<<
>>

6.4 Заключение по шестой главе  

Настоящий этап работы связан с использованием фильтрата молочной сыворотки для создания аномерных форм лактозы, а именно - исследование физико-химических аспектов получения лактулозы на основе изомеризации лактозы в регулируемых условиях.
Для этого теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность изомеризации лактозы в лактулозу в щелочных восстановительных средах в присутствии

190

гуанидина, выполняющего каталитическую функцию.

Для получения продуктов реакции заданного состава и свойств весьма важны процессы предварительной подготовки фильтрата молочной сыворотки, которые связаны, главным образом, с удалением азотистых веществ. Эффективным является их мембранное концентрирование с последующей обработкой на фильтр-прессе. Полученный фильтрат, практически полностью освобожденный от белковых и небелковых азотистых веществ, подвергают сушке для увеличения массовой доли сухих веществ, а именно - лактозы, которая является основным сырьевым компонентом каталитической реакции получения растворов лактулозы.

Химизм основной реакции изомеризации связан с получением одного вещества в другое с тем же молекулярным весом и составом, но с другим строением и свойствами. Данное явление носит название «эпимериза-ция», и означает вид изомеризации, при котором происходит изменение строения органической молекулы при втором углеродном атоме. На начальной стадии трансформации под действием оснований образуется промежуточная, крайне неустойчивая енольная форма. В результате атаки гидроксид-иона на атом водорода, который связан с а-углеродным атомом, несущим частичный положительный заряд, происходит отрыв протона. При этом отрицательный заряд в образовавшемся карбанионе делокализу-ется между атомами кислорода и углерода и образуется енолят-анион. Взаимодействие образовавшегося карбаниона с молекулой воды приводит к образованию кетозы, (в нашем случае лактулозы).

В процессе протекания реакции изомеризации альдоз, особую роль играют ионы металлов.

Считается, что они являются катализаторами и образуют металлоорганические комплексы и повышающие выход целевых продуктов реакции, а именно кетоз.

Для трансформации лактозы в лактулозу необходимы акцепторы протонов, поставщиками которых обычно являются различные реагенты, дающие при растворении щелочную среду. Большое количество приме-

1

191

няющихся с этой целью веществ свидетельствует о том, что «идеальный» катализатор пока не найден. Он должен отвечать следующим требованиям: обеспечивать максимальную степень изомеризации при минимальном образовании побочных продуктов реакции; быть безопасным в экологическом отношении; иметь низкую стоимость, быть доступным; эффективно удаляться известными способами деминерализации; давать стабильные результаты изомеризации.

Анализ литературных данных и результаты многочисленных собственных исследований показали эффективное влияние гуанидина на процесс изомеризации. Он, как и другие катализаторы, переводит рН изомери-зуемого раствора в щелочную область, а используемые стабилизаторы реакции (тетраборат натрия) и обесцвечивающее вещество (сульфит натрия) позволяют достигнуть желаемого уровня изомеризации, при этом доля лактулозы в растворе превышает 80% от суммы всех находящихся углеводов. Методом полного факторного эксперимента установили массовую долю используемого гуанидина, которая зависит от начальной рН сгущенного фильтрата (в наших экспериментах она колебалась от 5,4 до 6,2). Аналогичным образом выявлены оптимальная температура процесса (60-80°С), продолжительность (30-120 мин); массовые доли тетрабората натрия (1,6-1,7%) и сульфита натрия (0,25%). Указанные параметры выбраны с учетом рациональной концентрации лактозы в фильтрате молочной сыворотки, которая колебалась на уровне 32+2%.

Дальнейшие исследования связаны с резким прекращением протекания как прямой, так и обратной химических реакций посредством снижения температуры и изменения рН в кислую сторону.

Полученный раствор лактулозы с рН 3,5+0,5 подвергали обессоливанию электродиализом и ионным обменом. Выбранные технологические схемы позволили снизить массовую долю золы более, чем на 99% от первоначального уровня. Указанный параметр колебался в зависимости от плотности тока при электро-диализной обработке (от 150 до 250 А/м ) и скорости прохождения раство-

192

pa через колонку с ионообменной смолой 1,00-1,25 л/с.

В результате деминерализации получили раствор с массовой долей сухих веществ 30-35%, который затем концентрировали на вакуум-выпарных аппаратах до массовой доли сухих веществ 65% (доля лактуло-зы составляла не менее 50% от массовой доли сухих веществ). В дальнейшем раствор лактулозы получил название сиропа «Лазет» и был использован для создания продуктов, препаратов биологически активных добавок и компонентов пищевых продуктов и кормовых средств специального назначении.

К достоинствам предложенных технологических параметров следует отнести: возможность рационального использования фильтрата молочной сыворотки, эффективность процесса изомеризации с минимальным количеством образующихся побочных углеводов; стабилизация продуктов реакции от автолитического распада, а также отсутствие темноокрашен-ных продуктов карамелизации и меланиидинообразоьания в результате обработки изомеризованного раствора специальными средствами; экономическая целесообразность применения двухступенчатого режима обессо-ливаыия, сочетающего электродиализ и ионный обмен.

193

<< | >>
Источник: Гаврилов Гавриил Борисович. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ МЕМБРАННЫМИ МЕТОДАМИ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук. Ярославль -2006.. 2006

Еще по теме 6.4 Заключение по шестой главе  :

  1. Глава 8. Теория доказательства:пропозициональные правила
  2. Глава 9. Конструктивные и неконструктивные выводы
  3. Глава 11. Аристотелевская силлогистика
  4. ОЧЕРК ШЕСТОЙ
  5. 6.4 Заключение по шестой главе  
  6. КНИГА ШЕСТАЯ
  7. КРАТКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  8. Заключение по третьей главе
  9. Глава третья.ОСОБЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ ПРИЧИННОЙ СВЯЗИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ НОРМ О ПОВЫШЕННОЙ ГРАЖДАНСКОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
  10. ПРИМЕЧАНИЯ К ГЛАВЕ
  11. ГЛАВА IV. Декрет об отделении деркви от государства.
  12. Глава пятая. Об издании различных томов Свода законов с 1857 года по 1905 год
  13. Глава 14. Революции 1917 года и национально-государственное строительство. Республика Башкурдистан
  14. ГЛАВА IX. НОВАЯ ИСТОРИЯ СТРАН ЕВРОПЫ И АМЕРИКИ
  15. ГЛАВА XII ОБ ИСТИННОМ ПОДЛИННИКЕ БОЖЕСТВЕННОГО ЗАКОНА) НА КАКОМ ОСНОВАНИИ ПИСАНИЕ НАЗЫВАЕТСЯ СВЯЩЕННЫМ И НА КАКОМ ОСНОВАНИИ — СЛОВОМ БОЖЬИМ; НАКОНЕЦ, ПОКАЗЫВАЕТСЯ, ЧТО ОНО, ПОСКОЛЬКУ СОДЕРЖИТ СЛОВО БОЖЬЕ, ДОШЛО ДО НАС НЕПОВРЕЖДЕННЫМ
  16. Глава пятая