2. • Високофруктозні сиропи одержують шляхом
хроматографічного розділення звичайного ГФС-42
на глюкозну і фруктозну фракції в спеціальних
хроматографічних колонах, де в якості адсорбенту
застосовують іонообмінні смоли в Са-формі
• Маючи спорідненість до адсорбенту, фруктоза
затримується на смолі внаслідок утворення сполук
фруктозату кальцію.
• Після заповнення колони сиропом ГФС-42
починають елюювання водою
• Глюкоза проходить через шар адсорбенту без
перешкод і першою виходить з колони
3. • При подальшому елююванні десорбентом (водою)
одержують збагачену фруктозну фракцію, що
містить до 90 % фруктози.
• Глюкозна фракція повертається в основну лінію
ГФС-42 на підготовку перед ізомеризацією
• Фруктозна фракція після очищення спеціальними
іонообмінним смолами змішується з вихідним
глюкозно-фруктозним сиропом (ГФС-42) в
певному співвідношенні.
• При цьому одержують сироп із вмістом фруктози
55 %
4. Фруктоза (фруктовий цукор)
• Самий солодкий з природних цукрів
солодкість її складає 1,73.
• Оскільки обертає площину поляризації
поляризованого світла вліво називають –
левульоза, α, - β- D-фруктофураноза, D-
арабіно-гексулоза.
6. • Відома тільки одна кристалічна форма β –D-
фруктофураноза з температурою плавлення
102–104 °С і питомим обертанням у водних
розчинах [а ]д = –133,5°.
• α -D-фруктофураноза має питоме
обертання [а]д= – 63,6°,
• а рівноважна суміш таутомерних форм –
[а ]д = –92...– 93°.
7. • Фруктоза входить до складу меду, ряду
фруктів і ягід. Порівняно з іншими
моносахаридами має значну розчинність.
• Приготовлені з неї сиропи не
кристалізуються.
• Гігроскопічна, підсилює смак і аромат
продуктів.
8. • В світі більше 20 заводів з виробництва
фруктози, з них більшість в Європі і Китаї.
• Світове виробництво більше 150 тис.т/рік.
• Потреба України лише для хворих на діабет
– 10 тис.т/рік.
• Швидко засвоюється організмом,
перетворюється в печінці на глікоген майже
без інсуліну.
9. Всі відомі методи отримання фруктози можна
розділити на три групи:
• гідроліз фруктозовмісних полісахаридів
(фруктанів)
• ізомеризація глюкози у фруктозу
• гідроліз сахарози
10. Одержання фруктози із рослинної
сировини
• Фруктозу одержують шляхом екстракції із
рослинної сировини, що містить фруктани
– інуліноносіїв.
• Фруктани – резервні полісахариди рослин,
що складаються із залишків D-фруктози.
Відомі два типи фруктану – інулін і флеан.
11. Інулін
• Полісахарид, утворений залишками
фруктози, належить до групи фруктозанів.
• Є запасним вуглеводом багатьох рослин
• Природними джерелами інуліну є
топінамбур, кульбаба, цикорій, лопух, оман
• Використовується як замінник крохмалю і
цукру при цукровому діабеті, природний
компонент, який отримують з коріння
рослин.
• Інулін застосовується у вигляді біологічно
активних добавок (краплі, таблетки) для
профілактики і лікування різних
захворювань. Він не має протипоказань.
12. • Молекулярна маса — 5 000-6 000. Білий
кристалічний порошок, солодкий на смак,
добре розчиняється в гарячій воді.
• Ступінь полімеризації його становить
зазвичай до 100 одиниць, здебільшого не
вище 60.
14. • Очищений інулін в країнах СНД практично
не виробляється, що пов'язано з його
нестабільністю при виробництві та
великими витратами при очищенні та
хімічному виробництві.
15. • Флеан знайдений в злакових рослинах.
• Він містить залишки D-фруктози у
фуранозній формі, з’єднані α-2-6-зв’язком.
Будова флеана повністю не вивчена.
16. • Відомий спосіб, за яким очищений від колоїдів сік
рослин обробляють мінеральною кислотою для
гідролізу цукрів.
• Потім фруктозу осаджують у вигляді нерозчинного
на холоду фруктозата кальцію
• Відокремлюють осад від міжкристального розчину
• Розкладають фруктозат кальцію за допомогою
мінеральних кислот.
• Після фільтрування і згущення до концентрації
сиропу фруктозу викристалізовують при кімнатній
або підвищеній температурі з додаванням
затравки.
17. • Сировиною для виробництва фруктози
можуть бути крохмаль, цукор,
напівпродукти цукрового виробництва,
меляса.
• Вихід фруктози з меляси фруктозатним
способом складає не більше 70 % від
теоретичного або 17 % від маси меляси.
• Міжкристальний розчин, що залишається
після осадження фруктозату кальцію
містить глюкозу і частину фруктози і може
бути переробленим у спирт.
18. • Способи одержання фруктози із сахарози
включають в себе:
• інверсію сахарози,
• розділення глюкози і фруктози,
• концентрування розчину
• кристалізацію.
• Кристалізація фруктози здійснюється
звичайним способом із води або спирту.
19. • Відомий спосіб одержання фруктози із
сахарози без виділення фруктози через
фруктозат кальцію, який базується на
використанні різниці в розчинності глюкози
і фруктози в оцтовій кислоті.
• Очищення здійснюється кристалізацією з
оцтової кислоти і спирту.
• Вихід фруктози складає 14…18,5% від
вихідного вмісту сахарози.
20. Промислове виробництво фруктози способом
кристалізації з метилового і етилового спирту
• У виробничих умовах фруктозу
кристалізують з метилового або етилового
спиртів.
• Фруктозовмісний сироп додають у спирт
при нагріванні, вводять затравочні кристали
фруктози і потім суміш охолоджують.
21. • До недоліків даного способу кристалізації
відносяться:
• велика витрата спирту
• погана якість кристалів через наявність
спонтанної кристалізації.
22. • Для запобігання утворення нових центрів
кристалізації затравку вводять у вигляді
насиченого розчину фруктози в
перенасичений розчин при температурі 40
—60 °С і безперервному перемішуванні.
При цьому відбувається
викристалізовування фруктози на
затравочних кристалах без утворення нових
центрів кристалізації.
• Вихід її підвищується на 20—30 % у
порівнянні зі звичайною кристалізацією (до
70—80 % замість 60—50 %).
23. • Витрата спирту складає 2—4 % до маси
сухих речовин фруктози. Вихід фруктози
також підвищується із застосуванням
етанолу замість метанолу.
• Для попередження утворення забарвлених
продуктів розкладу, реакцій перетворення
фруктози в глюкозу і маннозу Ф. Холгер та
інші дослідники запропонували вести
процес кристалізації при рН 4,5—5,5.
Тривалість кристалізації при цьому
скорочується до 110—120 год.
24. Технологія кристалічної фруктози способом
хроматографічного розділення моноцукридів
фінської фірми АТ “Суомен Сокері”
• Широке промислове виробництво фруктози
стало можливим завдяки використанню
іонообмінної технології, розробленої
фінською фірмою “Суомен Сокері”.
• Ця фірма першою в світі розпочала
промислове виробництво чистої
кристалічної фруктози.
25. • В основі технології лежить:
• спосіб гідролізу сахарози в інвертний цукор
на іонообмінній смолі,
• розділення компонентів інвертного цукру
на фруктозну і глюкозну фракції
хроматографічним способом на
полістиролсульфатній катіонообмінній
смолі в Са-формі,
• очищення і згущення розчинів,
• викристалізовування фруктози із водних
розчинів без використання спирту.
26. • . В якості сировини за цією технологією
використовують розчини цукру, інвертного
цукру, глюкозу, глюкозно-фруктозний
сироп, а також крохмаль
27. Принципова схема одержання фруктози і глюкози з
сахарози і крохмалю за технологією фірми “Суомен
Сокері”
• Згідно розробленої схеми розчин цукру
50%-ї концентрації спочатку піддають
іонообмінному очищенню для видалення
головним чином мінеральних нецукрів.
• Оскільки вміст мінеральних нецукрів у
цукрі-піску незначний, то проблема стічних
вод у даному разі не викликає особливих
ускладнень.
28. • Згідно розробленої схеми:
• розчин цукру 50%-ної концентрації
спочатку піддають іонообмінному
очищенню для видалення головним чином
мінеральних нецукрів.
• Оскільки вміст мінеральних нецукрів у
цукрі-піску незначний, то проблема стічних
вод у даному разі не викликає особливих
ускладнень.
29. • Якщо інверсія проводиться окремо, то
хроматографічне розділення проводять на
катіоніті повністю переведеному в Са-
форму.
• Відбір глюкозної і фруктозної фракції з
хроматографічної колони проводять так,
щоб вони мали чистоту 95%.
30. • Після фільтрування і знебарвлення фракції
згущують до отримання сиропів з
концентрацією сухих речовин 50 - 70%.
• Середню, змішану фракцію використовують
для приготування розчину сахарози.
32. • З фруктозної фракції отримують фруктозні
сиропи ФС - 90 і ФС - 95, з вмістом
відповідно 90 і 95% фруктози в сухій
речовині.
• Кристалізацією з фруктозного сиропу
можна отримати 50% кристалічної
фруктози.
• Якщо ж кристалізація проводиться із
застосуванням метанолу, то вихід
кристалічної фруктози зростає до 80%.
33. • Для збільшення виходу фруктози глюкозу,
що міститься в розчині можна ізомеризувати
з отриманням ізосиропу (ФС - 42).
• Цей сироп, на відміну від глюкози, має таку
ж солодкість, як і сахароза і може
застосовуватися як цукрозамінник або
направлятися на хроматографічне
розділення.
• Із сахарози крім фруктози, отримують також
глюкозу в кількості, що відповідає половині
маси сахарози.
