Verfahren zur Herstellung eines Stärkehydrolysates
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stärkehydrolysates mit einem geringen Dextroseäquivalent, sowie die Herstellung eines Stärke konversionssirups mit einem tiefen Dextroseäquivalent.
In der Folge wird der Begriff Dextroseäquivalent durch die Buchstaben D.Ae. abgekürzt. Dieser Dextroseäquivalent ist ein in der Fachwelt üblicher Ausdruck zur Beschreibung des Gesamtgehaltes an reduzierenden Zukkern, der in einem Material enthalten ist, wobei dieser Gehalt als % Dextrose, bezogen auf das Trockengewicht, ausgedrückt wird.
Üblicherweise wurden Stärkeumwandlungssirupe mit niedrigen Dextroseäquivalenten durch Hydrolyse der Stärke mit Säuren hergestellt. Die zuerst unternommenen Bestrebungen bei der technischen Herstellung von Stärkehydrolysatsirupen waren darauf gerichtet, eine Stabilität, eine Klarheit und nicht kristallisierende Eigenschaf- ten zu erreichen.
Es würde ein sehr grosser Absatzmarkt für Sirupe und Sirupfeststoffe mit einem milden Geschmack sowie einer geringen Süsskraft und schwach hygroskopischen Eigenschaften bei einem niedrigen Dextrosäquivalent bestehen. Derartige Sirup Hydrolysate und Sirupfeststoffe sind zur Herstellung von Grundkörpern für die Bereitung von Nahrungsmittelbestandteilen sowie als Verdickungsmittel und ferner als Zusätze geeignet die nicht süss sind, Wasser-zurückhaltend wirken und keine hygroskopischen Eigenschaften aufweisen. Andere Anwendungsgebiete umfassen Trägermaterialien für synthetische Süssstoffe, Mittel zur Verstärkung des Geschmackes, Zusätze zu Färbemittel, Sprühtrocknungszusätze für Kaffee-Extrakte oder Tee-Extrakte.
Als Körper gebende Dispergiermittel bei der Herstellung von synthetischen Cremen oder als Kaffeecreme, ferner als Feuchthaltemittel in Broten, Bäkkereiwaren, Fleischwaren und als Körper gebendes Mittel und abbindendes Mittel bei der Herstellung von Puddings, Suppen und Speiseeisprodukten können ebenfalls derartige Materialien verwendet werden.
Sirupe mit niedrigen Dextroseäquivalenten weisen Dextroseäquivalente von weniger als 28 bis 30 auf und sie können nicht leicht aus üblichen Stärken nach bisher bekannten Verfahren hergestellt werden. Bisher durchgeführte Versuche um Sirupe mit niedrigen Dextrose äquivalenten aus üblichen Stärken herzustellen führten gewöhnlich zu Fehlschlägen, indem die Filtrationsgeschwindigkeiten ausserordentlich gering waren und Ausbeuteverluste auftraten und wesentliche Mengen an unlöslichen Sirupfeststoffen entstanden.
Ein Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, ein neues Produkt herzustellen, welches ein Stärkehydrolysatprodukt mit einem geringen Dextrose äquivalent ist.
Ferner war es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Sirup mit niedrigem Dextroseäquivalent zu liefern, der klar und stabil ist. Ausserdem war man bestrebt, dass das Hydrolysat mit niedrigem Dextroseäquivalent einen milden Geschmack aufweist und eine geringe Süsskraft besitzt und ausserdem nicht hygroskopisch ist. Ein weiteres Ziel war die Herstellung eines Sirupfeststoffproduktes, das verbesserte hygroskopische Eigenschaften u.
verbesserte Eigenschaften bezüglich der Wasserlöslichkeit aufweist. Ferner war man bestrebt, Sirupe und Sirupfeststoffe herzustellen, die für die Verwendung in Nahrungsmitteln geeignet sind, wobei diese Sirupprodukte einen minimalen Einfluss auf den Geschmack haben sollen, während sie gleichzeitig einen guten Körper verleihen und/oder eine Stabilität des Nahrungsmittels bewirken sollen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung lag darin, ein neues leicht durchführbares Verfahren zur Herstellung von Sirupen und Sirupfeststoffen sowie von Stärke-Hydrolysaten zu entwickeln, wobei diese Produkte die oben beschriebenen Eigenschaften aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Stärkehydrolysates, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Mischung aus Wachs stärke und Wasser, die einen Feststoffgehalt von weniger als 50% aufweist, der hydrolytischen Einwirkung einer bakteriellen -Amylase so lange unterwirft, bis das Hydrolysat ein Dextroseäquivalent von 5 bis 25 aufweist und das Verhältnis der Summe der Prozente aller Saccharide, die einen Polymerisationsgrad von 1 bis 6 besitzen, geteilt durch das Dextroseäquivalent mehr als 2,0 beträgt, und man dann die hydrolytische Wirkung der a-Amylase unterbricht.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, Stärkehydrolysate herzustellen, die geklärt werden können und die bei hohen Feststoffkonzentrationen klar bleiben.
Das hier erwähnte Verhältnis wird also berechnet indem man die Summe der Prozentsätze der im Produkt enthaltenen Saccharide, berechnet als Trockengewicht, die ein Ausmass der Polymerisation von 1 bis 6 aufweisen, bestimmt und diese Summe durch das Dextroseäquivalent dividiert.
Gemäss einer speziellen Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens wird dieses zur Herstellung eines neuen Sirups mit niedrigem Dextroseäquivalent, herangezogen indem man ein Stärkehydrolysat konzentriert, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurde, wobei man einen Sirup gewinnt, der einen Feststoffgehalt von mehr als 50% besitzt. Der Sirup, d.h. das konzentrierte Hydrolysat kann nach üblichem Verfahren raffiniert werden oder ein derartiges Raffinationsverfahren kann unterlassen werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch zur Herstellung von Sirupfeststoffen dienen, indem man den Feuchtigkeitsgehalt entweder eines Stärkehydrolysates oder eines Sirups, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurden, vermindert, bis der Feuchtigkeitsgehalt weniger als 15% beträgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes neues Stärkehydrolysat mit niedrigem Dextroseäquivalent, sowie einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Sirup mit niedrigem Dextroseäquivalent und ferner die so erhaltenen Sirupfeststoffe.
Es wurde gefunden, dass Sirupe und Stärkehydrolysatprodukte aus wachsartigen Stärken gewonnen werden, indem man auf die Stärke ein Hydrolysierung bewirkendes Enzym einwifinen lässt, wobei man ein Stärkehydrolysat erhält, das ein Dextroseäquivalent zwischen etwa 5 und etwa 25 besitzt und ein Verhältnis von mindestens etwa 2,0 aufweist.
Geeignete wachsartige Stärken sind wachsartige Milostärke (waxy milo), wachsartiger Mais und wachsartiger Reis. Geeignete Enzympräparate sind beispielsweise 1X- Amylase Enzympräparate, die von bakteriellem Ursprung sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass man die wachsartige Stärke in Wasser aufschlämmt, bis sie eine Dichte zwischen 5 und 300 Raume aufweist und die Stärke durch Gelatinieren in Lösung bringt. Sodann wird die Mischung der Behandlung mit der bakteriellen cc-Amyl- ase unterworfen, um die Stärke zu hydrolysieren bis ein Dextroseäquivalent von 5 bis 25 erreicht ist. Der Umwandlungsschritt wird bei einer Temperatur im Bereich zwischen 500C und 950C durchgeführt. Die Mischung wird bei der Umwandlungstemperatur während einer Zeit von wenigen Minuten bis zu einer Zeit von 1 oder 2 Stunden gehalten oder die Behandlung dauert gegebenenfalls noch länger. Während dieser Zeit wird die Stärke bis zu einem Dextroseäquivalent zwischen 5 und 25 abgebaut.
Der pH-Wert des abbauenden Mediums liegt vorzugsweise so, dass er für die optimale Aktivität der bakte riellen -Amylase geeignet ist. Dieser pH-Bereich liegt im allgemeinen zwischen etwa 6,0 und etwa 8,0. Der am besten geeignete Temperaturbereich liegt zwischen demjenigen, der benötigt wird, um die Stärke zu gelatinieren, wobei dieser Temperaturbereich mindestens etwa 600C beträgt, und zwischen demjenigen, bei dem das Enzym einen grossen Anteil seiner Aktivität verliert, wobei dieser Temperaturbereich bei etwa 950C liegt. Es wurde gefunden, dass der bevorzugte Temperaturbereich zwischen etwa 850C und etwa 920C liegt.
Das bevorzugte Enzym, das zur Umwandlung der wachsartigen Stärke in Sirupe mit niedrigem Dextrose äquivalent nach dem erfindungsgemässen Verfahren angewandt wird, ist ein solches, das im allgemeinen in der Technik als bakterielle ,05-Amylase bezeichnet wird. Dieses Enzym ist eine Stärke verflüssigende hitzeresistente, hydrolytisch wirkende x-Amylase. Geeignete bakterielle -Amylase kann unter Verwendung von bestimmten Bakterienstämmen des Bacillus subtilus, des Bacillus mesentericus und ähnlicher Mikroorganismen gewonnen werden, wobei man übliche Fermentationsmethoden anwendet.
Die Herstellung des Aufbausirups mit niedrigem Dextroseäquivalent unter Verwendung von wachsartiger Stärke umfasst einen Verfahrensschritt, bei dem die Stärke in einem wässrigen Medium bei einer Temperatur über der Gelatinierungstemperatur der Stärke löslich gemacht wird, z.B. bei einer Temperatur von über etwa 60ob.
Sodann folgt eine Verflüssigung der Stärke mit einem bakteriellen los-Amylase - Präparat, bei einer Temperatur, die unter der Desaktivierungstemperatur des Enzyms liegt, d.h. unter etwa 950C, worauf dann die verflüssigte Stärke weiter mit Hilfe der bakteriellen Ix-Amylase umgewandelt wird, bis das Dextroseäquivalent im Bereich von etwa 5 bis etwa 25 liegt.
Das Löslichmachen der Stärke, kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass man einen Brei aus Stärke und Wasser über die Gelatinierungstemperatur der Stärke erhitzt oder dass man trockene Stärke einem erhitzten Wasser zusetzt oder dass man ähnliche Arbeitsweisen anwendet. In gleicher Weise kann das bakterielle ,x-Amyl- ase-Präparat der Stärke zugesetzt werden, ehe dieselbe, während dieselbe oder nachdem dieselbe gelatiniert ist und die endgültige Umwandlung der Stärke kann durch das Enzym erreicht werden, das auch zur Verflüssigung der Stärke angewandt wird, oder es kann, falls dies gewünscht wird, eine zusätzliche Menge des bakteriellen sc-Amylase-Präparates verwendet werden, damit die Umwandlungszeit, die benötigt wird, um das gewünschte Dextroseäquivalent zu erreichen, abgekürzt wird.
Die Menge an bakteriellem,sc-Amylase-Präparat, die benötigt wird, um das gewünschte Stärkehydrolysat zu erreichen, hängt von der Aktivität des bakteriellen a -Amylase-Präparates, von der Umwandlungstemperatur des Umwandlungsmediums, von dem pH-Wert des Mediums und von dem gewünschten schliesslich erreichten Dextroseäquivalent ab. Die optimalen Bedingungen kön- nen leicht ausgewählt werden. Beispielsweise kann ein als Beispiel dienendes lo:-Amylase-Präparat in einer Menge von etwa 0,025% bis etwa 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Stärke verwendet werden.
Die Umwandlungcbedingungen können beispielsweise eine Temperatur im Bereich von etwa 800C und einen pH-Wert im Bereich von etwa 7 umfassen, wobei diese Werte während einer Zeit aufrecht erhalten werden, die ausreichend ist, um das gewünschte Dextroseäquivalent zu erreichen.
Im allgemeinen sind 30 bis 60 Minuten ausreichend um eine wesentliche Gelatinierung und Verflüssigung der Stärke zu erzielen. Weitere 30 bis 60 Minuten sind im allgemeinen ausreichend um die Saccarisierung der Stärke bis auf das gewünschte endgültige Dextroseäquivalent durchzuführen.
Wenn das gewünschte Dextroseäquivalent erreicht ist, dann kann die Umwandlungsreaktion dadurch abgestoppt werden, dass man den pH-Wert auf einen Wert von 4,5 oder weniger einstellt, oder indem man die Umwandlungsmischung auf eine Temperatur erhitzt, die über der Desaktivierungstemperatur des Enzyms liegt.
Es ist wünschenswert mit einem relativ hohen Gehalt an Trockensubstanz von bis zu etwa 50% zu arbeiten und der bevorzugte Bereich liegt zwischen etwa 20% und etwa 40%, d.h. etwa 100 bis etwa 200 Baum. Wenn man mit einem hohen Anteil an Trocken substanz arbeitet, dann wird das zur Umwandlung benötigte Tankvolumen vermindert und ebenso werden die zur Eindampfung benötigten Kosten herabgesetzt. Jedoch kann das erfindungsgemässe Verfahren auch bei Konzentrationen der Trockensubstanz, die ausserhalb dieser Bereiche liegen, in geeigneter Weise durchgeführt werden.
Die Bedingungen der Verflüssigung und der Verzukkerung können innerhalb gewisser Grenzen variiert werden, die durch die Stabilität und die Aktivitätseigenschaften des Enzyms und die gelatinierenden Eigenschaften der Stärke bestimmt werden.
Nach der Beendigung der enzymatischen Umwandlung weist das erhaltene Stärkehydrolysat einen Feststoffgehalt von weniger als 50% auf. Es kann ohne weitere Veränderungen als wünschenswertes Produkt für die oben erwähnten Zwecke verwendet werden. Ausserdem kann das Stärkehydrolysat konzentriert und/oder raffiniert werden, wobei man einen Sirup erhält, der einen Feststoffgehalt von mehr als 50% aufweist. Im allgemeinen bevorzugt die Industrie die Verwendung eines Sirups mit höheren Feststoffgehalten, weil dies sowohl für den Versand als auch für die Anwendung vorteilhaft ist.
Die Reinigung des Hydrolysates kann nach üblichen Reinigungsverfahren durchgeführt werden. Zu diesen gehört eine Behandlung mit Pflanzenkohle, mit Ionenaustauscherharzen, eine Filtration, ein Zentrifugieren und ähnliche Arbeitsschritte.
Die Erfindung sei nun anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel I
Ein wässriger Stärkebrei, der 30 Gew.-% an Feststoffen einer wachsartigen Milostärke enthielt, wurde hergestellt. Die Temperatur des Breis wurde erhöht, und auf einen Wert zwischen 85 und 920C eingestellt. Ein bakte rielles Isc-Amylase-Präparat wurde in einer Menge zugesetzt, die gerade mehr als 0,025 Gew.-S, bezogen auf die Stärke, betrug, wobei die Zugabe während einer Zeit von etwas mehr als 30 Minuten erfolgte. Die Mischung wurde noch weitere 30 Minuten bei der gleichen Temperatur gehalten. Die Temperatur wurde dann auf einen Wert von unter 800C reduziert und man liess die Konversion weiter fortschreiten, bis das gewünschte Dextroseäquivalent erreicht war. Die Temperatur der Mischung wurde dann plötzlich auf etwa 1200C erhöht, um das Enzym zu inaktivieren, und um dadurch die Umwandlung zu beenden.
In der Tabelle 1 werden typische Analysenergebnisse für die Zuckeranalyse eines Hydrolysates mit einem niedrigen Dextroseäquivalent, das nach dem oben beschriebenen Verfahren erhalten wurde, angegeben. Der PG bezeichnet den Bereich des Polymerisationsgrades. Der Wert PGl stellt die Gesamtmenge an Monosacchariden ausgedrückt in % des Trockengewichtes dar, die in dem Hydrolysat anwesend sind. PG bedeutet die gesamte Menge an Disacchariden, die in dem Hydrolysat anwesend sind. Die Werte PG3 usw. zeigen die Mengen an entsprechenden weiteren Oligosacchariden an.
In der Tabelle 1 sind ausserdem die Analysenwerte für Produkte aufgenommen, die bei typischen Säurehydrolysen erhalten werden. Diese sollen zu Vergleichszwecken dienen.
TABELLE 1
Typische Saccharidanalysen
Dextroseäquivalent
5 10 15 20 25 Zusammensetzung des Hydrolysates A Enzymhydrolyse PGt 0,1 0,3 0,7 1,4 2,4 PG2 1,3 3,4 5,5 7,6 9,7 PG2 1,8 4,3 6,9 9,4 12,0 PG4 1,8 3,5 5,2 6,9 8,6 PG5 1,8 3,6 5,5 7,4 9,3 PGo 3,3 7,0 10,6 14,3 18,0 PG7 und höher 89 77,9 65,6 53,0 40,0 Gesamtmenge an PG1 bis 6 10,1 22,1 34,4 47,0 60,0 Verhältnis 2,0 2,2 2,3 2,4 2,4 B SaureHydrolyse (bisher bekannte Verfahren) PG1 - 2,3 3,7 5,5 7,7 PG2 - 2,8 4,4 5,9 7,5 PG3 - 2,9 4,4 5,8 7,2 PG4 - 3,0 4,5 5,8 7,2 POS - 3,0 4,3 5,5 6,5 PG6 <RTI
ID=3.20> - 2,2 3,3 4,3 5,2 PGT und höher - 83,8 75,4 67,2 60,7 Gesamtmenge an PG1 bis 6 - 16,2 24,6 32,8 41,3 Verhältnis - 1,6 1,6 1,6 1,7
Man sieht aus der Tabelle 1 deutlich, dass die Hydrolyse einer wachsartigen Stärke unter Verwendung von bakterieller a-Amylase bis zu einem Dextroseäquivalent zwischen 5 und 25 zu einem Verhältnis von mindestens 2,0 führt, während es bei der sauren Hydrolyse überhaupt nicht möglich ist, ein Hydrolysat herzustellen, das dieses Verhältnis aufweist.
Es wurde beobachtet, dass Hydrolysate, die durch Enzylenhydrolyse einer wachsartigen Stärke hergestellt wurden, eine ausserordentlich gute Klarheit aufwiesen und im wesentlichen frei von opakem Aussehen waren, während saure Hydrolysate häufig opak waren und wenig klar waren, falls sie nicht ein Dextroseäquivalent von mindestens 25 besassen.
Das in diesem Beispiel beschriebene Verfahren wurde weiter geführt und man erhielt Enzymhydrolysate, die Dextroseäquivalente von 10, 20 und 25 aufwiesen und diese Materialien wurden filtriert und konzentriert, und stellten Beispiele für Sirupe dar. Das Hydrolysat mit einem Dextroseäquivalent von 10 wurde filtriert und bis zu einem Feststoffgehalt von 65 bis 70 Gew.-O/, konzentriert. Der so erhaltene Sirup war ausserordentlich klar.
In gleicher Weise wurden Hydrolysate, die Dextroseäquivalente von 20 und 25 aufwiesen, filtriert und bis zu einem Feststoffgehalt von 75 bzw. 80 Gew.-% Feststoffen konzentriert und auch diese Produkte zeigten ausserordentliche Klarheit und überhaupt kein opakes Aussehen.
Dadurch hat es sich gezeigt, dass die Hydrolysate und die Sirupe, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurden, wesentlich besser wasserlöslich sind und eine verbesserte Klarheit aufweisen und dass sie frei von opakem Aussehen sind, wobei diese Werte mit Säurekonversionsprodukten verglichen wurden, die üblicherweise erhältlich sind.
Beispiel 2
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines Sirups mit niedrigem Dextroseäquivalent, der eine ausserordentliche Stabilität gegenüber einer Schleierbildung besitzt, wobei als Ausgangsprodukt 3 verschiedene wachsartige Stärken verwendet wurden.
Zu 30 gew.-%igen wässrigen Suspensionen einer unmodifizierten wachs artigen Maisstärke, einer wachsartigen Reisstärke sowie einer wachsartigen Milostärke, die sämtliche bei einem pH-Wert von 7,2 gehalten wurden, wurde ein bakterielles Isc-Amylase-Präparat in einer Konzentration von 0,025%, bezogen auf die feste Stärke, zugesetzt. Jede der Stärkesuspensionen wurde während einer Zeit von 60 Minuten auf eine Temperatur von 90 bis 920C erhitzt und diese Temperatur wurde noch weitere 60 Minuten lang eingehalten, damit ein Dextrose äquivalent von etwa 5 erreicht wird.
Die Aktivität der Ess-Amylase wurde zerstört, indem man den pH-Wert auf weniger als 4,5 brachte. Nach dem Abkühlen auf 600C und einer neuerlichen Einstellung des pH-Wertes auf 7,2 wurde zusätzliches Enzym zugegeben und die Hydrolyse wurde fortgesetzt, bis Dextrose äquivalentwerte von 10 bzw. 15 bzw. 18 bzw. 20 erhalten wurden, wobei die benötigte Zeit 600C 48 Stunden betrug.
Ungefähre Dextrose- % Enzym die benötigt werden, äquivalentwerte bezogen auf die Stärke
5 0,025
10 0,0011
15 0,0022
18 0,0044
20 0,0088
Nach der Konversion wurden die erhaltenen Hydrolysate auf einen pH-Wert von 3,8 bis 4,0 gebracht und 30 Minuten lang bei 600C raffiniert, wobei hiezu Aktivkohle verwendet wurde und deren Menge 1% der Trokkensubstanz des Hydrolysates betrug. Sodann wurde abfiltriert. Die Filtrate wurden auf einen pH-Wert von 5,0 gebracht und auf 5 C abgekühlt, um eine Schleierbildung hervorzurufen.
Bei bisher bekannten Hydrolysaten mit niedrigen Dextroseäquivalenten hängt die Schleierbildung sehr stark von der Temperatur ab, bei der die Hydrolysate gehalten wurden, sowie von der Feststoffkonzentration und dem Ausmass der Hydrolyse, das sowohl durch die Dextroseäquivalentwerte als auch durch andere Faktoren wiedergegeben wird. In den extremen Fällen wurden die Hydrolysate vollständig opak oder sie setzten sogar Feststoffe oder eine pastenartige Masse ab. In weniger extrem gelegenen Fällen könnte es dazu kommen, dass sich Teilchen des Schleiers agglomerierten und am Boden der Flüssigkeit absetzten, wobei so ein schlammiges Aussehen auftrat. Bei weniger drastischen Fällen dürften die Schleierteilchen zu fein sein und zu stark dispergiert sein, als dass sie sich im wesentlichen Ausmass agglomerierten.
Sie blieben daher in der Suspension und verliehen dem Hydrolysat ein wolliges Aussehen. In jedem dieser Fälle war die optische Klarheit der Flüssigkeit nachteilig beeinflusst.
Die Schleierbildung kann daher einfach dadurch bestimmt werden, dass man die Menge des Lichtes bestimmt, das durch eine Probe des Hydrolysates hindurchgeht, wobei man diese Menge mit dem Licht vergleicht, das durch einen Leerwert aus destilliertem Wasser hindurchgeht.
Dies wird als Test zur Bestimmung der Klarheit und der Stabilität des nach diesem Beispiel hergestellten Hydrolysates herangezogen. Die Hydrolysate dieses Beispiels wurden spektrophotometrisch geprüft, indem man die Lichtdurchlässigkeit in % bei 600 mp unter Verwendung von 4 cm Zellen mass, von denen jede Anteile der jeweiligen Hydrolysate enthielt, die zuerst 3 Tage lang bei 50C aufbewahrt wurden. Die relative Stabilität der Hydrolysate mit niedrigem Dextroseäquivalent, die aus wachsartigen Stärken durch Enzymhydrolyse hergestellt wurden, zeigt sich, durch sehr hohe Lichtdurchlässigkeitswerte, die beobachtet wurden und die in der folgenden Tabelle angeführt sind.
TABELLE 2 % Lichtdurchlässigkeit
Dextrose- wachsartige wachsartige wachsartige äquivalent- Maisstärke Reissstärke Milostärke wert
10 97,4 95,6 91,8
15 98,5 93,2 93,0
18 98,6 93,0 92,9
20 98,8 85,0 92,8
Im Gegensatz hiezu wiesen Hydrolysate, die unter den gleichen Bedingungen aus nicht wachsartigen Stärken hergestellt wurden, keine klaren schleierfreien Hydrolysate auf, weil diese Materialien nicht mit vernünftigen Geschwindigkeiten nach der Umwandlung filtriert werden konnten oder weil nach der Erreichung einer Filtration die geklärten Hydrolysate bald eine Schleierbildung aufwiesen, und oft vollständig opak wurden, wobei sie dann innerhalb einer Zeit von 3 Tagen bei 5 C eine Lichtdurchlässigkeit von 0% aufwiesen.
Als Beispiele für derartige nicht wachsartigen Stärken seien Kartoffelstärke, rote Milostärke, Tapioka, Weizen, Reis, Mais und ähnliche Materialien genannt.
Zur weiteren Veranschaulichung der überlegenen Eigenschaften, die die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Produkte mit niedrigem Dextrose äquivalent aufweisen, wurden die Hydrolysate, die aus wachsartigen Stärken hergestellt wurden, durch Eindampfung bis zu einem Feststoffgehalt von 65% konzentriert, wobei man Sirupe mit ausserordentlich guten nicht schleierbildenden Eigenschaften erhielt. Im Vergleich dazu führte die Konzentrierung von Hydrolysaten, die aus nicht wachsartigen Stärken hergestellt waren, nur zu einer Beschleunigung und Intensivierung der Schleierbildung.
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Hydrolyseprodukt kann konzentriert und/oder gereinigt werden, wobei man Sirupe oder Sirupfeststoffe erhält. Die Sirupfeststoffe werden dadurch erhalten, dass man den Feuchtigkeitsgehalt des Sirups auf weniger als 15%, insbesondere auf ungefähr 4% bringt. Die Sirupfeststoffe weisen eine 100%ige Wasserlöslichkeit auf und sie sind vollständig schleierfrei.
Das beschreibende Verhältnis [PG1 bis 6/Dextrose äquivalent ist ein üblicher Wert zur Bestimmung der Eigenschaft des Hydrolysates oder Sirup. Wenn dieses Verhältnis mindestens etwa 2 beträgt, dann ist das Produkt stark wasserlöslich und es zeigt fast keine Schleierbildung. Wenn das Verhältnis wesentlich unter 2 liegt, d.h. 1,6 oder weniger beträgt, dann zeigt das Produkt Schleierbildung und derartige Produkte sind weniger wasserlöslich als Produkte, bei denen das beschreibende Verhältnis mindestens 2 beträgt.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Hydrolysate sind sowohl in Form von verdünnten als auch in Form von konzentrierten Sirupen sowie ferner in Form von trockenen Feststoffen durch einen milden Geschmack gekennzeichnet, und ausserdem durch einen geringen Süssungsgrad und diese Materialien sind nicht hygroskopisch. Sie sind vollständig und leicht in Wasser löslich. Wenn diese Materialien zur Herstellung von Nahrungsmitteln verwendet werden, dann beeinflussen sie den Geschmack nur sehr wenig, während sie einen guten Einfluss auf die Körperbildung und die Stabilität ausüben und ausserdem einen erhöhten Nährwert besitzen.
Diese Eigenschaften machen die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Produkte für bestimmte Anwendungsgebiete besonders wertvoll, beispielsweise als Trägerstoffe für synthetische Süssstoffe, als Träger für Geschmackstoffe, Färbemittel und für Essenzen. Ferner sind sie als Sprühtrocknungszusätze für Kaffee-Extrakte und Tee-Extrakte, als Verdickungsmittel und körpergebende Mittel, als Dispergiermittel zur Herstellung von Cremen und als Bleichmittel für Kaffee hervorragend geeignet. Sie dienen ferner als Zusätze zur Erhöhung der Feuchtigkeitszurückhaltung bei Brot, Bäkkereiwaren und Fleischprodukten und ausserdem als Komponenten für Trockensuppenmischungen, für Bäkkereimischungen, für Gefriermischungen, für Gewürzmischungen und andere Mischungen, für Getränkepulver, für Tunkenmischungen, für Saucenmischungen und für gefrorene Molkereiprodukte.
Ausserdem sind derartige Materialien bei der Herstellung von Mitteln, die ein Zusammenbacken verhindern sollen, als Verbindungen bei der Tablettierung, für geschlagene Produkte, als schützende Überzüge, als Agglomerationshilfsmillel und als Zusätze für Nahrungsmittel mit niedrigen oder verminderten Kalorien, sowie für Getränke geeignet.
Wenn die Stärkehydrolysatprodukte oder Sirupe oder die Sirupfeststoffe, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden, als Lösungen verwendet werden, bei denen die Feststoffkonzentration weniger als etwa 40 Gew.-% beträgt, sind sie besonders deshalb von Interesse, weil sie einen milden Geschmack besitzen und nur wenig hygroskopisch sind und einen geringen Süssungsgrad besitzen, und ausserdem leicht löslich sind.
Diese Materialien verleihen dichte und gute Konsistenz, ohne dass die Viskosität oder der Geschmack wesentlich beeinflusst wird. Bei Feststoffkonzentrationen über etwa 40% haben die Lösungen einen wesentlichen Einfluss auf die Viskositätseigenschaften jedes Systems, bei dem sie angewandt werden.