Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Долганюк В.Ф. 1 Асякина Л.К. 1 Линник А.И. 1 Носкова С.Ю. 1

---

1 ФГБОУ ВО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)»

Проведены исследования качественных характеристик порошка лактулозы с целью подтверждения целесообразности использования подобранных параметров распылительной сушки. После определения оптимальных параметров, обеспечивающих наибольший выход порошка лактулозы, обладающего требуемыми показателями качества, были проведены исследования физико-химических показателей и количественного состава сухой лактулозы. Для определения количественного состава лактулозы использовался метод газожидкостной масс-спектрометрии. Результаты анализа позволяют сделать вывод о том, что качественный и количественный состав порошка лактулозы отвечает требованиям, предъявляемым нормативными документами. Массовая доля лактулозы в готовом продукте составляет 75,2 ± 0,2 %. Потери же готового продукта составляют не более 3,5 %, что является допустимым значением при использовании распылительной сушки. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что подобранные параметры сушки обеспечивают не только наибольший выход продукта, но при этом качественные показатели полученной лактулозы удовлетворяют требованиям, предъявляемым нормативной документацией.

Статья в формате PDF

1680 KB

лактулоза

пребиотик

распылительная сушка

хроматография

массовая доля

1. Гаврилов Б.Г. Исследование параметров изомеризации лактозы / Б.Г. Гаврилов, Г.Б. Гаврилов // Техника и технология пищевых производств. – 2009. – № 2. – С. 87–90.

2. Гаврилов Г.Б. Развитие пробиотической микрофлоры в продукте с лактулозой / Г.Б. Гаврилов // Молочная промышленность. – 2006. – № 6. – С. 61–62.

3. Остроумов Л.А. Способы получения и использования лактулозы / Л.А. Остроумов // Молочная промышленность. – 2006. – № 3.– С. 52.

4. Рябцева С.А. Получение и применение лактулозы / С.А. Рябцева // Переработка молока. – 2007. – № 8. – С. 32–35.

5. Рябцева С.А. Технология лактулозы / С.А. Рябцева.– М.: ДеЛи принт, 2003. – 229 с.

6. Храмцов А.Г. Инновационные технологии получения лактулозы / А.Г. Храмцов // Переработка молока. – 2011. – № 7. – С. 38–40.

7. Храмцов А.Г. Новые направления в разработке продуктов функционального питания / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, С.А. Рябцева // Сборник научных трудов. Серия «Продовольствие». – Ставрополь: СевКавГТУ, 2005. – Выпуск 8. – С. 14–20.

8. Храмцов А.Г. Современные представления о значимости лактозы и её производных / А.Г. Храмцов // Молочная промышленность. – 2007. – № 2. – С. 52.

9. Харитонов В.Д. Способы получения сухой лактулозы / В.Д. Харитонов, Ю.И. Филатов, Д.В. Харитонов // Молочная промышленность. – 2000. – № 4. – С. 17–18.

10. Lactulose mediates suppression of dextran sodium sulfate-induced colon inflammation by increasing hydrogen production / X. Chen, X. Zhai, J. Shi at al. // Digestive Diseases and Sciences. – 2013. – Vol. 58. – P. 1560–1568.

11. Olano A. Changes in the carbohydrate fraction of milk during heating processes / A. Olano, M. Calvo, V. Corzo. // Food Chem. – 1989. – Vol. 31. – P. 259–265.

12. Jeffrey G.A. Crystal structure and n.m.r. analysis of lactulose trihydrate / G.A. Jeffrey, D. Huang, P.E. Pfeffer // Carbohydr. Res. – 1992. – Vol. 226. – P. 29–42.

13. Using a simplex centroid to study the effects of pH, temperature and lactulose on the viability of Bifidobacterium animalis subsp. lactis in a model system / C. Altieri, A. Bevilacqua, M. Perricone at al. // Anaerobe.– 2013.– Vol. 23. – P. 23–26.

Лактулоза – углевод, относящийся к классу олигосахаридов и подклассу дисахаридов, его молекула состоит из остатков галактозы и фруктозы.

Лактулоза представляет собой белое кристаллическое вещество, не имеющее запаха, хорошо растворимое в воде. Данный пребиотик слаще, чем лактоза, но является менее сладкой по сравнению с сахарозой.

Лактулоза является углеводом, обладающим рядом ценных и уникальных потребительских свойств, в числе которых: значительная физиологическая активность, возможность сохранять полезную микрофлору кишечника, применение при лечении и профилактике ряда заболеваний печени и ЖКТ; высокая растворимость, возможность сравнительно долго сохранять свои полезные свойства как в сухом виде, так и в сиропах; сладость (0,6 баллов); некариогенность; отличное взаимодействие с остальными компонентами пищи [6, 24, 46].

Уже более 20 лет лактулоза является признанным бифидус-фактором и как следствие, – широко применяется во многих странах мира.

Наиболее распространенным способом, применяемым для получения мелкодисперсной пищевой и фармацевтической лактулозы, является распылительная сушка. Она может проводиться в большом диапазоне рабочих температур, процесс характеризуется малым временем контакта материала с горячим теплоносителем и высокой производительностью по испаренной влаге.

Считается, что сухие порошки лактулозы являются более технологичными в использовании. На данный момент запатентован ряд технологий получения лактулозы разнообразными способами сушки. Основной проблемой существующих технологий распылительной сушки растворов лактулозы является наличие дорогостоящих связующих компонентов – катализаторов и стабилизаторов.

В связи с этим разработка технологии получения сухой лактулозы способом распылительной сушки является актуальным и перспективным направлением.

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования выполнены в лаборатории научно-исследовательского института биотехнологии ФГБОУ ВО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)».

Объектом исследования явился раствор с массовой долей лактулозы 50 %, предоставленный фирмой ООО «Шехонь-Л» (г. Ярославль, Россия).

Образцы сушили на распылительной сушке Mini Spray Dryer (Buchi, Sweden), позволяющей получать готовый продукт с размером частиц 1–25 мкм. Массовую долю сухих веществ в растворах лактулозы определяли рефрактометрически по ГОСТ 24908-84.

Массовую долю лактулозы и других углеводов в растворах и сухой лактулозе определяли методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) с помощью хроматографа GCMS-QP2010 Ultra (Shimadzu, Japan).

Результаты исследования и их обсуждение

В процессе разработки технологии получения сухой лактулозы методом распылительной сушки были подобраны параметры, обеспечивающие максимальный выход продукта, качественные показатели которого отвечают требованиям нормативных документов.

С целью подтверждения результатов исследования качественных показателей сухой лактулозы проведен хроматографический анализ полученного образца и исходного раствора лактулозы (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Газожидкостная хроматограмма раствора с массовой долей лактулозы 50 %

Таблица 1

Таблица пиков газожидкостной хроматограммы раствора с массовой долей лактулозы 50 %

Рис. 2. Газожидкостная хроматограмма сухой лактулозы.

Таблица 2

Таблица пиков газожидкостной хроматограммы сухой лактулозы

Углеводы определяли методом газожидкостной хроматографии, как наиболее доступным и изученным. Метод основывается на переводе сахаридов в летучие триметилсилильные производные, которые впоследствии разделяются на ГЖХ-колонке и определяются пламенно-ионизационным детектором.

Как показали результаты исследований, метод ГЖХ имеет высокую точность и разрешающую способность, позволяет качественно и количественно определять лактулозу в присутствии альфа- и бета-форм лактозы, галактозы, глюкозы, тагатозы, фруктозы и других углеводов.

Из анализа хроматограмм, приведенных на рис. 1 и 2, установлено, что концентрация лактулозы в исходном сиропе составляет 50 %, а в высушенном продукте 48,2 %. Таким образом, в результате химических превращений потери лактулозы после высушивания составляют 3,5 %, что не превышает допустимого значения при использовании распылительной сушки.

Результаты исследования физико-химических показателей сухой лактулозы представлены в табл. 3.

Таблица 3

Физико-химические показатели сухой лактулозы

По результатам исследований массовая доля лактулозы в готовом продукте составила 75,2 %, что удовлетворяет норме, равной 75 %. Массовая доля остальных углеводов составляет 24,8 %, что ниже нормируемого значения, равного 25 %. В число сопутствующих углеводов входит лактоза, массовая доля которой составляет 13,1 %. Лактоза в сиропе представлена α- и β-изомерами. Также в растворе присутствует галактоза, массовая доля которой составляет 11,7 % от общей массы углеводов в образце.

Исходя из физико-химических показателей сухой лактулозы, можно сказать, что готовый продукт отвечает требованиям качества, предъявляемым к сухим порошкам лактулозы.

Заключение

Проведены исследования качественных характеристик порошка лактулозы с целью подтверждения целесообразности использования подобранных параметров распылительной сушки. Для определения количественного состава лактулозы использовался метод газожидкостной масс-спектрометрии. Результаты анализа позволяют сделать вывод о том, что качественный и количественный состав порошка лактулозы отвечает требованиям, предъявляемым нормативными документами. Массовая доля лактулозы в готовом продукте составляет 75,2 ± 0,2 %. Потери же готового продукта составляют не более 3,5 %, что является допустимым значением при использовании распылительной сушки. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что подобранные параметры сушки обеспечивают не только наибольший выход продукта, но при этом качественные показатели полученной лактулозы удовлетворяют требованиям, предъявляемым нормативной документацией.

Библиографическая ссылка