Библиографическое описание:

Углов В. А., Бородай Е. В., Аксёнов В. В. Производство сахаристых продуктов из крахмала (патентный поиск) [Текст] // Современные тенденции технических наук: материалы V Междунар. науч. конф. (г. Казань, май 2017 г.). — Казань: Бук, 2017. — С. 57-60.



Производство различных видов крахмалов и сахаристых крахмалопродуктов постоянно увеличивается и занимает важное место в экономике промышленно развитых стран. Это обусловлено несколькими причинами: наличием широкой возобновляемой сырьевой базы, большим разнообразием технологических свойств крахмалов, возможностью получения широкого диапазона востребованной продукции.

Ключевые слова: крахмалопродукты, патока, мальтозный сироп, глюкоза, патентный поиск

Одними из важнейших продуктов, получаемых из крахмала, являются сахаристые крахмалопродукты: пищевые патоки различного назначения, глюкозо-фруктозные сиропы, глюкоза пищевая, медицинская и микробиологическая, фруктоза, мальтодекстрины и др.

В ряду основных и социально значимых продуктов питания сахар и сахаристые вещества стоят на одном из первых мест и при современном уровне покупательной способности населения являются наиболее доступными продуктами в рационе россиян.

В 2014г. сахарные заводы России выработали более 6100 тыс. т. белого сахара, в том числе из отечественной сахарной свеклы около 4450 тыс. т., а из импортируемого тростникового сахара — сырца 1650 тыс. т. Таким образом, доля импортного сахара составляет около 30 %, что ставит Россию в зависимость от стран экспортеров сахара.

Ликвидировать такое положение в сахароперерабатывающей промышленности только наращиванием производства сахара из отечественной сахарной свеклы невозможно, в связи с неблагоприятными климатическими условиями для выращивания этой культуры в большинстве районов России, трудоемкостью выращивания свеклы, устаревшим оборудованием на действующих производствах. Альтернативными натуральными источниками подслащивающих компонентов являются сахаристые крахмалопродукты: патоки карамельная, глюкозная, глюкозо-мальтозная, глюкозо-фруктозная и другие, которые получают из различных промышленных крахмалоносов: зерна кукурузы, пшеницы, тапиоки [1]. По опубликованным данным производство сахаристых крахмалопродуктов из зернового сырья рентабельнее на 30–45 % производства сахара из сахарной свеклы [2].

В последнее время в промышленно развитых странах свекловичный и тростниковый сахар в рационе питания и при промышленной переработке все больше заменяется сахаристыми крахмалопродуктами. К последним относятся: мальтодекстрины, низкоосахаренная, карамельная, глюкозо-мальтозная, мальтозная и некоторые другие виды крахмальных паток. К продуктам полного гидролиза крахмала относятся: глюкоза кристаллическая моногидратная и глюкоза ангидридная, фруктоза кристаллическая, сиропы глюкозные и глюкозно-фруктозные с различным содержанием фруктозы (от 42 до 95 %) [3].

Сахаристые крахмалопродукты очень широко используются в разных отраслях пищевой промышленности и успешно заменяют традиционные сахара в безалкогольных напитках на 100 %, в кондитерских изделиях до 50 %, при консервировании на 70 %, хлебобулочных изделиях — 25 %, молочных продуктах — 35 % и т. д. В США из 15,6 млн. т выпускаемых подслащивающих веществ более 12 млн. т приходится на сахаристые крахмалопродукты, из которых 9,6 млн. т составляет глюкозо-фруктозные сиропы. В России в 2015г. было произведено около 850 000 т сахаристых крахмалопродуктов, из них примерно 50 % составляла продукция транснациональной компании «Cargill», которая выкупила несколько российских крахмалопаточных заводов. Объём продаж сахаристых крахмалопродуктов за период 2010–2016 г.г. стабильно рос по 4 % в год. За период 2007–2015 гг. стоимостной годовой объём продаж этих продуктов вырос на 79 % с 13 до 23 млрд. руб.

Следовательно, необходим постоянный мониторинг и анализ патентной и научно-технической литературы с целью гибкого реагирования на процессы переработки нативных крахмалов на сахаристые крахмалопродукты, что и послужило основанием для выполнения данного патентного поиска.

RU 2522771 Способ получения сахаристых продуктов из крахмалосодержащего сырья, приоритет 25.09.2012. Цель: ускорение и упрощение процесса деполимеризации крахмала путем смешивания сырья с электроактивированной водой в биореакторе, оснащенном электромешалкой, терморегулятором и ультразвуковым устройством, получение суспензии, разжижение ее амилолитическими ферментами до моносахаридов. Процесс ведут при 60–65оС и рН 4,5–5,5 в течение 4 часов. Патентообладатель ГНУ СибНИИП Россельхозакадемии.

RU 2507866 Сахаристая кормовая добавка для медоносных пчел, приоритет 18.04.2012. Цель: получение корма, максимально приближенного по своему углеводному составу к естественному корму пчел путем ферментативного гидролиза кукурузного крахмала глюкоамилазой, альфаамилазой и стабилизацией продукта дигидрокверцитином 0,2–0,4 мас %. Патентообладатель ГНУ СибНИИП Россельхозакадемии.

RU 2285725 Способ получения сахаристых продуктов из зернового сырья, приоритет 16.11.2004. Цель: Упрощение и ускорение технологического процесса, снижение расхода ферментов, уменьшение энергозатрат. Способ предусматривает обработку сырья в роторно-пульсационном аппарате с помощью мультиэнзимной композиции ферментов при температуре 50–75оС. Патентообладатель ГНУ СибНИТИП СО РАСХН.

RU 2421525 Способ получения патоки из крахмала, приоритет 24.05.2010. Цель: сокращение технологического цикла в результате кавитационной обработки крахмала с применением ферментов и дальнейшей обработки сырья в газовихревом биореакторе с использованием осахаривающих ферментов. Патентообладатели Рамазанов Ю. А., Аксенов В. В.

RU 2265364 Способ получения кормовой патоки, приоритет 18.12.2003. Цель: получение продукта, содержащего легкоусвояемые углеводы путем увлажнения, измельчения и ферментативного гидролиза сырья с последующей его обработкой в кавитаторе комплексом амилолитических ферментов при температуре 43–50оС. Патентообладатель ООО ПО «СИББИОФАРМ».

RU 2562536 Способ получения глюкозо-мальтозной патоки из картофельного крахмала, приоритет 22.06.2012. Цель: получение глюкозо-мальтозной патоки из картофельного крахмала в одну стадию путем гидролиза крахмала термоустойчивыми амилолитическими ферментами, выделенными ранее клостридиями. Патентообладатель ГНУ Красноярский НИИЖ Россельхозакадемии.

RU 96111891 Способ производства глюкозы из крахмала, приоритет 13.06.1996. Цель: улучшение качества готового продукта в результате использования для очистки сиропа и паток озоновоздушной смеси в присутствии активированного угля. Заявитель(и):Никифоров Ю. Н., Ломова Г. П., Морозов Л. А., Рожко А. В., Сарапука В. Я., Бондарь Е. Г.

CN 10361447 A fermentaion production method for aureomycin by utilizing cane molasses in place of a corn starch -Технология производства патоки из тростника с заменой части кукурузного крахмала, приоритет 03.05.2014. Цель: экономия кукурузного крахмала в результате его замены в количестве 15 % тростником мелассы. Патентообладатель Zumadian Huazhong China CO LTD.

CN 1210888 Process for production saccharifiying enzyme waste molasses as main material — Процесс производства осахаривающих ферментов с помощью кукурузного крахмала, приоритет 17.03.1999. Цель: снижение себестоимости осахаривающего фермента. Патентообладатель Univ Qinghua.

RU 2061048 Способ получения крахмальной патоки и устройство для его осуществления, приоритет 10.12.1992. Цель: ускорение процесса получения крахмальной патоки, повышение производительности и упрощение эксплуатации устройства. Способ предусматривает кипячение водной суспензии крахмала с серной кислотой и ее последующей нейтрализации гидратом окиси кальция, перемешивание смеси путем вибрационного воздействия на раствор с интенсивностью 0,8–1,2 квт/м2. Патентообладатель Ещенко Александр Федорович.

RU 2283349 Способ получения патоки из крахмала, приоритет 21.10.2004. Цель: упрощение процесса и ускорение разжижения и осахаривания крахмала путем равномерного распределения ферментных препаратов. В процессе производства осуществляют разжижение крахмала с помощью альфа амилазы и его осахаривание в газовихревом биореакторе при помощи вихревого потока воздуха. Патентообладатель ООО «Сибирская Патока».

RU 2452192 Способ получения кормовой добавки на основе карбамида, патоки и подсолнечного фуза, приоритет 07.05.2010. Цель: повышение биологической полноценности экструдированного корма. Измельченное зерно ржи увлажняют в смесителе подсолнечной фузой (13 %), кормовой патокой (12 %) и карбамидом (15 %). Далее смесь экструдируют 8–10 сек. при температуре 130–140оС и давлении 8–14 МПА. Патентообладатель ГНУ Всероссийский НИИ мясного скотоводства.

RU 2425892 Способ получения мальтозного сиропа, 30.09.2009. Цель: интенсификация процесса получения очищенного мальтозного сиропа из зернового сырья. Сокращение продолжительности процесса гидролиза цельного зернового ячменя. Способ предусматривает клейстеризацию и ферментативный гидролиз измельченного ячменя комплексными ферментными амилолитическими и протеолитическими препаратами, полученными из культур микроорганизмов Bac.subtilis и Penicillium emersonir. Далее ферментные препараты инактивируют, отделяют гидролизат, центрифугируют, фильтруют и сгущают сироп. Патентообладатель ГОУ высшего профессионального образования «Московский государственный университет прикладной биотехнологии».

RU 2602282 Термически ингибированный крахмал и крахмалосодержащие виды муки, приоритет 29.06.2012. Цель: получение термически ингибированного крахмала со стабильной вязкостью непрерывным способом. Нативный крахмал подвергают термической обработке на спирально-вибрационном транспортере в присутствии по меньшей мере 0.1 % по объему кислорода при температуре продукта от 150оС до 200оС. В итоге содержание сухого вещества в крахмале составляет более или равное 98 мас. %. Патентообладатель Аграна Штерке Гмбх (АТ).

RU 2003115346 Способ получения крахмала, приоритет 23.05.2003. Цель: глубокая переработка крахмалосодержащего сырья с целью повышения выхода готовой продукции. Суспензию крахмалосодержащего сырья обрабатывают в гомогенизаторе в гидроимпульсном режиме при частоте импульсов 0,5–2,5 Гц, а на стадии промывки крахмала его суспензию обрабатывают водным раствором гидроокиси алюминия до величины рН 7,0–8,0. Заявитель(и):Малышев Роман Михайлович, Бомштейн Виктор Евгеньевич, Золотников Александр Николаевич, Малиновский Владимир Николаевич.

RU 2003138276 Способ получения кормовой патоки, приоритет 18.12.2003. Цель: интенсификация процесса получения кормовой патоки из зерна. Предварительно измельченное до размеров 2–4мм зерно подают в кавитатор, в котором происходит его дальнейшее измельчение до молекулярного уровня. Одновременно в кавитаторе проводят обработку зерна бактериальной альфа–амилазой и ксиланазой при температуре 43–50оС и рН 5,5–6,0. Заявитель ООО «Биотехнологии».

RU 2013449 Способ получения сахаросодержащего продукта из ржаной муки, приоритет 08.04.1992. Цель: экономия ферментных препаратов за счет максимального использования собственных ферментов муки. Мучную суспензию разжижают собственными амилолитическими ферментами муки, процесс ведут при температуре 56–65оС и рН 4,5–5,0 в течение 10–30 мин. Далее для гидролиза используют фермент глюкоамилазу и процесс продолжают в течение 5–22ч при 56–65оС. Патентообладатель Попадич Инесса Александрова.

RU 2085590 Способ получения сахаристых продуктов из ржи, 16.05.1995. Цель: сокращение затрат ферментных препаратов, повышение выхода гидролизата и снижение его вязкости для увеличения фильтрационной способности. Предварительно подготовленную разжиженную суспензию из ржи подвергают термообработке при 120–125С. Для гидролиза используют ферменты цитазу, альфа-амилазу, процесс осуществляют в течение 16–20 часов, его контролируют по величине рН и температуре. Патентообладатель Всероссийский НИИ крахмалопродуктов.

RU 1337412 Способ получения глюкозосодержащего сиропа, приоритет 03.10.1985. Цель: снижение расхода ферментных препаратов и удешевление процесса. На первой стадии проводят ферментативное разжижение исходной крахмальной суспензии и термообработку частично ожиженного крахмала. Охлаждение суспензии осуществляют в 2 ступени. После первой ступени охлаждения выделяют жиробелковые примеси. На 2-ой стадии проводят ферментативное осахаривание и очистку полученного сиропа. Выделение жиробелковых примесей после первой ступени охлаждения позволяет уменьшить расход ферментов и удешевить процесс. Патентообладатель Научно-производственное объединение по крахмалопродуктам.

В результате анализа представленной патентной информации можно сделать вывод, что проблема производства сахаристых продуктов из зернового крахмала является актуальной для РФ, за рубежом интерес к выработке сахаристых продуктов из крахмала значительно ниже. Спектр готовой продукции достаточно широк и включает: пищевую и кормовую патоки, мальтозный сироп, глюкозу, кормовые добавки на основе патоки. Анализ выявил основных патентообладателей: научно-исследовательские институты Россельхозакадемии, университеты, научно-производственные объединения и в отдельных случаях физические лица.

Интерес к данной проблеме появляется после 2009 года. В предшествующие годы замечена тенденция получения сахаристых продуктов из зерна ржи, ячменя, пшеницы и отходов их производства, В последующие годы акцент сместился на производство патоки из кукурузного крахмала. В области производства патоки из картофеля информация очень ограничена.

В большинстве патентов на изобретение ставится задача интенсификации технологических процессов, улучшение качества готовой продукции, экономии ферментных препаратов.

Литература:

  1. Аксёнов В. В. Комплексная переработка растительного крахмалосодержащего сырья в России // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. — 2007. № 4. — С. 213–218.
  2. Андреев Н. Р. Основы производства нативных крахмалов — М.: Пищепромиздат, 2001. — 289 с.
  3. Лукин Н. Д., Бородина З. М., Папахин А. А. Исследование действия амилолитических ферментов на нативный крахмал различных видов в гетерогенной среде // Достижения науки и техники АПК. — 2013. — № 10. — С. 62–64.
Основные термины (генерируются автоматически): Способ получения, кукурузного крахмала, Способ получения кормовой, получения кормовой патоки, Способ получения патоки, Способ получения сахаристых, получения сахаристых продуктов, получения крахмальной патоки, гидролиза крахмала, Патентообладатель ГНУ, Способ получения крахмала, ферментных препаратов, производства патоки, картофельного крахмала, глюкозо-мальтозной патоки, крахмалосодержащего сырья, процесса получения, зернового сырья, гидролиза кукурузного крахмала, получения глюкозо-мальтозной патоки.

Ключевые слова

патока, глюкоза, крахмалопродукты, мальтозный сироп, патентный поиск

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос