1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28925
(51) C13K 1/06 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1935.1
(22) 24.12.2013
(45) 15.09.2014, бюл. №9
(72) Оспанкулова Гульназым Хамитовна;
Полуботько Ольга Васильевна; Нургазиева
Айымгуль Сагидуллиновна
(73) Товарищество с ограниченной
ответственностью "Казахский научно-
исследовательский институт переработки
сельскохозяйственной продукции"
(56) SU 1337412 А1, 15.09.1987
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗНОГО
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
сокращение времени получения глюкозного сиропа
(высокоосахаренной патоки) из сортового крахмала,
соответствующей ГОСТ 52060-2003 «Патока
крахмальная. Общие технические условия», которая
достигается за счет того, что в подогретую
крахмальную суспензию с содержанием сухих
веществ 20%, полученную из сортового крахмала,
добавляется термостабильная α-амилаза Termamyl®
120L («Novozymes», Дания) в количестве 0,4 кг/т
сухих веществ крахмала и 40 ррm Са, температура
поднимется до 105-107°С и выдерживается около 10
минут, рН=6,0, далее температура опускается до
95°С и выдерживается 30 минут, полученные
декстрины при постоянном перемешивании,
температуре 60°С, рН - 4,0, осахариваются с
помощью мультиэнзимной композиции препаратов
глюкоамилазы Optidex L-400 («Danisko», Дания)
0,3 л на 1 тонну сухих веществ крахмала и
пуллуланазы Optimax L -1000 («Danisko», Дания) из
расчета 0,3 л на 1 тонну сухих веществ крахмала.
Динамика накопления редуцирующих веществ в
глюкозном сиропе составляет 95,1% за 240 минут.
Очистка глюкозного сиропа проводится активным
углем, кизельгуром и ионообменными смолами.
Полученный сироп уваривается до содержания
сухих веществ 78%.
Преимуществом данного способа является:
- использование крахмала из нетрадиционного
сырья - соргового крахмала;
- применение для осахаривания мультиэнзимной
композиции ферментных препаратов, включающей
препарат глюкоамилазы и пуллуланазы в меньшем
количестве, чем рекомендуемое производителями;
- сокращение времени получения крахмальной
патоки.
(19)KZ(13)A4(11)28925

2. 28925
2
Изобретение относится к крахмалопаточной
промышленности, а именно к способам получения
сладителей (паток и сиропов) из крахмала.
Известен способ получения сахаристого продукта
из зернового сырья (см. описание к патенту RU
2013443, М. кл. С13K 1/06, опубл. 30.05.1994),
предусматривающий смешивание полученной из
зерен ржи обойной муки с водой при соотношении
компонентов 1:3 с образованием суспензии,
разжижение последней амилолитическими
ферментами муки при температуре 56-65°С в
течение 10-30 минут, гидролиз разжиженной
суспензии ферментом глюкоамилазой в течение 5-
22,0 ч при температуре 56-65°С до заданного
содержания редуцирующих веществ и инактивация
фермента.
Недостатком этого способа является неполная
клейстеризация крахмальных зерен ржаной муки из-
за невысокой температуры на стадии
клейстеризации, высокая вязкость гидролизуемых
растворов и вследствие этого низкая скорость
ферментативного гидролиза, что приводит к
повышенному расходу глюкоамилазы.
Известен способ получения крахмальной патоки
(см. описание к патенту RU 2061048, С13K 1/04,
опубл. 27.05.1996 г.), включающий подачу в
варочный котел водного раствора серной кислоты и
доведения до кипения. После чего приводится в
действие вибрационно-акустическая насадка,
которая создает вибрационное перемешивание
раствора с интенсивностью вибрации от 0,8 до
1,2 кВт/м2
. Затем в котел подается подкисленная
серной кислотой водная суспензия крахмала.
Происходит заваривание крахмала с последующим
кипячением образовавшегося растворимого
крахмала. После нейтрализации серной кислоты и
упаривания патоки открывают запорный вентиль и
осуществляют откачку готового продукта.
Вибрационная насадка функционирует во время
всего процесса изготовления крахмальной патоки,
обеспечивая перемешивание раствора внутри котла.
Недостатком способа является использование
серной кислоты, что требует дополнительных мер
безопасности, дополнительных затрат на ее
нейтрализацию, при этом продукт загрязняется
неорганическими примесями.
Наиболее близким способом (прототипом) по
совокупности признаков и достигнутому
положительному эффекту является способ
получения глюкозного сиропа (см. описание к
патенту SU 1337412 А1, опубл. 15.09.1987),
предусматривающий приготовление суспензии
крахмала с концентрацией 20%, введение в
суспензию разжижающего фермента α-амилазы,
проведение в биореакторе первой стадии
разжижения при температуре 85°С и
перемешивании смеси механической мешалкой,
выделение из частично разжиженного крахмала
жиробелковых примесей, дальнейшее нагревание
суспензии до 130°С с выдерживанием в течение 5
минут в автоклаве, последующее охлаждение
частично ожиженного крахмала до 85°С,
проведение второй стадии ожижения альфа-
амилазой с выдерживанием при этой температуре
при постоянном перемешивании в течение 60 минут,
осахаривание разжиженного крахмала в другом
биореакторе с механической мешалкой ферментным
препаратом глюкоамилазой при рН 4,3 и
температуре 56°С в течение 72 часов при
перемешивании, инактивацию фермента
нагреванием, очистку гидролизата активированным
углем и его уваривание до заданного содержания
сухих веществ в полученной патоке.
Недостатком данного способа является
длительность процесса, что связано с
неэффективным взаимодействием ферментов в
процессе его гидролиза крахмала.
Технической задачей изобретения является
получение высококачественного глюкозного сиропа
(высокоосахаренной патоки) за короткий интервал
времени.
Для получения декстринов из соргового крахмала
20% крахмальная суспензия при постоянном
перемешивании подогревалась до 40-50°С,
добавлялась термостабильная α-амилаза Termamyl®
120L («Danisko», Дания) в количестве 0,4 кг/т СВ и
40 ррm Са.
Далее температура крахмальной суспензии
поднималась до 105-107°С и выдерживалась около
10 минут (начало гидролиза наблюдалось при
температуре 95°С), рН регулировался фосфатным
буфером до уровня 6,0. Далее температура
опускалась до 95°С и продолжался процесс
образования декстринов.
Осахаривание декстринов проводилось при
постоянном помешивании с помощью
мультиэнзимной композиции ферментных
препаратов, включающей препарат глюкоамилазы
Optidex L-400 и деразветвляющий препарат
пуллуланазы Optimax L -1000. Расход ферментов
составлял по 0,3 л на 1 тонну СВ крахмала каждого.
При этом температура поддерживалась на уровне
60°С, рН-4,0. Динамика накопления редуцирующих
веществ в глюкозном сиропе составила 95,1% за
240 минут.
Процесс очистки глюкозного сиропа от красящих
веществ и протеинов сводится к проведению ее
контакта с активным углем при непрерывном
помешивании в течение определенного времени и
последующем фильтровании патоки от угля.
Согласно ГОСТ 5260-2003 «Патока крахмальная.
Общие технические условия» для очистки
глюкозного сиропа используют активный уголь,
который должен соответствовать ГОСТ 20464-75
«Уголь активный АГ-3. Технические условия». С
этой целью в емкость с глюкозным сиропом, при
перемешивании на магнитной мешалке при
температуре 70°С вводится активный уголь из
расчета 0,1% к массе сухих веществ сиропа.
Адсорбционная очистка проводится в течение 30
минут.
Далее для удаления угля, добавленного
непосредственно перед фильтрацией, а также
удаление белков, жиров и прочих твердых
примесей, находящихся во взвешенном состоянии,
сироп фильтруется через кизельгур марки «Celite

3. 28925
3
545 VO». Далее сироп проходит через колонки с
ионообменными смолами (аниониты и катеониты),
где удаляются минеральные вещества,
аминокислоты, ионы металлов и некоторые
органические вещества.
Качественная характеристика полученных
глюкозных сиропов, в соответствии с ГОСТ 52060-
2003 «Патока крахмальная. Общие технические
условия», приведена в таблице 1.
Таблица 1
Качественные показатели глюкозного сиропа, полученного из соргового крахмала
Наименование показателя Высокоосахаренная патока ГОСТ 52060-
2003 «Патока крахмальная. Общие
технические условия»
Глюкозный сироп
(высокоосахаренная патока)
Внешний вид Густая вязкая жидкость Соответствует
Вкус и запах Свойственный патоке, без постороннего
вкуса и запаха
Соответствует
Прозрачность Прозрачная Прозрачная
Массовая доля сухого
вещества, % не мнее
78,0 78,0
Массовая доля
редуцирующих веществ в
пересчете на сухое
вещество (глюкозный
эквивалент), %
45 и более 95,1
Массовая доля общей
золы, %, не более
0,40 0,38
Водородный показатель,
рН
4,0 - 6,0 4,0
Кислотность, см3
, не
более
Не нормируется
Анализ качественных показателей глюкозного сиропа показал, что он соответствует требованиям ГОСТ
52060-2003.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения глюкозного сиропа из
крахмала сорго, включающий приготовление
крахмальной суспензии, разжижение под действием
α-амилазы, осахаривание полученных декстринов
глюкоамилазой, охлаждение и очистку,
отличающийся тем, что в подогретую
крахмальную суспензию с содержанием сухих
веществ 20%, полученную из соргового крахмала,
добавляется термостабильная α-амилаза Termamyl®
120L в количестве 0,4 кг/т сухих веществ крахмала и
40 ррm Са, температура поднимется до 105-107°С и
выдерживается около 10 минут, рН=6,0, далее
температура опускается до 95°С и выдерживается 30
минут, полученные декстрины при постоянном
перемешивании, температуре 60°С, рН - 4,0
осахариваются с помощью мультиэнзимной
композиции препаратов глюкоамилазы Optidex
L- 400 0,3 л на 1 тонну сухих веществ крахмала и
пуллуланазы Optimax L -1000 из расчета 0,3 л на
1 тонну сухих веществ крахмала.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч