RU2209835C2

RU2209835C2 - Method for preparing fructose-glucose syrup from inulin-containing raw

Info

Publication number: RU2209835C2
Application number: RU2001112722A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Артемьев; В.В. Манешин; Ю.П. Васильева
Original assignee: Артемьев Владимир Дмитриевич; Манешин Вячеслав Васильевич; Васильева Юлия Павловна
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: invention relates to methods for preparing fructose-glucose syrup from root crops enriched with polysaccharide inulin. Method involves preparing juice from Jerusalem artichoke root crops. Juice is purified and inulin is hydrolyzed with food acid. Then hydrolyzate is cleared and concentrated to prepare syrup. Juice is isolated from root crops by their grinding up to particles size 0.3-1.0 mm followed by ground mass pressing. Purification of juice is carried out at heating to temperature 80-85 C and keeping for 1-3 min and then juice is filtered to remove protein and colloidal-dispersed impurities. Purification of filtered juice from inorganic impurities and inulin with molecular chain length less 400 Da is carried out by nanofiltration. Hydrolyzate is cleared with mixture of activated carbon and perlite. EFFECT: simplified technology for preparing fructose-glucose syrup, enhanced economy of process. 1 ex

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения фруктозо-глюкозного сиропа из корней и клубнеплодов, обогащенных полисахаридом-инулином. The invention relates to the food industry, and in particular to methods for producing fructose-glucose syrup from roots and tubers enriched in polysaccharide-inulin.

Известен способ получения фруктозо-содержащего продукта из измельченных корней инулинсодержащих растений путем 4-кратной экстракции водой, нагретой до 80-85^oC с добавлением мела до рН среды 6,5-7,0, фильтрования, упаривания фильтрата, осаждения инулина этиловым спиртом с последующим гидролизом, нейтрализацией гидролизата и выделением фруктозы этиловым спиртом (SU 312870 кл. С 13 К 9/00). Однако, по этому способу процесс удорожается за счет использования для экстракции инулина горячей воды и мела, расходуются теплоэнергоресурсы на разогрев реакционной массы и выдержку при 80-85^oС, а также на упаривание 4-кратного количества воды к сырью, используемому для экстракции углеводородного комплекса в последующих стадиях процесса.A known method of obtaining a fructose-containing product from the crushed roots of inulin-containing plants by 4-fold extraction with water heated to 80-85 ^o C with the addition of chalk to a pH of 6.5-7.0, filtering, evaporating the filtrate, precipitating inulin with ethanol with subsequent hydrolysis, neutralization of the hydrolyzate and the release of fructose with ethyl alcohol (SU 312870 class C. 13 To 9/00). However, according to this method, the process becomes more expensive due to the use of hot water and chalk for extraction of inulin, heat and energy resources are consumed for heating the reaction mass and holding at 80-85 ^o С, as well as for evaporating 4 times the amount of water to the raw materials used for the extraction of the hydrocarbon complex in subsequent stages of the process.

Известен способ получения фруктозо-глюкозного сиропа, предусматривающий выделение сока из клубней топинамбура, его очистку, гидролиз инулина пищевой кислотой, осветление гидролизата и концентрирование его до сиропа, где гидролиз углеводного комплекса до фруктозы осуществляют в две стадии: при рН 5,0-5,2 ортофосфорной кислотой и при рН 4,0-4,2 в электродиализаторе с биполярными мембранами до образования фруктозы и глюкозы (SU 1392105). A known method for producing fructose-glucose syrup, comprising the allocation of juice from Jerusalem artichoke tubers, its purification, hydrolysis of inulin with food acid, clarification of the hydrolyzate and its concentration to syrup, where the hydrolysis of the carbohydrate complex to fructose is carried out in two stages: at pH 5.0-5, 2 with phosphoric acid and at a pH of 4.0-4.2 in an electrodialyzer with bipolar membranes to form fructose and glucose (SU 1392105).

Недостатком известного способа являются нерациональные материальные и энергетические затраты на стадии гидролиза углеводного комплекса с использованием горячей воды, а также на ее упаривание в последующих стадиях технологического процесса. The disadvantage of this method is the irrational material and energy costs at the stage of hydrolysis of the carbohydrate complex using hot water, as well as its evaporation in the subsequent stages of the process.

Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии получения фруктозо-глюкозного сиропа и повышении экономичности процесса. The technical result of the invention is to simplify the technology for obtaining fructose-glucose syrup and increase the efficiency of the process.

Это достигается тем, что в способе получения фруктозо-глюкозного сиропа, включающем выделение сока из клубней топинамбура, его очистку, гидролиз инулина пищевой кислотой, осветление гидролизата и концентрирование его до сиропа, согласно изобретению сок выделяют путем истирания клубней топинамбура до частиц размером 0,3-1 мм и с последующим прессованием измельченной массы, а очистку выделенного сока проводят при нагревании до 80-85^oС и выдержке в течение 1-3 мин с последующей фильтрацией с целью удаления белковых и коллоидно-дисперсных примесей, после чего осуществляют очистку фильтрованного сока от неорганических примесей и инулидов с длиной молекулярной цепи менее 4000 Дальтон нанофильтрацией, при этом осветление гидролизата проводят смесью активированного угля и перлита.This is achieved by the fact that in the method for producing fructose-glucose syrup, comprising extracting juice from Jerusalem artichoke tubers, purifying it, hydrolyzing inulin with food acid, clarifying the hydrolyzate and concentrating it to syrup, according to the invention, the juice is isolated by abrading Jerusalem artichoke tubers to particles of size 0.3 -1 mm and then pressing the crushed mass, and the purification of the extracted juice is carried out by heating to 80-85 ^o C and holding for 1-3 minutes, followed by filtration in order to remove protein and colloidal dispersed this, after which the filtered juice is purified from inorganic impurities and inulides with a molecular chain length of less than 4000 Daltons by nanofiltration, while the hydrolyzate is clarified with a mixture of activated carbon and perlite.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Клубни топинамбура тщательно моют, инспектируют, очищают от кожуры, подвергают термообработке при 85-90^oС в течение 10-15 мин и измельчают до размера частиц 0,3-1 мм. Измельченную массу упаковывают в мешковину и на механическом прессе отжимают сок, который собирают в емкость с паровой рубашкой. Мезгу направляют на утилизацию. Сок нагревают до 80-85^oС, выдерживают 1-3 мин, а затем фильтруют через ткань или центрифугируют. Фильтрат очищают от неорганических примесей и инулидов с молекулярной массой менее 4000 Дальтон нанофильтрацией, пропуская его через полупроницаемые мембраны с порогом задерживания частиц меньше 4000 Дальтон.Jerusalem artichoke tubers are thoroughly washed, inspected, peeled, heat-treated at 85-90 ^o C for 10-15 minutes and crushed to a particle size of 0.3-1 mm The ground mass is packed in burlap and juice is squeezed out on a mechanical press, which is collected in a container with a steam jacket. The pulp is sent for recycling. The juice is heated to 80-85 ^o C, incubated for 1-3 minutes, and then filtered through a cloth or centrifuged. The filtrate is purified from inorganic impurities and inulides with a molecular weight of less than 4000 Daltons by nanofiltration, passing it through semipermeable membranes with a particle retention threshold of less than 4000 Daltons.

Очищенный инулинсодержащий раствор подвергают кислотному гидролизу пищевой кислотой, например лимонной, при следующих технологических параметрах: величина рН 4,0-4,2, 80-85^oС, продолжительность гидролиза 4,0-5,0 ч при перемешивании.The purified inulin-containing solution is subjected to acid hydrolysis with food acid, for example citric acid, with the following technological parameters: pH 4.0-4.2, 80-85 ^° C, hydrolysis duration 4.0-5.0 hours with stirring.

Полученный гидролизат осветляют при 55-60^oС активированным углем марки 04-Б в смеси с перлитом в течение 1 ч.The resulting hydrolyzate is clarified at 55-60 ^o With activated carbon brand 04-B in a mixture with perlite for 1 hour

Отработанный уголь и перлит отделяют фильтрованием, полученный раствор концентрируют под вакуумом до содержания сухих веществ 50-55%. Концентрированный раствор повторно осветляют активированным углем с перлитом, фильтруют и полученный сироп концентрируют под вакуумом до содержания сухих веществ не менее 70% и после охлаждения получают фруктозо-глюкозный сироп. Waste coal and perlite are separated by filtration, the resulting solution is concentrated in vacuo to a solids content of 50-55%. The concentrated solution is re-clarified with activated charcoal with perlite, filtered and the resulting syrup is concentrated in vacuo to a solids content of at least 70% and after cooling, fructose-glucose syrup is obtained.

Пример. Клубни топинамбура после тщательной мойки и инспекции в количестве 10 кг очищают от кожуры, прогревают клубни при 90^oC в течение 15 мин, а затем измельчают истиранием, отделяют прессованием через фильтроткань-мешковину, получают 6400 см³ сока с содержанием 23,7% сухих веществ, а мезгу в количестве 3,05 кг направляют на утилизацию. Белковые и коллоидно-дисперсные примеси коагулируют при 85^oС в течение 3 мин, образовавшийся осадок отделяют фильтрованием. Объем фильтрата составляет 5980 см³, содержание сухих веществ 22,7%, оптическая плотность 0,15 при длине кюветы 10 мм и длине волны света 440 нм, доброкачественность 76,5%. От неорганических примесей инулинсодержащий раствор очищают нанофильтрацией, пропуская через мембраны УАМ, получают концентрат в количестве 4580 см³ с содержанием сухих веществ 26,6%, доброкачественность 91,9%. К очищенному инулинсодержащему раствору добавляют 30% раствор пищевой, например лимонной, кислоты до рН 4,0-4,2 и нагревают до 82^oС, при которой выдерживают 4,5 ч Окончание процесса гидролиза инулинов и фруктозанов определяют по накоплению редуцирующих веществ в растворе. По окончании процесса гидролиза температуру раствора снижают до 55^oС и добавляют 10 г активированного угля марки ОУ-Б и 10 г перлита и перемешивают в течение часа, а затем фильтрованием отделяют твердую фазу от жидкой, получают фруктозо-глюкозный раствор в количестве 4610 см³ с содержанием сухих веществ 26,5%. Очищенный фруктозо-глюкозный раствор концентрируют под вакуумом до содержания сухих веществ 50% при 60^oС и остаточном давлении 180 мм рт.ст., получают 2250 см³ жидкого сиропа с содержанием сухих веществ 53,7%. Сироп обесцвечивают смесью активированного угля марки ОУ-Б и перлита в количестве 20 г, отфильтровывают, получают обесцвеченный сироп в количестве 2135 см³, который концентрируют под вакуумом при вышеуказанных режимах до содержания сухих веществ не менее 70%. Получают 1700 см³ фруктозо-глюкозного сиропа с содержанием сухих веществ 70,5%, величина рН 4,5.Example. Jerusalem artichoke tubers after thorough washing and inspection in an amount of 10 kg are peeled, the tubers are heated at 90 ^o C for 15 min, and then crushed by abrasion, separated by pressing through filter cloth-burlap, get 6400 cm ³ juice with a content of 23.7% dry substances, and the pulp in the amount of 3.05 kg is sent for disposal. Protein and colloid-dispersed impurities coagulate at 85 ^o C for 3 minutes, the precipitate formed is filtered off. The filtrate volume is 5980 cm ³ , the solids content is 22.7%, the optical density is 0.15 with a cell length of 10 mm and a light wavelength of 440 nm, the benignness is 76.5%. The inulin-containing solution is purified from inorganic impurities by nanofiltration, passing through UAM membranes, a concentrate is obtained in an amount of 4580 cm ³ with a solids content of 26.6%, and a high quality of 91.9%. To the purified inulin-containing solution is added a 30% solution of food, for example citric acid, to a pH of 4.0-4.2 and heated to 82 ^° C, at which it is kept for 4.5 hours. The end of the hydrolysis of inulin and fructosans is determined by the accumulation of reducing substances in the solution . At the end of the hydrolysis process, the temperature of the solution is reduced to 55 ^{° C.} and 10 g of activated carbon of the OU-B brand and 10 g of perlite are added and stirred for an hour, and then the solid phase is separated from the liquid phase by filtration to obtain a fructose-glucose solution in an amount of 4610 cm ³ with a solids content of 26.5%. The purified fructose-glucose solution is concentrated in vacuo to a solids content of 50% at 60 ^{° C.} and a residual pressure of 180 mm Hg to obtain 2250 cm ^{3 of} liquid syrup with a solids content of 53.7%. The syrup is decolorized with a mixture of activated charcoal of the OU-B brand and perlite in an amount of 20 g, filtered, and a decolorized syrup is obtained in an amount of 2135 cm ³ , which is concentrated under vacuum under the above conditions to a dry matter content of at least 70%. Get 1700 cm ³ fructose-glucose syrup with a solids content of 70.5%, a pH value of 4.5.

Claims

A method for producing fructose-glucose syrup, comprising extracting juice from Jerusalem artichoke tubers, purifying it, hydrolyzing inulin with food acid, clarifying the hydrolyzate and concentrating it to syrup, characterized in that the juice from the tubers is isolated by abrasion to particles of size 0.3-1, 0 mm, followed by pressing the crushed mass and purification of the extracted juice is carried out by heating to 80-85 ^o C and holding for 1-3 minutes, followed by filtration to remove protein and colloidal dispersed impurities, after which They purify the filtered juice from inorganic impurities and inulides with a molecular chain length of less than 4000 Daltons by nanofiltration, while the hydrolyzate is clarified with a mixture of activated carbon and perlite.