп. Выделяющаяся в результате обмена фосфорная кислота подавляет диссоциацию второй - слабокислотной группы фосфата целлюлозы, которая совместно с молочной и уксусной кислотами экранирует метоксильные группы пектина, что обеспечивает большее количество этерифицированных групп в пектине и, как следствие, высокую студнеобразующую способность. Cellulose phosphate is a fibrous cellulosic sorbent having a developed specific surface in the form of many channels and pores, which are preserved after chemical modification. By its chemical nature, cellulose phosphate is a multifunctional cation exchange resin containing strong and weakly acidic groups. As polymeric acid, cellulose phosphate ion-exchange binds simultaneously proteins and minerals of both whey and pectin-containing raw materials in the process of producing pectin hydrolyzate. During sorption of proteins and minerals, mainly strongly acidic groups of cellulose phosphate are involved in the reaction, which contribute to the production of pectin with a high content of free carboxyl groups. Phosphoric acid released as a result of the exchange suppresses the dissociation of the second, weakly acidic group of cellulose phosphate, which, together with lactic and acetic acids, screens the pectin methoxyl groups, which provides a greater number of esterified groups in pectin and, as a result, a high gel-forming ability.
Фосфат целлюлозы добавляют в купажную смесь, что позволяет проводить сорбцию ионов белка и металлов на всех стадиях получения пектина. При этом на стадии гидролиза - экстрагирования при 75 - 77оС максимально проявляются сорбционные свойства фосфата целлюлозы, так как повышение температуры способствует увеличению сорбционных свойств фосфата целлюлозы. Это обеспечивает очистку пектинового гидролиза от белков и минеральных веществ, содержащихся в молочной сыворотке, яблочных выжимках и свекловичном жоме.Cellulose phosphate is added to the blend mixture, which allows sorption of protein and metal ions at all stages of pectin production. Wherein the step of hydrolysis - the extraction at 75 - 77 ° C maximum sorption properties appear cellulose phosphate, as the temperature rise increases the sorption properties of the cellulose phosphate. This ensures the purification of pectin hydrolysis from proteins and minerals contained in whey, apple pomace and beet pulp.
Количество фосфата целлюлозы, вводимой в купажную смесь, определяется экспериментально по качеству получаемого пектина. Качество пектина оценивали по его студнеобразующей способности и содержанию ионов Са2+, Fe2+ и Mg2+. Данные опытов представлены в табл. 1.The amount of cellulose phosphate introduced into the blend is determined experimentally by the quality of the obtained pectin. The quality of pectin was evaluated by its gelatinous ability and the content of Ca 2+ , Fe 2+ and Mg 2+ ions . The experimental data are presented in table. 1.
Как следует из табл. 1, введение фосфата целлюлозы в количестве 2 - 4% от массы купажной смеси позволяет повысить студнеобразующую способность пектина до 82 - 85 кПа. При этом следует отметить, что получаемый пектин содержит на 78 - 80% меньше ионов Са2+, на 30 - 35% - меньше ионов Mg2+ и на 25 - 30% - ионов Fe2+. Добавление фосфата целлюлозы в количестве, меньшем 2% от массы купажной смеси, не обеспечивает улучшения качества пектина по цвету, чистоте и студнеобразующей способности. Введение фосфата целлюлозы в количестве 4% от массы купажной смеси также нецелесообразно, так как качество получаемого пектина и содержание в нем ионов металлов остается на уровне достигнутого с добавкой 4% . Следовательно, оптимальная дозировка фосфата целлюлозы в купажную смесь при использовании молочной сыворотки должна быть 2 - 4% от ее массы.As follows from the table. 1, the introduction of cellulose phosphate in an amount of 2 - 4% by weight of the blend mixture allows to increase the gel-forming ability of pectin to 82 - 85 kPa. It should be noted that the resulting pectin contains 78 - 80% less Ca 2+ ions , 30 - 35% less Mg 2+ ions and 25 - 30% less Fe 2+ ions . The addition of cellulose phosphate in an amount less than 2% by weight of the blending mixture does not provide an improvement in the quality of pectin in terms of color, purity and gel-forming ability. The introduction of cellulose phosphate in an amount of 4% by weight of the blend mixture is also impractical, since the quality of the obtained pectin and the content of metal ions in it remains at the level achieved with the addition of 4%. Therefore, the optimal dosage of cellulose phosphate into the blend when using whey should be 2 - 4% of its mass.
Режимы термообработки и кислотность высококислотной молочной сыворотки устанавливаются экспериментально, изменяя ее кислотность и нагревая до различной температуры. Степень очистки молочной сыворотки от белков оценивали по количеству выделившегося белка, в % от его массы. Данные опытов представлены в табл. 2. Heat treatment modes and the acidity of high-acid whey are established experimentally, changing its acidity and heating to various temperatures. The degree of purification of whey from proteins was evaluated by the amount of protein released, in% of its weight. The experimental data are presented in table. 2.
Как видно из табл. 2, наибольшее количество выделившегося белка (42,7 - 48,5% от общей массы белка) наблюдается при нагревании молочной сыворотки с кислотностью 290 - 300оТ до температуры 90 - 95оС. Нагревать сыворотку до температуры ниже 90оС нецелесообразно, так как ухудшается степень ее очистки от сывороточных белков. Также нагревать молочную сыворотку выше 95оС нежелательно, так как происходит ее самопроизвольное вскипание и обильное выделение пены. При кислотности молочной сыворотки 290 - 300оТ достигается изоэлектрическая точка сывороточных белков, при которой происходит термокоагуляция термолабильной фракции белков. Как увеличение кислотности молочной сыворотки выше 300оТ, так и снижение кислотности ее меньше 290оТ, ухудшается степень очистки ее от сывороточных белков. В 100 г высококислотной молочной сыворотки с кислотностью 290 - 300оТ содержится 2,6 - 2,7 г молочной кислоты.As can be seen from the table. 2, the largest amount of protein released (42.7 - 48.5% of the total protein mass) is observed when heating whey with an acidity of 290 - 300 о Т to a temperature of 90 - 95 о С. It is impractical to heat whey to a temperature below 90 о С, since the degree of its purification from whey proteins is deteriorating. It is also undesirable to heat whey above 95 о С, as it spontaneously boils up and copious foam release. With a whey acidity of 290-300 о T, an isoelectric point of whey proteins is reached at which thermocoagulation of the thermolabile fraction of proteins occurs. As an increase in the acidity of whey above 300 about T, and a decrease in its acidity less than 290 about T, the degree of purification of it from whey proteins is deteriorating. In 100 g of high-acid whey with an acidity of 290 - 300 about T contains 2.6 - 2.7 g of lactic acid.
Процесс коагуляции сывороточных белков происходит во времени, которое можно разделить на две стадии: на первой происходит разрыв внутримолекулярных связей белка (медленный процесс), а на второй - нарушается структура и форма частиц белка (быстрый процесс). При этом степень очистки молочной сыворотки от сывороточных белков зависит не только от температуры нагревания, но и продолжительности теплового воздействия. Продолжительность термообработки определяли экспериментально, по количеству выделившегося белка из молочной сыворотки. Данные опытов представлены в табл. 3. The process of coagulation of whey proteins occurs over time, which can be divided into two stages: on the first, the intramolecular bonds of the protein are broken (slow process), and on the second, the structure and shape of the protein particles are violated (fast process). The degree of purification of whey from whey proteins depends not only on the heating temperature, but also on the duration of the heat exposure. The duration of the heat treatment was determined experimentally, by the amount of protein released from whey. The experimental data are presented in table. 3.
Как следует из табл. 3, продолжительность тепловой обработки молочной сыворотки при температуре 90 - 95оС должна быть не менее 15 мин, но не более 25 мин. При продолжительности тепловой обработки молочной сыворотки меньше 15 мин наблюдается недостаточная денатурация белка и степень очистки ее незначительна, на уровне (42,7 - 44,0% ) начального количества выделившегося белка. Увеличивать продолжительность тепловой обработки молочной сыворотки больше 25 мин также нецелесообразно, так как происходит потемнение молочной сыворотки, что отрицательно сказывается на качестве получаемого пектина по цвету, чистоте и студнеобразующей способности.As follows from the table. 3, the heat treatment duration whey at a temperature of 90 - 95 ° C should be at least 15 minutes, but no more than 25 minutes. When the duration of heat treatment of whey is less than 15 minutes, insufficient protein denaturation is observed and its degree of purification is insignificant, at the level (42.7 - 44.0%) of the initial amount of protein released. It is also inexpedient to increase the duration of heat treatment of whey for more than 25 minutes, as the whey darkens, which negatively affects the quality of the obtained pectin by color, purity and gel-forming ability.
Способ осуществляют следующим образом. Свекловичный жом и яблочные выжимки смешивают в массовом соотношении 1 : (1-9), добавляют в купажную смесь фосфат целлюлозы в количестве 2 - 4% от ее массы и заливают для набухания раствором уксусной кислоты с рН 4,0 - 4,5 при гидромодуле 1 : 10. Полученную смесь перемешивают и выдерживают при комнатной температуре для набухания в течение 1,0 - 1,5 ч, затем ее фильтруют, набухшее сырье дважды промывают водой и загружают в гидролизатор. The method is as follows. Beet pulp and apple squeezes are mixed in a mass ratio of 1: (1-9), cellulose phosphate is added to the blend mixture in an amount of 2 - 4% of its mass and poured for swelling with a solution of acetic acid with a pH of 4.0 - 4.5 with a water module 1: 10. The resulting mixture was stirred and kept at room temperature for swelling for 1.0 - 1.5 hours, then it was filtered, the swollen raw material was washed twice with water and loaded into a hydrolyzer.
Параллельно проводят термообработку молочной сыворотки для очистки ее от сывороточных белков. Молочную сыворотку с кислотностью 290 - 300оТ нагревают до 90 - 95оС и выдерживают в течение 15 - 25 мин для коагуляции белков. Скоагулированные белки отделяют от сыворотки и ее охлаждают. Для приготовления гидролизующей смеси кислот с рН 0,6 - 0,8 в емкость заливают очищенную молочную сыворотку, соляную кислоту, уксусную кислоту (соотношение соляной, уксусной и молочной кислот составляет от 1 : (0,220 - 0,660) : (0,374 - 0,943). Полученную гидролизующую смесь кислот заливают в гидролизатор. Гидролиз сырья проводят в течение 1,0 - 1,5 ч при 75 - 77оС и гидромодуле 1 : 10. После гидролиза отделяют гидролизат, охлаждают его и нейтрализуют карбонатом натрия до рН 2,2 - 2,4. Осаждают пектин этиловым спиртом 96% -ной концентрации. Объемное количество задаваемого спирта на объем гидролизата равна (2 - 3) : 1. Пектиновый коагулят с влажностью 70 - 75% загружают в промыватель, в котором очищают его водным раствором спирта 70% -ной концентрации при их соотношении 1 : 8. После первой очистки пектиновый коагулят снова загружают в промыватель, где повторно очищают его спиртом 90 - 95 об. % в соотношении 1 : 8. После второй промывки пектин отделяют на центрифуге и подают на сушку в вакуум-сушилку. Пектин сушат при температуре не выше 60оС. Высушенный пектин измельчают на молотковой дробилке до порошка с размером частиц не более 0,4 мм.In parallel, heat treatment of whey is carried out to purify it from whey proteins. Whey acidic with 290 - 300 of the T are heated to 90 - 95 ° C and held for 15 - 25 min for coagulation proteins. The coagulated proteins are separated from the serum and cooled. To prepare a hydrolysing mixture of acids with a pH of 0.6 - 0.8, purified milk whey, hydrochloric acid, and acetic acid are poured into the container (the ratio of hydrochloric, acetic, and lactic acids ranges from 1: (0.220 - 0.660): (0.374 - 0.943). hydrolyzing the resulting mixture was poured into the acid hydrolysis hydrolyser feed is performed for 1.0 - 1.5 hours at 75 - 77 ° C and
П р и м е р 1. В емкость загружают 50 кг свекловичного жома и 50 кг яблочных выжимок (соотношение 1 : 1), добавляют 2 кг фосфата целлюлозы (2% от массы купажной смеси) и заливают 1000 кг раствора уксусной кислоты и рН 4,0 (гидромодуль 1 : 10). Полученную смесь перемешивают и выдерживают при комнатной температуре в течение 1,0 ч. Затем смесь фильтруют, набухшее сырье дважды промывают водой и загружают в гидролизатор. PRI me
Параллельно проводят термообработку молочной сыворотки для очистки ее от сывороточных белков. Молочную сыворотку с кислотностью 290оТ нагревают до 95оС и выдерживают в течение 15 мин для коагуляции белков. После термообработки молочную сыворотку фильтруют для отделения сывороточных белков и охлаждают. Для приготовления гидролизующей смеси кислот с рН 0,6 в емкость заливают очищенную молочную сыворотку, добавляют соляную кислоту и уксусную кислоту (соотношение соляной, уксусной и молочной кислот составляет 1 : 0,660 : 0,374). Полученную гидролизующую смесь кислот заливают в гидролизатор.In parallel, heat treatment of whey is carried out to purify it from whey proteins. Whey with an acidity of 290 about T is heated to 95 about C and incubated for 15 minutes to coagulate proteins. After heat treatment, whey is filtered to separate whey proteins and cooled. To prepare a hydrolyzing mixture of acids with a pH of 0.6, purified milk whey is poured into the container, hydrochloric acid and acetic acid are added (the ratio of hydrochloric, acetic and lactic acids is 1: 0.660: 0.374). The resulting hydrolysis mixture of acids is poured into the hydrolyzer.
Гидролиз пектиносодержащего сырья проводят в течение 1,5 ч при 75оС и гидромодуле 1 : 10. После гидролиза отделяют гидролизат, охлаждают его и нейтрализуют карбонатом натрия до рН 2,2. Осаждают пектин этиловым спиртом 96% -ной концентрации при соотношении объема спирта к объему гидролизата, равном 2 : 1. После двукратной очистки пектиновый коагулят сушат при 60оС до содержания влаги 8% , затем его измельчают. Выход пектина 83,5% от содержания протопектина в свекловичном жоме и яблочных выжимках, чистота 82,1% , студнеобразующая способность - 82 кПа.The hydrolysis of the pectin raw material was carried out for 1.5 hours at 75 ° C and liquor ratio of 1: 10. After hydrolysis, the hydrolyzate was separated, it was cooled and neutralized with sodium carbonate to pH 2.2. Pectin was precipitated with ethanol 96% concentration in a ratio to the volume of alcohol hydrolyzate volume ratio of 2: 1. After purification twice pectin coagulum was dried at 60 ° C until a moisture content of 8%, then it is crushed. The yield of pectin is 83.5% of the content of protopectin in beet pulp and apple pomace, the purity is 82.1%, the gel-forming ability is 82 kPa.
П р и м е р 2. В емкость загружают 30 кг свекловичного жома и 70 кг яблочных выжимок (соотношение 1 : 2,33), добавляют 3 кг фосфата целлюлозы (3% от массы купажной смеси) и заливают 1000 кг раствора уксусной кислоты с рН 4,2 (гидромодуль 1 : 10). Полученную смесь перемешивают и выдерживают при комнатной температуре в течение 1,25 ч. Затем смесь фильтруют, набухшее сырье дважды промывают водой и загружают в гидролизатор. PRI me
Параллельно проводят термообработку молочной сыворотки для очистки ее от сывороточных белков. Молочную сыворотку с кислотностью 295оТ нагревают до 93оС и выдерживают в течение 20 мин для коагуляции белков. После термообработки молочную сыворотку фильтруют для отделения сывороточных белков и охлаждают. Для приготовления гидролизующей смеси кислот с рН 0,7 в емкость заливают очищенную молочную сыворотку, добавляют соляную кислоту и уксусную кислоту (соотношение соляной, уксусной и молочной кислот составляет 1 : 0,441 : 0,658). Полученную гидролизующую смесь заливают в гидролизатор.In parallel, heat treatment of whey is carried out to purify it from whey proteins. Whey with an acidity of 295 about T is heated to 93 about C and incubated for 20 minutes to coagulate proteins. After heat treatment, whey is filtered to separate whey proteins and cooled. To prepare a hydrolyzing mixture of acids with a pH of 0.7, purified milk whey is poured into the container, hydrochloric acid and acetic acid are added (the ratio of hydrochloric, acetic and lactic acids is 1: 0.441: 0.658). The resulting hydrolysis mixture is poured into the hydrolyzer.
Гидролиз пектиносодержащего сырья проводят в течение 1,25 ч при 76оС и гидромодуле 1 : 10. После гидролиза отделяют гидролизат, охлаждают его и нейтрализуют карбонатом натрия до рН 2,3. Пектин осаждают этиловым спиртом 96% -ной концентрации при соотношении объема спирта к объему гидролизата, равном 2,5 : 1. Затем проводят двукратную очистку пектинового коагулята. Пектин сушат при 60оС до содержания влаги 8% и измельчают. Выход пектина 84% , чистота 82,5% , студнеобразующая способность 85 кПа.The hydrolysis of the pectin raw material is carried out for 1.25 hours at 76 ° C and liquor ratio of 1: 10. After hydrolysis, the hydrolyzate was separated, it was cooled and neutralized with sodium carbonate to pH 2.3. Pectin is precipitated with ethanol of 96% concentration with a ratio of the volume of alcohol to the volume of the hydrolyzate equal to 2.5: 1. Then, the pectin coagulate is twice purified. The pectin was dried at 60 ° C to a moisture content of 8% and milled. The yield of pectin is 84%, purity 82.5%, gel-forming
П р и м е р 3. В емкость загружают 10 кг свекловичного жома и 90 кг яблочных выжимок (соотношение 1 : 9), добавляют 4 кг фосфата целлюлозы (4% от массы купажной смеси) и заливают 1000 кг раствора уксусной кислоты с рН 4,5 (гидромодуль 1 : 10). Полученную смесь перемешивают и выдерживают при комнатной температуре в течение 1,5 ч. Затем смесь фильтруют, набухшее пектиносодержащее сырье дважды промывают водой и загружают в гидролизатор. PRI me R 3. In a
Параллельно проводят термообработку молочной сыворотки для очистки ее от сывороточных белков. Молочную сыворотку с кислотностью 300оТ нагревают до 90оС и выдерживают в течение 25 мин для коагуляции белков. После термообработки молочную сыворотку фильтруют для отделения сывороточных белков и охлаждают. Для приготовления гидролизующей смеси кислот с рН 0,8 в емкость заливают очищенную молочную сыворотку, добавляют соляную кислоту и уксусную кислоту (соотношение соляной, уксусной и молочной кислот составляет 1 : 0,220 : 0,943). Полученную гидролизующую смесь заливают в гидролизатор.In parallel, heat treatment of whey is carried out to purify it from whey proteins. Milk whey with an acidity of 300 about T is heated to 90 about C and kept for 25 minutes to coagulate proteins. After heat treatment, whey is filtered to separate whey proteins and cooled. To prepare a hydrolysis mixture of acids with a pH of 0.8, purified milk whey is poured into the container, hydrochloric acid and acetic acid are added (the ratio of hydrochloric, acetic and lactic acids is 1: 0.220: 0.943). The resulting hydrolysis mixture is poured into the hydrolyzer.
Гидролиз пектиносодержащего сырья проводят в течение 1,0 ч при 77оС и гидромодуле 1 : 10. После гидролиза отделяют гидролизат, охлаждают его и нейтрализуют карбонатом натрия до рН 2,4. Пектин осаждают этиловым спиртом 96% -ной концентрации при соотношении объема спирта к объему гидролизата, равном 3 : 1. Затем проводят двукратную очистку пектинового коагулята. Пектин сушат при 60оС до содержания влаги 8% и измельчают. Выход пектина 83,7% , чистота 83% , студнеобразующая способность 84 кПа.The hydrolysis of the pectin raw material was carried out for 1.0 hours at 77 ° C and liquor ratio of 1: 10. After hydrolysis, the hydrolyzate was separated, it was cooled and neutralized with sodium carbonate to pH 2.4. Pectin is precipitated with ethanol of 96% concentration with a ratio of the volume of alcohol to the volume of the hydrolyzate equal to 3: 1. Then, the pectin coagulate is twice purified. The pectin was dried at 60 ° C to a moisture content of 8% and milled. The yield of pectin is 83.7%, the purity is 83%, the gel-forming ability is 84 kPa.
В табл. 4 приведены сравнительные характеристики качества пектина, полученного по предлагаемому и известному способам. Из данных табл. 4 видно, что отличительной особенностью пектина, получаемого по предлагаемому способу, является повышенное содержание свободных карбоксильных групп и этерифицированных групп при высокой студнеобразующей способности. Кроме того, полученный пектин является деметаллизированным по содержанию ионов металлов: кальция, железа, магния. Это позволяет рекомендовать полученный пектин в качестве эффективного энтеросорбента для производства лечебно-профилактического питания. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1399303, кл. C 08 B 37/06, 1986. In the table. 4 shows comparative quality characteristics of pectin obtained by the proposed and known methods. From the data table. 4 shows that a distinctive feature of the pectin obtained by the proposed method is the increased content of free carboxyl groups and esterified groups with high gel-forming ability. In addition, the obtained pectin is demetallized by the content of metal ions: calcium, iron, magnesium. This allows us to recommend the obtained pectin as an effective enterosorbent for the production of therapeutic and prophylactic nutrition. (56) 1. USSR author's certificate N 1399303, cl. C 08 B 37/06, 1986.
2. Авторское свидетельство СССР N 1675303, кл. C 08 B 37/06, 1991. 2. USSR author's certificate N 1675303, cl. C 08 B 37/06, 1991.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925045546A RU2010540C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Method for production of pectin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925045546A RU2010540C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Method for production of pectin |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010540C1 true RU2010540C1 (en) | 1994-04-15 |
Family
ID=21605908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU925045546A RU2010540C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Method for production of pectin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2010540C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106832046A (en) * | 2017-01-20 | 2017-06-13 | 杭州垚信生物科技有限公司 | A kind of compound pectin and preparation method thereof |
-
1992
- 1992-03-24 RU SU925045546A patent/RU2010540C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106832046A (en) * | 2017-01-20 | 2017-06-13 | 杭州垚信生物科技有限公司 | A kind of compound pectin and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5877287A (en) | Method for producing gelatin | |
JPH10513437A (en) | How to process cheese processing waste | |
US2566477A (en) | Process for the treatment of lacteal sera | |
PL244350B1 (en) | Method for producing hyaluronidase and a product obtained using this method | |
JP3371124B2 (en) | Acetyl fucoidan from cultured Okinawa mozuku and its production | |
WO2006101301A1 (en) | Calcium binding amino acid | |
RU2010540C1 (en) | Method for production of pectin | |
EP0435657A2 (en) | Method for preparing galacto-oligosaccharides | |
JPH0443624B2 (en) | ||
CN102746413B (en) | Method for preparing bee pollen polysaccharide through combining enzymolytic wall-breaking with hot-water ultrasonic extracting | |
RU2115335C1 (en) | Method for production of pectin | |
JPH1135591A (en) | Production of l-fucose from fucoidan separated from cladosiphon okamuranus tokida and its production | |
RU2461210C1 (en) | Method for production of protein concentrate of whey | |
JPH0931104A (en) | Production of low-molecular chitosan and chitooligosaccharide | |
RU2134992C1 (en) | Method of whey processing | |
RU2189751C2 (en) | Method of preparing colloid solution of chitosan | |
RU2295251C1 (en) | Method for isolation of protein substances from dairy raw materials | |
JPH11279203A (en) | Water soluble soybean polysaccharide, and its production and use thereof | |
RU2189759C2 (en) | Method of preparing protein concentrate from milk raw material | |
US20040182785A1 (en) | Animal plasma process by precipitation | |
US2494148A (en) | Method of purifying lactalbumin | |
RU2070808C1 (en) | Brown algae processing method | |
RU1796633C (en) | Process for preparing pectin | |
JPH0269492A (en) | Production of sialic acid | |
RU2080081C1 (en) | Method of preparing the dry pectin extract from plant raw and a method of preparing pectin from plant raw |