1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29281
(51) C12P 19/24 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1937.1
(22) 24.12.2013
(45) 15.12.2014, бюл. №12
(72) Оспанкулова Гульназым Хамитовна;
Полуботько Ольга Васильевна; Нургазиева
Айымгуль Сагидуллиновна
(73) Товарищество с ограниченной
ответственностью "Казахский научно-
исследовательский институт переработки
сельскохозяйственной продукции"
(56) Патент US 4567142; С12Р 19/24, 24.01.1986
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗНО-
ФРУКТОЗНОГО СИРОПА ИЗ КРАХМАЛА
СОРГО
(57) Изобретение относится к крахмалопаточной
промышленности, а именно к способам получения
сладителей (паток и сиропов) из крахмала.
Технической задачей изобретения является
получение в лабораторных условиях глюкозно-
фруктозного сиропа марки ГФС-42,
соответствующего ТУ У 15.6-32615426-009-2005,
которая достигается за счет использования
глюкозного сиропа с содержанием редуцирующих
веществ - 95,1%, полученного из соргового
крахмала; проведения реакции изомеризации
глюкозы во фруктозу через реакционную колонку,
наполненную неподвижным слоем
глюкозоизомеразы Sweetzyme (>350 ЕА/г)
(«Novozymes», Дания) объемом 25 см3
, при
температуре глюкозного сиропа на входе в колонку
60°С, скорости подачи - 10 мл/мин, времени
контакта - 30 минут.
Преимуществом данного способа является:
- использование для получения глюкозно-
фруктозного сиропа глюкозного сиропа,
полученного из соргового крахмала -
нетрадиционного дешевого сырья для получения
сахаропродуктов;
- использование высокоэффективных
биокатализаторов для изомеризации (Sweetzyme),
позволяющих за короткое время контакта и при
относительно невысокой температуре 60°С
получить глюкозно-фруктозный сироп,
соответствующий требованиям нормативной
документации.
(19)KZ(13)A4(11)29281

2. 29281
2
Изобретение относится к крахмалопаточной
промышленности, а именно к способам получения
сладителей (паток и сиропов) из крахмала.
Известен способ получения глюкозно-
фруктозного сиропа (см. описание из патента SU
1285789, С12Р 19/24), заключающийся в
пропускании раствора глюкозы через колоночный
реактор, заполненный пористым аминированным
носителем с иммобилизованной на нем с помощью
глутарового альдегида глюкозоизомеразой, и
ферментативной изомеризации глюкозы в
присутствии ионов кобальта, отличающийся тем,
что, с целью увеличения чистоты целевого продукта
и ускорения процесса, в качестве аминированного
носителя используют сшитый аминированный
сополимер стирола, содержащий 2 - 10%
глицидилметакрилата, на котором иммобилизуют
ионы кобальта в количестве 1-5 мг/г.
Недостатком данного способом является
использование дорогостоящих материалов, таких
как сополимер стирола и ионы кобальта.
Известен способ приготовления глюкозно-
фруктозного сиропа, содержащего глюкозу 45 и
фруктозу (см описание из патента SU 1194286, С12Р
19/24), который основан на том, что раствор
глюкозы (субстрат) пропускают через реактор, в
котором имеется катализатор-носитель с
глюкозоизомеразной активностью, причем
исходный раствор предварительно подвергают
контактированию с брикетами из двуокиси кремния
или алюмосиликата при соотношении масс
катализатора и указанных брикетов 1:(1-3),
преимущественно 1:1.
Недостатком данного способам является
усложненность и длительность процесса
изомеризации глюкозы во фруктозу, за счет
предварительного контактирования с брикетами из
двуокиси кремния или алюмосиликата.
Наиболее близким способом (прототипом)
является способ получения глюкозно-фруктозных
сиропов преимущественно из рафинированного
кукурузного крахмала (см описание из патента
US4567142; С12Р 19/24; 24.01.1986), который
включает контактирование глюкозного сиропа с
химически стабилизированным слоем
глюкозоизомеразы при температуре от примерно
90°С до примерно 140°С, при pH от 3 до 8 и
времени контакта достаточной, чтобы достигнуть
конечного содержания в упомянутом сиропе от 53
до 60% фруктозы в расчете на общее содержание
углеводов.
Недостатком данного способа является высокая
температура при контактировании со слоем
глюкозоизомеразы (от примерно 90°С до примерно
140°С).
Технической задачей изобретения является в
получение глюкозно-фруктозного сиропа марки
ГФС-42 из соргового крахмала, соответствующего
ТУ У 15.6-32615426-009-2005. Новизна
предлагаемого способа получения глюкозно-
фруктозного сиропа состоит: в использовании
соргового крахмала; реакции изомеризации при
температуре 60°С.
Для получения глюкозно-фруктозного сиропа
был использован глюкозный сироп, полученный из
соргового крахмала с содержанием редуцирующих
веществ - 95,1%, сухих веществ - 40%,
соответствующий требованиям ГОСТ 52060-2003
«Патока крахмальная. Общие технические условия»
и биокатализатор - иммобилизованная
глюкозоизомераза Sweetzyme (>350 ЕА/г)
(«Novozymes», Дания). Для проведения реакции
изомеризации, глюкозный сироп был тщательно
очищен активным углем, соответствующим ГОСТ
20464-75 «Уголь активный АГ-3. Технические
условия».
Препарат глюкозоизомеразы Sweetzyme был
подготовлен следующим образом: фермент
замачивался в глюкозном сиропе при температуре
35±2°С, добавлялась соль MgSO4 7H2O в количестве
0,55 г/л, показатель pH регулировался добавлением
раствора гидроксида натрия до уровня 7,5.
Для изомеризации глюкозы во фруктозу, 200 мл
глюкозного сиропа пропускалось через
реакционную колонку, наполненную неподвижным
слоем глюкозоизомеразы объемом 25 см3
, при
температуре глюкозного сиропа на входе в колонку
60°С, скорости подачи - 10 мл/мин, времени
контакта - 30 минут.
В связи с тем, что процесс изомеризации
заключается в ферментативном превращении
молекул глюкозы во фруктозу, конверсия глюкозы
контролировалась по убыли глюкозы. Концентрация
фруктозы в полученном ГФС после изомеризации
при температуре 60ºС составила 43,1%, что
соответствует - ГФС-42.
После изомеризации сироп очищался от
введенных перед изомеризацией реактивов
фильтрованием с активным углем АГ-3 из расчета
0,1% к массе сухих веществ крахмала, кизельгуром,
ионообменными смолами. После фильтрования
ГФС уваривался до содержания СВ 71%. Во
избежание нарастания цветности, pH полученного
сиропа удерживался в пределах 4,5-5,0.
В соответствии с ТУ У 15.6-32615426-009-2005
были определены качественные характеристики
ГФС (таблица 1).
Таблица 1
Качественные показатели глюкозно-фруктозного сиропа из соргового крахмала
Наименование показателей Норма по НД Фактическое значение
Органолептические характеристики
Внешний вид Вязкая жидкость Соответствует
Вкус Сладкий, без привкуса Соответствует
Запах без запаха Соответствует
Физико-химические свойства

3. 29281
3
Наименование показателей Норма по НД Фактическое значение
Сухие вещества 70,5...71,5 71
pH 4,0...6,0 4,0
Массовая доля золы, %, не более 0,1 0,07
Фруктоза 40...44 43,1
Глюкоза >50 56,9
В соответствии с таблицей 1 полученный
глюкозно-фруктозный сироп соответствует
требованиям данного нормативного документа по
всем показателям.
Преимуществом данного способа является:
- использование для получения глюкозно-
фруктозного сиропа глюкозного сиропа,
полученного из соргового крахмала -
нетрадиционного дешевого сырья для получения
сахаропродуктов;
- использование высокоэффективных
биокатализаторов для изомеризации (Sweetzyme),
позволяющих за короткое время контакта и при
относительно невысокой температуре 60°С
получить глюкозно-фруктозный сироп,
соответствующий требованиям нормативной
документации.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения глюкозно-фруктозного
сиропа, включающий изомеризацию глюкозы во
фруктозу путем пропускания через реакционную
колонку, наполненную неподвижным
слоем иммобилизованной глюкозоизомеразы,
отличающийся тем, что используют глюкозный
сироп с содержанием редуцирующих веществ -
95,1%, полученный из соргового крахмала, реакцию
изомеризации проводят глюкозоизомеразой
Sweetzyme (>350 ЕА/г) («Novozymes», Дания)
объемом 25 см3
, при температуре глюкозного
сиропа на входе в колонку 60°С, скорости подачи -
10 мл/мин, времени контакта - 30 минут.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова