Лактит перспективный неинтенсивный сахарозаменитель. Он представляет собой многоатомный спирт (так же, как сорбит...

Лактит (синонимы - гидрированная лактоза, лактитол)— новый
перспективный неинтенсивный сахарозаменитель. Он представляет собой
многоатомный спирт (так же, как сорбит или ксилит), полученный
гидрированием природного молочного сахара (лактозы) при высокой
температуре и под высоким давлением в присутствии никелевого
катализатора.
Моногидрат
лактозы
представляет
собой
белый
кристаллический порошок.
По своим физико-химическим свойствам лактит ближе других
неинтенсивных сахарозаменителей к сахарозе и практически не требует
каких-либо изменений в технологии при использовании взамен сахара в
производстве пищевых продуктов, которые в этом случае имеют ту же массу
и структуру, что и на основе сахарозы.
Лактит обладает чистым сладким вкусом (30 - 40 % сладости
сахарозы) и не оставляет постороннего привкуса во рту.
В то же время энергетическая ценность лактита в 2 раза ниже
сахарозы, он не способствует образованию налета на зубах и кариесу, не
влияет на уровень глюкозы и инсулина в крови. К тому же он
негигроскопичен, хорошо растворим в воде, эффективно снижает точку
замерзания, обладает значительной вязкостью.
Лактит разрешен в качестве пищевой добавки Минздравом РФ как
заменитель сахара.
Получают лактит путем каталитического гидрирования лактозы.
Блок-схема алгоритма его получения представлена ниже.
Синтез лактозил-уреида. Известны и достаточно
разработаны способы получения лактатов аммония по схеме:
хорошо
СНзСНОНСООН + NH3 -> CH3CHOHCOONH4 Молочная кислота
Для этого лактозу молочной сыворотки сбраживают до молочной кислоты
и обогащают азотом за счет нейтрализации ее аммиаком. На этой основе в США
создан кормовой продукт "Лактовей". Процесс производства включает:
сбраживание лактозы сыворотки культурой Lb. bulgaricus, нейтрализацию
образующейся молочной кислоты аммиаком с получением лактата аммония,
сгущение до 55-70% сухих веществ в вакуум-аппарате, регулирование рН до 6,8.
Готовую кормовую добавку можно хранить при температуре окружающей
среды без порчи. Запланировано создать производство мощностью 100 т
продукта в сутки. Продукт рекомендуется в качестве белковой добавки в рацион
коров взамен соевой муки. При этом считается, что он по питательной ценности
в вкусовым достоинствам превосходит соевую муку, поэтому расход кормов
сокращается на 10 -15 %.
В вашей стране на этой основе разработана технология продукта
"Сыворотка молочная сгущенная аммонизированная". Однако описанные
способы получения лактатов аммония довольно длительны и
предусматривают применение высокотоксичного аммиака.
Другим направлением обогащения молочной сыворотки азотом
получение лактозил-уреида по схеме, приведенной на рис.
Использование мочевины по сравнению с аммиаком имеет ряд
имуществ: нетоксичность, отсутствие запаха, высокая концентрация азота,
превышающая, например, казеин в 9 раз. Килограмм мочевины по азоту
заменяет 2 .кг переваримого протеина корма.
Технология получения кормового продукта должна предусматривать
взаимодействие лактозы молочной сыворотки с мочевиной Б присутствии
минеральных кислот, выдержку смеси в течение 15—96 ч при температуре 65-80
°С и ее нейтрализацию. Как правило, используется сгущенная сыворотка. В
результате реакции лактозы с мочевиной образуется лактозилуреид,
отличающийся малой растворимостью и медленно
расцепляющийся
ферментом
уреазой.
В
результате
с
помощью,
микроорганизмов желудка происходит более полная утилизация Аммонийного
азота, поэтому не возникает опасность отравления животных избытком аммиака.
На этой основе шведской фирмой "Астра-Эвос АВ" разработана технология
кормового продукта "Эваплус".
Молочную сыворотку, содержащую около 6 % сухих веществ, сгущают и
подвергают ультрафильтрации. В сгущенный фильтрат (пермеат) вводят мочевину. В
результате реакции получают продукт, содержащий лактозил-мочевнну, часть
сывороточных белков и непрореагировавшей лактозы, а также минеральные соля.
Используют продукт в жидком и сухом виде. По кормовой ценности, согласно данным
фирмы, продукт не уступает соевым бобам.
В УкрНИИмясомолпроме (Г. А. Ересько и др.) на этом принципе разработана
технология концентрата из молочной сыворотки под названием "КСОНА", для
получения которого может быть использован любой вид молочной сыворотки, в том
числе соленая и ультрафильтра ,а также меласса молочного сахара.
Технологический процесс включает внесение в подкисленную сыворотку
мочевины в количестве 28% массы сухих веществ, сгущение смеси в вакуумаппарате до требуемой концентрации, охлаждение, обогащение серой и при
необходимости раскисление.
Готовый продукт представляет сиропообразную или густую пастообразную
массу, текучую при температуре выше 36 °С. Цвет от светло-до темно-желтого. Вкус
чистый с кисломолочным запахом. Содержание массовой доли сухих веществ 40 и
60%, в том числе 25-39% сырого протеина и 15—20% лактозы, кислотность не выше
350 и 600 °Т. Продукт содержит лактозилуреид и все составные части молочной
сыворотки. Массовая доля кальция, фосфора и серы составляет 0,4—0,6%.
По сравнению с кормами на основе лактата аммония "КСОНА" отличается
высоким содержанием протеина, ресурсе- и энергосберегающей технологией, имеет
длительный срок хранения. Стоимость "КСОНЫ" находится на уровне сгущенной
сыворотки. Концентрат предназначен для комбикормовой промышленности,
скармливания жвачным животным непосредственно в хозяйствах и для силосования
кормов.
По питательности "КСОНА", как и "Эваплус", может быть приравнен к соевым
бобам.
1
Получение галактозы. Галактоза является естественной
составляющей молекулы лактозы. Остаток моносахаридов D-глюкозы и Dгалактозы соединенных кислородным мостиком (гликозидная связь),
образует лактозу.
Получение галактозы сводится к разрыву гликозидной связи с
последующим разделением компонентов. Обязательным условием является
прекращение реакции на данной стадии, что исключает последующий
гидролиз моноз, а также их полимеризацию. Процесс протекает в
присутствии воды по следующей схеме:
С12Н22Оц+Н2О о С6Н12О6+СбН12О6 Лактоза
Вода
Глюкоза
Галактоза
Галактоза мало распространена в природе, единственным практически
приемлемым источником ее получения является лактоза молока. Она
химически активна, кристаллизуется из водных растворов в виде больших
призм, малорастворима: при (ГС в 100 г воды растворяется 10,3 г галактозы
(глюкозы 35 г).
Необходимость, получения галактозы в виде чистого препарата
обусловлена потребностями медицины, химии и микробиологии.
Технология галактозы основана на ферментативном или кислотном
гидролизе рафинированного молочного сахара с последующей ее
выкристаллизацией. Более распространен кислотный гидролиз (инверсия).
Хотя кислотный гидролиз лактозы идет несколько медленнее (труднее)
кислотного гидролиза сахарозы, 1 % раствора лактозы полностью
гидролизуется в течение 1 ч 40%-ной серной кислотой при 100 °С. Гидролиз
соляной кислотой может протекать при температуре 10 - 100°С.
Изучен кислотный гидролиз лактозы в осветленной сыворотке с
использованием соляной кислоты. Зависимость степени гидролиза, лактозы
от времени выдержки описывается уравнением реакции первого порядка: =
Сое
где: Со и С — концентрация непрореагировавших молекул лактозы в
текущий момент времени; к - постоянная реакция; т- время выдержки.
Значения к, вычисленные приведены в табл.
Активная кислотность
1
1
2
2
Температура, °С
130
100
130
100
Значения к, мин"
0,0975
0,0375
0,0175
0,025
Технологическая схема производства D-галактозы категории "чистая"
приведена ни лее.
Технологическая схема производства D -галактозы
Производство D -галактозы осуществляется следующим образом. В
водный раствор рафинированного молочного сахара вносят серную кислоту,
нагревают смесь до 100 °С и выдерживают в течение 4 ч, постоянно
перемешивая. Для удаления окрашенных веществ используют активный
уголь, а для нейтрализации - мел. Смесь фильтруют и выпаривают при
температуре не выше 70 °С до уменьшения объема в 2-3 раза.
Для выкристаллизации галактозы в сироп вносят уксусную кислоту.
При охлаждении до 15-20 °С и выдержке в течение 7 сут галактоза
выкристаллизовывается, а глюкоза остается в растворе.
Для выделения кристаллов галактозы из раствора их промывают
этиловым спиртом. Полученную техническую галактозу вновь растворяют в
дистиллированной воде, раствор осветляют активным углем, разбавляют
этиловым спиртом и фильтруют. Фильтрат охлаждают до 18-20°С, вносят
затравку чистой галактозы и выдерживают в течении 4 сут, постоянно
перемешивают. Суспензию центрифугируют. Кристаллы сушат при 50-60 °С
до влажности не выше 0,5 %. Выход чистой галактозы составляет 12,8%
массы использованной лактозы. Спирт и отходы регенерируют.
Галактоза как продукт должна отвечать следующим требованиям:
внешний вид - белый кристаллический порошок; вкус сладкий; зольность не
более 0,2%; содержание тяжелых металлов не более 0,005%.
Глюкозо-галактозный сироп. Производство сиропа включает
следующие процессы: сбор ультрафильтрата, подсгущение, очистку и
деминерализацию, досгущение, рафинацию, фильтрацию, резервирование,
расфасовку.
В качестве исходного сырья используют фильтрат
ультрафильтрационных установок (пермеат), который собирают в
накопительную емкость. После этого проводят предварительное сгущение
фильтрата до концентрации сухих веществ 20— 22%. Возможно применение
для этой цели наряду с вакуум-выпарными и обратноосмотических
установок, что экономически более выгодно. Подсгущенный фильтрат
направляют в резервуары для отваривания альбумина, где его очищают от
азотистых веществ с подкислением соляной кислотой и нагреванием до 90—
95 °С. Фильтрат выдерживают в течение 15—20 мин, затем производят
центробежную" очистку на сепараторе-ттчистителе. Очищенный
подсгущенный фильтрат гидролизуют соляной кислотой и деминерализуют
на электродиализной установке. Деминерализованный фильтрат досгущают в
вакуум-выпарной установке и перекачивают в реактор, где производят
рафинацию адсорбентами (активный уголь и диатомит) при температуре
75±5°С в течение 10—15 мин. Раствор с рафинирующими средствами
направляют на фильтр-пресс. Очищенный глюкозогалактозный сироп
собирают в емкость. Фасовка — во фляги или другую тару.