Технология производства сахарозаменителей

Употребление сахарозы или любого другого натурального саха­ра даже при рациональном подходе в ряде случаев вызывает разви­тие атеросклероза, диабет, прибавление в весе и ряд других патоло­гий. Поэтому большое внимание уделяется изысканию эквивалент­ных вкусовых сахарозаменителей не сахаристой природы. Соедине­ния, обладающие сладким вкусом, могут быть разделены на две группы: природные органические соединения - белки, дипептиды и другие натуральные соединения и вещества, полученные путем хи­мического синтеза.

Как правило, при выборе сахарозаменителей большое внимание уделяется их способности включаться в метаболизм, калорийности, безопасности для здоровья человека, а также себестоимости и тех­нологии получения. На сегодняшний день в научной литературе опи­сано большое количество сахарозаменителей, но по разным причи­нам реально в практике применяется только их небольшая часть.

К натуральным сладким соединениям относятся моносахариды и низкомолекулярные олигосахариды, продукты гидролиза крахмала и частичной изомеризации - смесь глюкозы и фруктозы, а также со­единения неуглеводного типа.

В пересчете на сахарозу, использование сахарозаменителей в США и Западной Европе составляет 55-56 кг в год на душу насе­ления.

Сахарозаменитель сахарин, получаемый химическим синтезом и в течение нескольких десятков лет интенсивно используемый в кон­дитерской промышленности, сегодня полностью вытеснен новыми натуральными, низкокалорийными сахарозаменителями, напри­мер, метилированным дипептидом аспартамом, производимым био­технологическим методом. Аспартам (торговое название " Нутрисвит") широко применяется в производстве диетических напитков.

При синтезе аспартама аминокислота фенилаланин является са­мым дорогим компонентом, ее в большом количестве получают пу­тем культивирования соответствующего продуцента. Токсикологи­ческие исследования в течение десяти лет предшествовали примене­нию аспартама в производстве пищевых продуктов.

Среди большого числа других сахарозаменителей заслуживает внимания стевиозид, содержащийся в растении Stevia vebaudiana, распространенном в Южной Америке. Это растение культивируется на Черноморском побережье, дает хороший урожай в виде сладких листьев. Широкое использование стевиозида в пищевой промышленности пока ограничено ввиду сложности его получения в чистом виде.

Сахарозаменители другого типа — флавонол-7-глюкозиды -содержат цитрусовые растения. В результате незначительной хи­мической модификации этих соединений образуются дигидрохалконы, которые намного слаще сахара. Наибольший интерес сре­ди этих соединений представляют нарингениндигидрохалкон, неогесперединдигидрохалкон и гесперединдигидрохалкон-4-ß -D-глюкозид. Последние два соединения в 300 раз слаще сахарозы. Что касается нарингениндигидрохалкона, характеризующегося незначительной токсичностью, то это соединение в 2000 раз сла­ще сахарозы. В США нарингениндигидрохалкон выпускается в промышленных масштабах.

Хорошим сырьем для получения неогесперединдигидрохалкон-4-ß -глюкозида является цитрусовый отжим, накапливающийся при переработке цитрусовых (получение сока).

Тауматин - соединение белкового происхождения. В промыш­ленных масштабах тауматин получают экстракцией из плодов этого рас­тения.Из всех известных сегодня сахарозаменителей это соединение - самое сладкое.

Сахарозаменители используются в производстве разных напит­ков (алкогольных и безалкогольных), варений, джемов, пирожных, конфет, жевательных резинок и других сладких продуктов.

С уверенностью можно констатировать, что производство и продажа сахарозаменителей в ближайщем будущем (10 лет) будут увеличиваться, на это указывают данные последних лет (годовой рост потребления составляет 8-9%).

Кроме того, биотехнологические процессы применяются в хлебопечении, производстве пищевых органических кислот (уксусная, лимонная кислота), вкусовых добавок (араматизаторы), в выращивании грибов, а также в других отраслях пищевой промышленности.

Вопросы для самопроверки

1. Какова технологическая схема производства алкогольных напитков?

2. Какие существуют сахарозаменители, их преимущества перед сахаром?

Тема 10. Вторичное сырьё используемое в биотехнологическом производстве

1. Растительное сырьё.

2. Промышленные отходы.

3. Отходы животноводства.

Для выращивания микроорганизмов могут использоваться различные виды сырья: отходы древесного и сельскохозяйственного растительного сырья, суль­фитные щелоки, жидкие и газообразные углеводороды, метиловый и этиловый спирты, отходы сельского хозяйства, пищевой, рыбной и мясоперерабатывающей промышленности. К используемым отходам сельского хозяйства, плодо- и лесо­перерабатывающей промышленности относятся: хлопковая и рисовая шелуха, кукурузная кочерыжка, подсолнечная лузга, гузапай (стебли хлопчатника), солома, оболочка какао-бобов, скорлупа кокосовых орехов, кожура фруктов, овощей, листья. жмых, мякина, выжимка плодов и овощей, капустная и картофельная мезга, на­воз, кора, хвоя, опилки, древесное волокно, листья, щепа, ветки, обрезки древе­сины, городские отходы, старая бумага, картон, сточные воды.

Различный состав сырья, неодинаковые количественные и качественные характеристики источников углерода, азота и других необходимых для жизнедея­тельности микроорганизмов соединений дают разный выход биомассы микроор­ганизмов из 1 кг абсолютно сухого сырья (в кг): отходы древесного и сельскохо­зяйственного сырья 0, 18-0, 22, сульфитные щелоки 0, 01-0, 02, н-парафины 0, 80-1, 00, газообразные углеводороды 0, 80-1, 00, метанол 0, 40-0, 45, этанол 0, 45-0, 50, свекловичная меласса 0, 22-0, 26, молочная сыворотка 0, 02-0, 03.