Способ получения β-циклодекстрина

Способ получения β-циклодекстрина

Реферат

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения циклических комплексообразователей, в частности β-циклодекстрина.

Известен способ получения β-циклодекстрина, предусматривающий приготовление крахмальной суспензии, ее клейстеризацию и разжижение ферментным препаратом α-амилазы, добавку в полученный продукт ферментного препарата циклодекстринглюканотрансферазы (ЦГТ-азы) и комплексанта, проведение процесса циклизации, удаление комплексанта кипячением, очистку механических примесей, попавших с крахмалом, очистку активным углем, концентрирование полученного сиропа, кристаллизацию и высушивание циклодекстрина (Абелян В.А. Циклодекстрины: получение и применение. Ереван, 2001, сс. 68-79; Szejtli J. Cyclodextrin Technology, Kluwer, 1984).

Использование в качестве исходного сырья крахмала приводит к усложнению процесса производства циклодекстрина. Необходимо проводить операции по ферментативному разжижению крахмала и применению механической очистки полученных после циклизации сиропов от примесей крахмала. Кроме этого, использование крахмала, содержащего примеси, снижает эффективность действия ферментного препарата ЦГТ-азы вследствие связывания части его с жировыми включениями крахмала, что приводит к значительному усложнению технологического процесса получения циклодекстрина. Для получения циклодекстрина по этому способу требуется наличие линии по ферментативному разжижению крахмала, что влечет за собой значительный расход тепловой и электрической энергии. Кроме этого, необходимо наличие станции отделения попавших с крахмалом механических примесей - белка и жира - путем фильтрования через фильтровальные порошки. Недостатками этого способа являются значительный дополнительный расход капиталовложений при строительстве линии производства циклодекстрина, повышенный расход тепловой и электрической энергии при ее эксплуатации.

Технический результат изобретения заключается в оптимизации технологического процесса, увеличении выхода β-циклодекстрина, повышении его качества и снижении расхода тепловой и электрической энергии при производстве циклодекстрина.

Этот результат достигается тем, что способ получения β-циклодекстрина предусматривает приготовление суспензии мальтодекстрина с глюкозным эквивалентом 2-7%, внесение в него ферментного препарата циклодекстринтрансферазы, комплексанта, проведение процесса циклизации, удаление комплексанта кипячением, очистку сиропа активным углем, его концентрирование выпариванием, кристаллизацию β-циклодекстрина, центрифугирование и высушивание.

Для очистки сиропов используют активный уголь.

Изобретение поясняется рисунками, на которых схематично изображена технологическая схема известного способа (Рис. 1) и технологическая схема предложенного способа (Рис. 2).

Способ осуществляют следующим образом.

Мальтодекстрин растворяют в горячей воде с температурой 70-75°C концентрацией 30-35%. Приготовленный раствор доводят до оптимальной температуры и величины pH, далее в него добавляют ферментный препарат ЦГТ-азы «Торузим», полученный из штамма Bacillus licheniformus, комплексант - трихлорэтилен. Оптимум действия препарата - температура 50-55°C, величина pH 5,0-5,5. Реакционную смесь перемешивают, и после окончания процесса циклизации ее кипятят в течение 20 минут для удаления комплексанта, концентрируют выпариванием до 40-45%, очищают активным углем и кристаллизуют с понижением температуры до 20-25°C. Утфель, полученный при кристаллизации, центрифугируют, а выделенный осадок, представляющий кристаллический β-циклодекстрин, высушивают и упаковывают.

Пример

Сухой мальтодекстрин в количестве 1000 г с глюкозным эквивалентом 3% растворяют в 3000 г воды. В полученном растворе путем добавления бикарбоната натрия или хлористоводородной кислоты устанавливают величину pH до 5,0-5,5. Раствор нагревают до температуры 55°C и помещают в емкость, оборудованную мешалкой. В раствор добавляют 10 г ферментного препарата ЦГТ-азы «Торузим» активностью 3 KNU/g, в качестве комплексанта - 150 мл трихлорэтилена. Для проведения процесса циклизации полученную смесь выдерживают в течение 48 ч при постоянной температуре и перемешивании. По окончании процесса циклизации реакционную смесь кипятят в течение 20 мин, при этом пар, содержащий трихлорэтилен, пропускают через холодильник, конденсируют и отстаивают для выделения комплексанта, который может быть использован повторно. Полученный сироп после кипячения подвергают очистке активным углем в количестве 20 г в течение 20 мин и отфильтровывают, далее его уваривают до сухих веществ 45%. Концентрированный сироп медленно охлаждают до температуры 20°C при перемешивании, полученный продукт, содержащий кристаллы циклодекстрина, центрифугируют. Осадок в количестве 400 г высушивают и упаковывают как готовую продукцию - β-циклодекстрин. Оттек утилизируют как корм или частично возвращают в производство.

Способ получения β-циклодекстрина, предусматривающий приготовление суспензии мальтодекстрина с глюкозным эквивалентом 2-7%, внесение в него ферментного препарата циклодекстринтрансферазы, комплексанта, проведение процесса циклизации, удаление комплексанта кипячением, очистку сиропа активным углем, его концентрирование выпариванием, кристаллизацию β-циклодекстрина, центрифугирование и высушивание.