РАБОТА 7. Выделение полифруктозанов из растительного сырья

В последние годы отмечается устойчивая тенденция снижения потребления сахара в развитых странах с одновременным ростом потребления альтернативных подслащивающих средств, среди которых особое место занимают фруктозные сиропы и кристаллическая фруктоза. Только в Москве потребность составляет свыше 2,5 тыс. т фруктозного сиропа в год, а по России – около 100 тыс. т в год.

Основное направление использования фруктозного сиропа – диетотерапия больных сахарным диабетом, а также людей, предрасположенных к диабету.

Продолжается поиск новых источников для получения фруктозы и фруктозных сиропов. Одним из вариантов может быть получение фруктозы из инулина – резервного полисахарида ряда растений семейства сложноцветных.

Высокомолекулярные полисахариды группы полифруктозанов являются запасной формой многих растений – инулы высокой, лопуха войлочного, цикория, кузинии тенистой, девясила, георгина, топинамбура и др.

Для промышленного получения основным сырьем могут служить топинамбур (земляная груша), цикорий и георгины, среднемассовое содержание инулина в которых составляет соответственно 14, 23 и 37%, но выход инулина от веса клубней георгина составляет всего 6,6%. Учитывая высокую урожайность топинамбура – от 38 до 65 т/га, его ценные агротехнические свойства (неприхотливость, возможность произрастания на одном месте в течение 30÷40 лет, возможность механизированной уборки, способность клубней сохраняться в земле при низкой температуре), достаточно высокое содержание инулина в клубнях – 11÷17%, а также доступность, источником выделения инулина выбраны клубни топинамбура – Helianthus tuberosus.

Из инулина можно получить и целый ряд других химических продуктов – этанол, ацетон, бутанол, глицерин и др. Инулин применяется в медицинской практике при проведении диагностики функции почек, а также для транспортировки лекарственных препаратов при лечении некоторых заболеваний урологического характера. Некоторые производные инулина обладают противоопухолевыми свойствами. Имеются также данные об образовании инулином комплексов с кальцием, барием, стронцием, что делает его ценным препаратом для выведения тяжелых металлов из организма.

Из клубней топинамбура при урожайности 55÷60 т/га возможно получение 1,6÷2,0 т инулина. Сок, получаемый при сухом отжатии измельченных клубней топинамбура, содержит до 250 г сахаров в 1 л. В зависимости от сорта клубни содержат 74÷79% воды, 2÷4% азотистых веществ, до 6% сахарозы и 11÷12% инулина, 2÷3% клетчатки.

Степень полимеризации инулина 38÷45, молекулярная масса (162,14)n, макромолекула его легко гидролизуется, что обусловлено присутствием остатков фруктозы в фуранозной форме. При полном гидролизе полисахарида образуется 94÷97% фруктозы и 3÷6% глюкозы.

Извлечение полисахаридов из растительного сырья – фитополисахаридов осуществляется экстракцией с последующим постадийным удалением сопутствующих веществ.

Цель работы: Выделение инулина из клубней или зеленой массы топинамбура.