AT262184B

AT262184B - Verfahren zur Herstellung von zuckerähnlichen, nicht vergärbaren und höchstens schwach hygroskopischen Produkten aus bei Verzuckerung Dextrose, Maltose oder Dextrose und Maltose gebenden Polysacchariden

Info

Publication number: AT262184B
Application number: AT397764A
Authority: AT
Inventors: Ernst Ing Conrad
Original assignee: Lyckeby Staerkelsefoeraedling
Priority date: 1963-05-06
Filing date: 1964-05-05
Publication date: 1968-06-10

Description

Verfahren zur Herstellung von zuckerähnlichen, nicht vergärbaren und höchstens schwach hygroskopischen Produkten aus bei Verzuckerung Dextrose, Maltose oder
Dextrose und Maltose gebenden Polysacchariden
An Stelle von Zucker werden in erheblichem Umfang andere zuckerähnliche und süss schmeckende Produkte angewendet, wobei man in den meisten Fällen darauf Wert legt, dass diese zuckerähnlichen Produkte nicht vergärbar sind und unter Einwirkung von Mikroorganismen keine sauren Spaltungsprodukte, wie z. B. Milchsäure, geben. Diese sauren Spaltungsprodukte werden nämlich als in erster Linie für die Karies-Gefährdung der Zähne bei starkem Konsum von zuckerhaltigen Erzeugnissen, wie Bonbons, Konfekt und andern Süssigkeiten, als verantwortlich angesehen.

Zu den am meisten angewendeten zuckerähnlichen Produkten, die industriell hergestellt werden, gehören die sogenannten Zuckeralkohole, insbesondere Sorbit. Als Ausgangsmaterialien können hiebei solche Polysaccharide, insbesondere Stärke, angewendet werden, die bei der Verzuckerung hauptsächlich Traubenzucker (Dextrose) liefern. Der Zucker (Dextrose) wird dann in Gegenwart eines geeigneten Katalysators mit Wasserstoff reduziert. Die Verzuckerung des als Ausgangsmaterial dienenden Polysaccharids, wie Stärke, wird entweder durch saure Hydrolyse oder auf enzymatischem Wege vorgenommen. Bisher war man der Ansicht, dass es zweckmässig sei, die Verzuckerung soweit als möglich durchzuführen und bei den bekannten Verfahren arbeitete man so, dass der Dextrosegehalt des verzuckerten Ausgangsmaterials einen Dextrose-Äquivalentwert von etwa 901o aufwies.

Diese Dextrose wurde dann in vielen Fällen nach auf bekannte Weise durchgeführter Reinigung direkt zu Sorbit hydriert. Die in der Dextroselösung enthaltenen restierenden 1Cf1/o Kohlenhydrate bestanden im wesentlichen aus sogenannten wasserlöslichen Dextrinen. Diese wasserlöslichen Dextrine wurden als unerwünscht und die Qualität des erhaltenen Sorbits herabsetzend angesehen, weswegen die durch die Verzuckerung erhaltene Dextroselösung gewöhnlich vor ihrer Eindunstung einer Umkristallisation zwecks Entfernung dieser wasserlöslichen Dextrine unterworfen wurde.

Wenn man eine auf die erwähnte Weise gewonnene Dextroselösung, die höchstens 1Cf1/o anderer Kohlehydrate als Dextrose enthält, hydriert, so erhält man einen Sorbitsirup, der stark hygroskopisch ist. Diese Eigenschaft des Sorbitsirups ist für viele Zwecke ausgenutzt worden, in denen es auf die Verhinderung von Austrocknung ankommt. Häufig genügt schon ein lomiger Sorbitzusatz, um die Wasserabgabe und damit die Austrocknung erheblich zu verzögern.

Aus dem Sorbitsirup kann man durch Alkoholzusatz oder durch Ausfrieren das Sorbit in Form eines weissen, fein kristallinen Pulvers erhalten, das nach Trocknung zu festen Produkten gepresst werden kann.

Wird der Sorbitsirup zur Trockne eingedampft, so erhält man eine karamellähnliche, halbfeste Masse, die jedoch beim Lagern schnell aus der umgebenden Luft Feuchtigkeit aufnimmt und wieder in flüssige Form übergeht. Dies kann nur durch Zusatz von grossen Mengen fremder, trocknend wirkender Stoffe verhindert werden.

Wie schon erwähnt, hat man Sorbit im Hinblick auf seine Ähnlichkeit mit Zucker, insbesondere

seinen süssen Geschmack, und seine Unvergärbarkeit, wodurch die Bildung saurer, zu Karies Veranlassung gebender Spaltungsprodukte vermieden wird, schon für die Herstellung von Bonbons, Konfekt und andern
Süssigkeiten zu verwenden versucht. Hiebei wirkte sich aber die Hygroskopizität des Sorbits nachteilig aus. Ein weiterer Nachteil des Sorbits ist die deutlich vorhandene, wenn auch nur relativ schwache laxative Wirkung.

Das gemäss der Erfindung aus bei der Verzuckerung Dextrose und Maltose gebenden Polysacchariden, insbesondere Stärke, erhaltene Produkt hat gegenüber den im vorstehenden behandelten, zu ungefähr aus 9 o Sorbit bestehenden Produkten erhebliche Vorteile, insbesondere ist es höchstens schwach hygro- skopisch. Ausserdem hat das neue Produkt keine oder nur eine äusserst geringe laxative Wirkung. Die bei der Hydrierung erhaltene Lösung kristallisiert auch bei starker Abkühlung nicht und kann zu einer festen und formbaren Masse eingedampft werden, die ihre Struktur unter unbegrenzt langer Zeit auch in stark feuchter Luft beibehält.

Dem neuen Produkt kommen die Vorteile des Sorbits in bezug auf den zucker- ähnlichen Charakter und das Fehlen der Vergärbarkeit durch die gewöhnlich vorkommenden Gärungs-
Mikroorganismen zu ; es hat aber den grossen Vorteil gegenüber dem Sorbit, höchstens schwach hygro- skopisch zu sein.

Im Gegensatz zu den vorbekannten Arbeitsweisen wird erfindungsgemäss das als Ausgangsmaterial dienende Polysaccharid, insbesondere die Stärke, nicht möglichst weitgehend verzuckert, sondern nur bis zum Erhalt eines 15- bis 75,,/oigen Dextrose-Äquivalentwertes. Der verbleibende, nicht in Dextrose und Maltose übergeführte Anteil des Polysaccharids besteht auch in diesem Fall aus wasserlöslichen
Dextrinen und durch die Einstellung auf einen bestimmtenDextrose-und Maltosegehalt zwischen 15 und 75% Dextrose-Äquivalentwert kann man die Eigenschaften des nach der Hydrierung erhaltenen Produktes, insbesondere die restierende Hygroskopizität und laxative Wirkung, weitgehend variieren.

Während auf gewöhnliche Weise hergestellter Sorbit in vielen Fällen die Anwendung von Füllmitteln, insbesondere solchen von Gummi arabicum-Charakter, notwendig macht, ist dies bei dem erfindungsgemäss herge- stellten Produkt nicht der Fall.

Die Hydrierung des bis zum Erhalt eines 15-bis 75loigen Dextrose-Äquivalentwertes verzuckerten Polysaccharids kann anschliessend an der gegebenenfalls auch gleichzeitig mit der Verzuckerung des als Ausgangsmaterial angewendeten Polysaccharids erfolgen. Wie schon gesagt, kommt als anwendbares Ausgangsmaterial vor allem Stärke, aber unter anderem auch Cellulose, in Betracht, da ja auch die Cellulose bei der Verzuckerung Dextrose gibt.

Wenn man Stärke als Ausgangsmaterial anwendet, können die verschiedensten Typen von Stärke, wie z. B. Mais-oder Kartoffelstärke, angewendet werden. Die Verzuckerung der Stärke geschieht auf an und für sich bekannte Weise durch saure Hydrolyse oder auf enzymatischem Wege. Der Verzuckerungsgrad wird, wie schon erwähnt, je nach den Eigenschaften des gewünschten Endproduktes auf einen Dextrose-Äquivalentwert von 15 bis 75% eingestellt. Wünscht man ein Produkt zu erhalten, das praktisch überhaupt nicht hygroskopisch ist, so führt man die Verzuckerung nur bis zu einem Dextrose-Äquivalentwert von etwa 205to durch.

Bei der Herstellung von wasserfreien Bonbons erhält man befriedigende Resultate und nicht zerfliessende Bonbons, die unbeschränkt lagerungsfähig sind, wenn man die Verzuckerung bis zu einem Dextrose-Äquivalentwert von 20 bis 601o durchführt. Bei Fruchtpasten, die eine gewisse Geschmeidigkeit aufweisen sollen, kann die Verzuckerung mit Vorteil bis zu einem höheren Verzuckerungsgrad, der einem Dextrose-Äquivalentwert von mehr als 601o entspricht, durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäss aus dem als Ausgangsmaterial angewendeten Polysaccharid, insbesondere Stärke, erhaltene Verzuckerungsprodukt mit einem Dextrose-Äquivalentwert von 15 bis 75% wird dann in an und für sich bekannter Weise katalytisch hydriert, wobei die Dextrose und Maltose in Sorbit übergeführt wird. Die hygroskopischen Eigenschaften des Sorbits werden aber hiebei durch die in dem Produkt enthaltenen Dextrine blockiert. aber. wie gesagt, hat das erhaltene Produkt, das für die Herstellung von üblicherweise grössere Mengen Zucker enthaltenden Lebens- und Genussmitteln, wie Bonbons, Konfekt, Süssigkeiten, Fruchtpasten, Backwerk, geeignet ist, die gleichen zuckerähnlichen Eigenschaften, wie Sorbit bzw. ist die Zuckerähnlichkeit noch grösser, da ja bekannterweise Saccharose nicht nennenswert hygroskopisch ist.

In manchen Fällen ist es nicht möglich, die Hydrierung so weit zu treiben, dass das Hydrierungprodukt vollständig frei von Dextrose und Maltose ist ; vielmehr weist das Hydrierungsprodukt dann noch einen kleinen Restzuckergehalt von bis zu 1% auf. Für viele Verwendungszwecke stört dieser geringe Restzuckergehalt nicht ; dagegen dann, wenn man darauf Wert legt ein Produkt zu erhalten, das überhaupt keinen vergärbaren Zucker enthält, kann dieser Restzuckergehalt störend sein. Dieser kann dann

entweder durch Vergärung entfernt werden, wobei man solche Hefekulturen anwenden kann, die bei der Vergärung Alkohol, Milchsäure, Essigsäure oder andere Produkte liefern. Auch mittels aus der Mundhöhle von Menschen stammenden Bakterienstämmen kann der Restzuckergehalt entfernt werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass man die Gärbarkeit des Zuckers durch blockierende Zusätze, wie z. B. Carbamid, verhindert. Es ist zwar schon bekannt bei aus gewöhnlichem Zucker (Saccharose) hergestellten Süsswaren die Gärung in der Mundhöhle durch Zusatz von Carbamid zu der Trockensubstanz zu verhindern. In diesem Fall betrug aber der Carbamidzusatz 5 - lao, während man bei dem erfindungsgemässen Verfahren nur einen sehr viel geringeren Carbamidzusatz von 0, 1 bis 0, 50/0 für die Verhinderung der Vergärbarkeit des Restzuckers benötigt.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht.

Beispiel l : Eine Kartoffelstärke-Aufschlämmung mit einem Trockengehalt von 45% (2000 kg Kartoffelmehl, das 1800 kg trockene Stärke enthält, und 2000 1 Wasser) wird mit 15 l 37% figer technischer Salzsäure versetzt, wodurch die Lösung einen pH-Wert von 1, 8 erhält. Die Verzuckerung wird während 35 min bei einer Temperatur von 1400 C und einem Dampfdruck von 3, 5 atm durchgeführt.

Hiebei erhält man einen Dextrose-Äquivalentwert von etwa 4 o ; dann neutralisiert man mit 50 1 15% tiger Sodalösung, wobei sich ein pH-Wert von 6, 0 ergibt. Die Lösung wird mit Aktivkohle entfärbt und in die Hydrierungsanlage übergeführt. Dort werden 1%, gerechnet auf die trockene Stärke, d. h.

18 kg Raney-Nickel-Katalysator zugesetzt. Die Hydrierung geschieht bei etwa 75 atm Wasserstoffdruck und einer Temperatur von 1500 C. Der Wasserstoffverbrauch ist 100 m Wasserstoff (gemessen unter normalen Druck- und Temperaturbedingungen). Die Hydrierung erfolgt, bis nahezu aller Zucker reduziert ist. Der Katalysator wird dann durch Zentrifugieren entfernt und man lässt die Lösung durch je einen Kationen- und Anionenaustauscher passieren, um Metall- und Säureionen zu entfernen. Danach werden eventuell 0, 50/0 Carbamid, berechnet auf die trockene Stärke, d. h. 9 kg, zugesetzt.

Beispiel 2 : An Stelle einer sauren Verzuckerung, wie im Beispiel l, kann die Verzuckerung mittels geeigneten Enzymen erfolgen. Zu der 45% lgen Starkesuspension werden 5 kg Enzym ("Biolas C 48", hergestellt vonFarbwerkeHoechst AG) zugesetzt. Der PH-Wert wird, falls notwendig, beim Zusatz des Enzyms und/oder während des enzymatischen Abbaues auf 6, 5 eingestellt. Die Suspension wird während 20 min auf 850C erhitzt, wobei ein Dextrose-Äquivalentwert von etwa 30% erhalten wird. Die Enzyme werden dann durch Erwärmen auf 1000 C während 15 min inaktiviert. Die Reinigung der so erhaltenen Lösung und die anschliessende Hydrierung wird wie im Beispiel 1 vorgenommen. Bei der Hydrierung werden 72 m Wasserstoff (gemessen unter normalen Bedingungen) aufgenommen.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines zuckerähnlichen, sorbithaltigen, nicht vergärbaren und höchstens schwach hygroskopischen Produktes, das für die Herstellung von üblicherweise grössere Mengen Zucker enthaltenden Lebens- und Genussmitteln, wie Bonbons, Konfekt, Süssigkeiten, Fruchtpasten, Backwerk usw. geeignet ist, aus bei Verzuckerung Dextrose, Maltose oder Dextrose und Maltose gebenden Poly-
EMI3.1
schliessend das Verzuckerungsprodukt hydriert.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man im Falle der Herstellung eines Produktes, das praktisch genommen nicht hygroskopisch ist, die Verzuckerung nur bis zu einem Dextrose-Äquivalentwert von nicht mehr als 20% durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von zur Zubereitung von Bonbons, Konfekt und andern Süssigkeiten geeigneten Produkten, bei denen ein sehr hartes Endprodukt gewünscht wird, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verzuckerung bis zu einem 20-bis 60%oigen Dextrose- Äquivalentwert durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von zur Zubereitung von Fruchtpasten mit einer gewissen Geschmeidigkeit geeigneten Produkten, bei denen ein hartes oder bis halb-hartes Endprodukt gewünscht wird, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verzuckerung bis zu einem Zuckergehalt mit einem etwa 60% igen Dextrose-Äquivalentwert durchführt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verzuckerung in an und für sich bekannter Weise durch saure Hydrolyse durchführt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verzuckerung in an und für sich bekannter Weise enzymatisch durchführt. <Desc/Clms Page number 4>

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man den gebildeten Zucker in an und für sich bekannter Weise durch katalytische Hydrierung unter Verwendung von Raney-Nickel als Katalysator und Wasserstoffüberdruck in Sorbit überführt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man den nach der Hydrierung eventuell noch vorhandenen geringfügigen Gehalt an Zucker entweder durch Vergärung entfernt oder durch Blockierung, z. B. mit Carbamid, unvergärbar macht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der nach der Hydrierung noch vorhandene geringfügige Gehalt an Zucker durch Vergärung mit solchen Hefekulturen, die Alkohol oder Milchsäure oder Essigsäure oder andere Vergärungsprodukte liefern, oder durch Einwirkung von aus der Mundhöhle von Menschen isolierten Bakterienstämmen entfernt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der nach der Hydrierung noch vorhandene geringfügige Gehalt an Zucker durch Zusatz von 0, 1 bis 0, 50/0 Carbamid, berechnet auf die trockene Stärke, die verzuckert worden ist, blockiert und unvergärbar gemacht wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Lösung nach der Verzuckerung durch Behandlung mit Aktivkohle entfärbt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die nach der Hydrierung erhaltene Lösung zur Trockne eindampft.