Пособие Техн бав в печать doc
Получение биологически активных веществ
Download 1.45 Mb. Pdf ko'rish
|
П.Б.Разговоров
|
8. Получение биологически активных веществ
на базе ферментов и соединений углеводов Перспективные разработки в этой области связаны с использованием ферментов в сочетании с крахмалсодержащим сырьем. Известно, что путем гидролиза крахмалсодержащего сырья удается получать ценные виды биологи- чески активных соединений из углеводов. Их потребительские свойства во многом определяются условиями проведения гидролиза. Гидролиз наиболее благоприятно протекает с использованием ферментов (ферментативный путь). Отличие данного способа от обработки щелочью заключается в том, что щелочь придает конечному продукту ряд неприемлемых потребительских свойств и повышает энергетические затраты на обработку. Ферменты играют роль катализаторов процесса разложения исходного сырья. Технология включает две стадии: 1) разрыхление сырья; 2) осахарива- ние. Таким образом получен ряд новых биологически активных веществ, которые в виде сиропов, включающих глюкозу и фруктозу, могут применяться для лечения и профилактики болезней живых организмов, имеющих различные патологии. Исходным сырьем для получения таких сиропов является глюкоза. Технология включает следующие операции: 50 – приготовление раствора глюкозы; – очистка раствора фильтрацией путем последовательного пропускания через природный алюмосиликат кизельгур, активированный уголь и ионо- обменные смолы; – упаривание концентрата; – изомеризация концентрата с применением ферментов. В качестве ферментативной основы применяют компоненты типа ГлИ (глюкозоизомераза). Аппаратурно-технологическая схема получения сиропов из глюкозы [6] представлена на рис. 8.1. Основу ГлИ составляют штаммы микроорганизмов типа Streptomyces albogriseolus. Из этого штамма при рН = 8 получают иммобилизованную ферментную систему. Изомеризацию глюкозы ведут в колонных реакторах. Степень конверсии (превращения) глюкозы зависит от скорости пропускания раствора через реактор, рН среды, температуры процесса, а также от концентрации солей маг- ния и кольбата, которые обеспечивают необходимую степень превращения. Рис. 8.1. Аппаратурно-технологическая схема получения биологически активных сиропов из глюкозы: 1 – аппараты-реакторы для приготовления субстрата; 2 – тепло- обменники; 3 – биореакторы с иммобилизованной глюкозоизомеразой (ГлИ); 4 – ре- актор для раствора с системой регулирования рН; 5 – угольная колонна для деколори- зации раствора; 6, 8, 11 – сборники раствора (8 – установки с мешалкой); 7 – фильтр; 9 – ионообменные колонки; 10 – вакуум-выпарная установка 51 Изомеризацию целесообразно проводить при температуре 60°C, так как при более низкой температуре повышается возможность инфицирования ко- нечного продукта, а при росте температуры выше 60°C усиливаются процессы разложения сахаров, что приводит к увеличению концентрации темно- окрашенных продуктов распада этих сахаров. Пропущенная через теплообменник 2 солевая смесь раствора глюкозы, поступает из аппарата 1 с помощью насосов в биореакторы 3, где ее пропускают через слой иммобилизованной глюкозоизомеразы. Из реактора 4 вытекает смесь фруктозы и глюкозы при рН = 7,8. Затем эту смесь с целью деколоризации (обесцвечивания) пропускают через слои угля в колонне 5 и фильтруют от частичек угля на фильтре 7. После прохождения фильтра 7 систему вновь нагревают до температуры 60°C и с помощью насоса подают в ионообменные колонки 9, где происходит освобождение раствора от примесей, в частности от катионов металлов. Затем система поступает в вакуум-выпарной аппарат 10, где ее упаривают до содержания сухих веществ 70±1%. Этот обезвоженный остаток содержит 50 мас.% глюкозы и 42 мас.% фруктозы. Примечания 1. При повышенном содержании фруктозы в сиропе (не менее 50%) уда- ется приостановить протекание процесса кристаллизации глюкозы при хране- нии. 2. Использование сиропа целесообразно при организации лечебного пита- ния не только в составе соков и безалкагольных напитков (кваса), но также в составе ликероводочных изделий или в качестве добавки к молочным консер- вам и мороженому. 3. Оптимизация технологического маршрута позволяет снизить расход ферментов в 6,5–10 раз. Трудозатраты процесса при использовании иммобили- зованных ферментов снижаются в 2,5–3 раза. Технология получения сиропа из инулинсодержащего сырья Технологическая схема во многом аналогична таковой, представленной на рис.8.1. Лучшим инулинсодержащим сырьем являются корни топинамбура (18–20% от массы смеси) и порошок высушенного топинамбура (75–80% от массы смеси). Процесс получения сиропа сводится к следующему. 1) проводят экстракцию инулина из корней топинамбура водой, подкис- ленной до рН = 5,5. Соотношение сырья к воде составляет 1:1 ÷ 1,5:1; темпе- ратура процесса 70–75°C, продолжительность экстракции 30 мин; 2) по истечении 30 мин в полученный экстракт подают сернистый газ в виде 0,1% раствора (с целью предотвращения потемнения); 3) после добавления сернистого газа подкисляют экстракт до значений рН, близких к изоэлектрической точке белка (рI = 4,5); 4) проводят центрифугирование с целью удаления осадка (высокоско- ростная центрифуга; частота вращения n = 10000–20000 мин -1 ); 52 5) полученный раствор с содержанием инулина 10–12% пропускают через систему фильтров в угольной колонне; 6) пропускают обесцвеченный раствор через систему иммобилизованного фермента (на дрожжевой основе) при условиях: рН = 4,5; температура 50°C; объемная скорость пропускания 0,4 ч –1 ; 7) пропускают раствор через ионообменные колонки и затем вновь – че- рез колонну с активированным углем; 8) обрабатывают сироп в вакуум-выпарном аппарате до получения про- дукта с содержанием сухих веществ 71%. Содержание фруктозы в готовом сиропе составляет 75%. Технология получения овощных ферментированных напитков Целью приготовления таких напитков является возможность снижения желудочно-кишечных заболеваний при их употреблении. Напитки из соков овощей имеют антибактерицидные свойства, поскольку дополнительно содер- жат бифидо- и лактобактерии, ингибирующие развитие условно-патогенной микрофлоры в кишечнике. Они включают также добавки сахарных сиропов. С целью предотвращения расслоения ферментированных соков на отдель- ные фракции систему необходимо стабилизировать 7–10% раствором крахма- ла, взятым в количестве 20% от массы смеси. Содержание компонентов в таких овощных ферментированных напитках указано в табл. 8.1; стадии технологического процесса их получения представ- лены на рис. 8.2 [4]. Таблица 8.1 Рецептура ферментированных соков с добавками биологически активных сиропов Содержание в напитке, мас.% Компонент морковь + красная смородина свекла + черная смородина Ферментированный сок 54 57 Раствор крахмала (71%) 20 20 Сахарный сироп (10%) 6 3 Смородина (красная либо черная) 20 20 |
