DD156921A1 - Verfahren zur gewinnung von getreidestaerke - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Getreidestaerke aus Mahlprodukten der Trockenmuellerei, indem man das Getreidemahlprodukt in der 2...7fachen, vorzugsweise 2...5fachen Wasser- bzw. rezirkulierten, verduennten Extraktmenge anteigt oder suspendiert, dazu 0,02 - 2,0 %, vorzugsweise 0,1 - 1,0 %, bezogen auf das Roggenmehl, eines Komplexenzyms, bestehend aus einer beta-Glucanase, einer Protease sowie einer alpha-Amylase, zufuegt, bei einer Temperatur von 20 - 50 Grad C, vorzugsweise 35 - 47 Grad C die organischen Nichtstaerkebestandteile partiell hydrolysiert, den Extrakt durch eine Festfluessigtrennung abtrennt, d.extrahierte Roggenmehlsediment durch rezirkuliertes Prozesswasser suspendiert, d.Feinfasern absiebt und danach im Schwere-oder Zentrifugalfeld die loeslichen und geflockten Nichtstaerkebestandteile abgetrennt. Das Rohstaerkesediment wird in 0,1 %iger Natronlauge suspendiert, die Enzyme inhibiert und die Alkaliloeslichen und quellbaren Stoffe dispergiert, die alkaliquellbaren Nichtstaerkebestandteile werden abgetrennt und die vorgereinigte Staerke im Schwere- oder Zentrifugalfeld mit Frischwasser im Gegenstrom ausgewaschen. Der Extrakt wird ganz oder teilweise durch Konservierungsmittel oder durch Trocknung haltbar gemacht und kann in dieser Form weiterverarbeitet werden.

Description

-f-

Verfahren zur Gewinnung von Getreidestärke

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Getreidestärke aus Mahlprodukten der Trockenmülle« rei, vorzugsweise aus kleberschwachem Weizen, aus Roggen, Gerste, Reis, Mais, Triticale u_e a· Körnerfrüchten»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Verarbeitung von Getreide zur Gewinnung von Stärke richtet sich das Hauptaugenmerk der Anstrengungen zwangsläu« fig auf die möglichst vollständige 3£xtraktion des Stärkeanfceilse Die Wirtschaftlichkeit eines Verfahrens wird jedoch auch durch die möglichst vollständige Rückgewinnung der übrigen Getreideinhaltsstoffe bestimmte Darüber hinaus beeinflussen die übrigen Inhaltsstoffe, wie z* B. die Proteine, Pentosane, lösliche Kohlenhydrate usw., entscheidend die Verarbeitbarkeit der einzelnen Getreidearten, sogar unterschiedlicher Sorten einer Getreideart₀ Die technologischen Eigenschaften der übrigen Inhaltsstoffe äußern sich meistens summarisch in dem Verhalten des Proteinanteils, des sogenannten Klebers* Beim Weisen ist die Eigenschaft des Klebers besonders ausgeprägte Jedoch sind auch beim Weizen große Unterschiede in den Eigenschaften des Klebers anzutreffen« Beispielsweise erhält man aus Hartweizen kleberstarke und aus Weichweizen kleber-

schwache Mehle* Aber auch andere Einflüsse, wie z„ B₆ Düngungs Witterungsbedingungeη während der Abreife, technische Trocknung^ Lagerungsbedingungen sowie großk Ii mat i se he· Bedingungen können die Klebereigenschaften des Weizens beeinflussen S

Die Unterscheidung in kleberstarke und kleberschwache Mehle ist vor allem, bei 'der Herstellung von Weizenstärke aus Weizenmehl gebräuchliche Die Eigenschaft des Klebers hat hier traditionell große technologische Bedeutung«. Bekanntlich ergeben nur kleberstarke Mehle einen steifen kohäsiven Teig_e Dagegen kann man rait kleberschwachen Weizenmehlen nur einen plastischen, zerfließenden (Teig herstellen* Dieses Erscheinungsbild ist auch für andere Getreidetaahlprodukte, wie z» B. Roggen-j Gerste«, Hafer-, Reis- und Maismehl zutreffend*

Im Sinne dieser BrfindungsbeSchreibung sind deshalb die Getreidemahlprodukte aus Roggen, Gerste_s Hafer, Reis und Mais ausdrücklich in den Terminus kleberschwache Mehle eingeschlossen»

Bei der Herstellung von Weizenstärke aus Weizenmehl ist das Martin-Verfahren am weitesten verbreitete Im Martin-Verfahren wird Weizenmehl mit ca« der 0_sA^L _{e ee}0,6fachen Menge Wasser zu, einem steifen kohärenten Teig zubereitete Vor der weiteren Bearbeitung überläßt man den !Teig einer Teigruhe von 0,5··β 1*0 Stunden* Der Teig, insbesondere der Kleber, soll sich während der Teigruhe vollständig hydratisieren» Nach der Teigruhe wird der Teig portioniert und portionsweise in die Auswaschapparate gegebene In den Auswaschapparaten wird Stärke aus der IClebermatrix durch mechanische Bewegung und Wasserzugabe herausgespült * Das Auswaschen kann chargenweise in sogenannten Siebeztrakteuren oder kontinuierlich in Auswaschtrommeln erfolgen* In den Siebextrakteuren wird der Teig·»» ballen durch eine hin-und hergehende Riffelwalze gewalkt und die freigelegte Stärke durch aufgesprühtes Wasser weggespült. Die dünne StärkemiIch fließt durch den Siebboden

ab_e In den 'Auswaschtrotameln, der kontinuierlichen Variante des Martin-Verfahrens, wird'der QJeigbaIlen mit Hubschaufeln bewegt· Durch ebenfalls in der Trommel angeordnete Stauscheiben wird die erforderliche Verweilzeit eingehaltene Meist sind zwei oder drei AuswaschtrommeIn in Reihe geschaltet· Die Stärkemilch wird zur Förderrichtung der Teigballen in der Auswascht rommel meist im Kreuz«« und Gegenstrom geführt·

Es sind einige Vorschläge bekannt, um das kontinuierliche Martin-Verfahren weiter zu verbessern·

Ata bekanntesten ist das sogenannte Batter-Verfahren· Bei diesem Verfahren wird durch eine höhere Wasserzugabe ,..normativ die 0,7·· einfache Menge bezogen auf das Mehl, ein glatter, elastischer Rührteig hergestellt, der in einer Scb.neidpura.pe und weiterer Wasserzugabe in kleine Portionen zerteilt wird· Das Klebergerinnsel wird auf Schüttelsieben von der Stärke getrennt·

Bei den beschriebenen Verfahren wird das bei der Stärkeextraktion und. Klebernachbehandlung anfallende Verarbeitungsund Waschwasser zum großen Teil abgestoßen, so daß hier Ausbeuteverluste bis zu 10 % entstehen·

Ss ist offensichtlich, daß trotz kontinuierlicher Verfahrensführung und weiterer Verbesserungen die Anwendbarkeit des Martin- bzw* Batter-Verfahrens zwingend durch die Kleberqualität limitiert wird« Nach dem Martin-Verfahren oder den anderen äquivalenten Verfahren erhält man befriedigende Ausbeuten nur bei der Verarbeitung kleberstarker Mehle· Kleberschwache Weizenmehle sowie Roggen-, Gerste-, Hafer- und Maismehl kann man mit den dargelegten konventionellen Verfahren nicht verarbeiten* Am deutlichsten ist die Nichteffizienz der konventionellen Verfahren bei der Behandlung von Roggenmehl zum Zwecke der Gewinnung von Stärke ausgeprägt» Unabhängig davon5 ob man versucht, Roggenstärke aus Roggenmehl oder Roggenschrot herzustellen, ergeben sich bei der Abtrennung der Roggenstärke von den anderen Roggeninhaltsstoffen große tech-

nische Schwierigkeiten« Hierfür sind vor alleni die wasserlöslichen und -quellbaren sowie wasserunlöslichen Polysaccharide} vorwiegend Pentosane und ß-Glukane und der hohe Anteil kolloid löslicher Eiweißstoffe verantwortliche Offensichtlich bedingen auch die Bindung und "Verteilung dieser Stoffe sowie ihre Haftung an den von ihnen inkorporierten Stärketeilen mehr 'oder weniger große Unterschiede zu den anderen Körnerfrüchten. Die Wirkung der nichtstärkehaltigen Inhaltsstoffe ist derartig, daß man beim Anteigen von Roggenmehl mit Wasser eine glatte_? salbenartige Konsistenz mit vergleichsweise hoher Viskosität erhält*

Mit den bekannten Techniken der üTest/Hüssig-Trennung sind die in die hochviskosen Mehlsuspensionen inkorporierten Stärketeilchen nicht abtrennbar«,

Da Roggenprotein bei Anwesenheit der genannten Polysaccharide auch keine Kleberstruktur analog dem Weizenkleber ausbildet, ist eine Aufarbeitung nach dem klassischen Martin-Verfahren nicht mögliche Es müssen deshalb andere Wege zur Gewinnung von Roggenstärke eingeschlagen werden«

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Roggenstärke nach dem DRP 528 109«, Nach diesem Verfahren werden 25 Teile Roggenmehl 50 %iger Ausmahlung mit 50 feilen Wasser in einem Schnellaufenden Rührwerk unter Zusatz von 0_s5 % Milchsäure gemischt und in eine salbenartig schaumige Konsistenz überführt« Die schaumige Masse wird anschließend zentrifugiert, wobei ungefähr 50 % der im Mehl enthaltenen Roggenstärke abgeschieden werden und demzufolge ein unzulässig hoher Stärkeanteil im schaumigen Extrakt verbleibte Das beschriebene Verfahren ist durch eine niedrige Stärkeausbeute und einen hohen Chemikalienverbrauch gekennzeichnet«.

Zur Unterdrückung der Schaumbildung wird in Auswertung des DRP 528 109 nach dem DjSP 639 6O9 zusätzlich 0,5 % Essigsäureäthy!ester verwendet. Außerdem wird der Milchsäurezusatz von 0j5 auf 1 % erhöht«. Dadurch soll die lästige Schaumbildung

verniieden und eine schnellere Abtrennung der Roggenstärke bei verringertem Wasserverbrauch möglich sein« Da bekanntlich Lösungsmittel durch Stärke irreversibel inkludiert werden, sind die nach dem DEP 639 609 hergestellten Produkte im Nahrungsmitte lsekt or nicht verwertbar*

Bin weiteres Verfahren zur Herstellung von Roggenstärke ist im DBP 620 883 dargelegt. Bei dem beschriebenen Verfahren wird bis zu 60 % ausgemahlenes Roggenmehl in der 1Ofachen Menge einer 0,4 %igen Wasserglaslösung suspendiert und durch mehrfache Fest/Flüssig-Trennung sowie erneute Aufschlämmung in Wasserglaslösung die Roggenstärke extrahiert. Dieses Verfahren ist einseitig auf die Herstellung von Roggenstärke orientiert, während die übrigen wertvollen Inhaltsstoffe des Roggenmohls in stark verdünnter und chemisch verunreinigter Form vorliegen. Eine wirtschaftlich tragbare Rückgewinnung der übrigen Roggeninhaltsstoffe ist deshalb kaum möglich.

Bekannt ist weiter ein Verfahren nach dem DRP 620 884. Bei diesem Verfahren wird die Roggenstärke, die in einem konventionellen Alkali-Prozeß anfällt, abschließend in einem Schwere/Sink-Prozeß raffiniert. Als Schwereflüssigkeit werden Trichloräthylen, Chloroform oder ähnliche Chemikalien verwendet* Neben einem hohen Lösungsmittelverbrauch, der die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens in Frage stellt, können nach diesem Verfahren keine lebensmittelrechtlich unbedenkliche· Produkte hergestellt werden.

In der"ungarischen Patentschrift 119 501 wird vorgeschlagen, Roggenstärke durch Einwirkung von Pepsin aus dem wäßrig suspendierten Roggenmehl zu extrahieren*

Dazu wird ein Seil Roggenmehl in drei Teilen Wasser eingerührt, der pH-Wert durch Zugabe von Salzsäure auf 3,3.,..3,>8 eingestellt und 0_s3 % Pepsinpulver zugegeben. Das Gemisch wird bei einer Temperatur von 35 ⁰C ca« 12 h lang behandelt. Danach wird mit Wasser weiter verdünnt, die Stärke durch Sentrifugierung abgetrennt und dieselbe getrocknet« Anhand der

angegebenen Reaktionsbedingungen kann eingeschätzt werden _s daß vor allem durch den niedrigen pH~Wert und die Reaktions« temperatur eine partielle Hydrolyse der Eiweiße erfolgt. Die Gewinnung der Stärke v/ird. dadurch erleichterte Heben der partiellen Hydrolyse der Eiweiße wird auch die Stärke abgebaut, so daß eine wäßrige Aufkochung ein "verändertes Gelbildungsverhalten zeigt„ Nachteilig wirkt sich die bekannte Säurerötung durch Sinwirkung von starken Mineralsäuren auf die Qualität der Zwischen- und Endprodukte aus_e

Im. DEP 739 530 wird.ebenfalls die Verwendung einer starken . Mineralsäure als Hilfsmittel bei der Herstellung von Roggenstärke geschützt* Das Verfahren gestaltet sich derart, daß man eine wäßrige Suspension unterhalb der Verkleisterungstemperatui¹} vorzugsweise bei 3O«_e<»35 ⁰C während einer Zeit von 4_e«c5h, unter Rühren solange mit Säure behandelt, bis sich ein praktisch unveränderter pH-Wert zwischen 5»5 und 6j5 einstellt, worauf die Abtrennung der Stärke in bekannter Weise erfolgt» Das Verfahren zielt primär auf eine Verminderung der Viskosität des Eoggenmehl-lSxtraktes. Der Kerngedanke des Verfahrens beruht auf der Annahme_} daß nach der Einstellung des pH-Wertes von 5ϊ5···6>5 der Abbau der löslichen Getreidebestandteile in Verbindung mit der Säurefällung der löslichen Proteine soweit fortgeschritten ist, daß danach eine weitgehend quantitative Abtrennung der Roggenstärke möglich ist· Aufgrund größerer Unterschiede im Verhalten verschiedener Mehle oder Schrote, bedingt durch Alter, Srnte-3ahr_s agrotechnische Bedingungen, müllereitechnische Vorbehandlung und andere Umstände, ist diese Annahme praktisch nicht mit der für ein Produktionsverfahren notwendigen Sicherheit reproduzierbare Das Verfahren wurde zeitweilig als Produkt ionsverfahren genutzte'Bs traten jedoch durch starke Schaumbildung hohe Ausbeuteverluste auf, die zur Einstellung der Produktion führten.

Nach dem DRP 7-^2 638 wird ein zw-eiphasiges Verfahren zur Herstellung aus Eoggenstärke vorgeschlagen· In dar ersten Phase wird zerkleinerte Roggen!" rucht _s beispielsweise Eoggenmehlj

zunächst mit etwa der drei- oder mehrfachen Wassernienge in eine viskose Suspension überführt, um danach durch Zentrifugieren oder Abpressen die Peststoffe und die löslichen 13x>traktstoffe voneinander zu trennen. In der zweiten Phase erfolgt in einem konventionellen Alkaliprozeß die weitere Aufarbeitung und Raffination der Roggenstärke« Das vorgeschlagene Verfahren wurde zeitweise als Produktionsverfahren genutzt. Nachteilig wirkt sich der hohe Wasserverbrauch sowie der Umstand aus, daß die in sehr großer Verdünnung anfallenden Extraktstoffe kaum wirtschaftlich aufgearbeitet werden können« Bine breite Anwendung blieb deshalb" diesem Verfahren verwehrt«

Die klassische Form des konventionellen Alkaliprozesses wird bei der Herstellung von Reisstärke praktiziert. Es wurde versucht, dieses Verfahren zur Herstellung von Roggen- und Gerstenstärke anzuwenden,, Während die einfache Übertragung des konventionellen Alkaliprozesses auf die Verarbeitung von Eo ggenmehl aufgrund der hohen Anfangsviskosität der alkalisierten wäßrigen Roggenmehlaufschlämmung scheiterte, war diese für die Herstellung von Gerstenstärke aus Gerstenmehl wegen zu hohen Wasserverbrauches ebenfalls nicht möglich.

So wird nach dem DRP 7A-0 844 suspendiertes Gerstenmehl zur Inaktivierung der mehltypischen Enzyme zuerst, einer Säurebehandlung unterworfen, wonach das Schleimstoffwasser durch geeignete Fest/Flüssigoperationen abgetrennt wird» Der abgeschleuderte Feststoff wird danach dem für Reisstärke übli- · chen alkalischen AufSchlußνerfahreη für die Gewinnung von Gerstenstärke unterworfen» Auch bei diesem Verfahren handelt es sich um ein nicht durchgängiges Verfahren, das in zwei Phasen realisiert-wird· Solche Verfahren haben allgemein den Nachteil, daß die gegenläufige Führung von Stoffströmen eingeschränkt ist. Das drückt sich in einem höheren Wasserverbrauch bei dem Verfahren nach DRP 740 844 aus« Das Verfahren nach DRP 740 844 ist zwingend an einen niedrigen Gehalt an Pentosanen gebunden. Da dieser bei Gerste sortenabhängig sehr stark schwanken kann, ist das Verfahren nur für Partien mit einem niedrigen Gehalt an Pentosanen anwendbar»

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die Verarbeitung kleberschwacher Mahlprodukte"der Trockenmüllerei in einem einfachen und vielseitig anwendbaren Verfahren zu ermöglichen, wobei die organischen liichtstärkebestandteile vollständig wirtschaftlich einschließlich-'der Getreideproteine bzw.. die als Hauptprodukt gewonnene Stärke in hoher bzw. lebensmittelrechtlicher Qualität anf allen«,

Darlegung'Ö.es Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Getreidestärke zu entwickeln, das durch eine schonende Behandlung der Haupt- und Uebenbestandteile des Rohstoffes eine hohe Gesamtausbeute unter weitgehender Erhaltung der nativen Eigenschaften der Inhaltsstoffe gewährleistet, das durch sinnvolle Abfolge und Gestaltung der Verfahrensschritte eine gegenläufige Führung der Stoffströme und eine radikale Reduzierung des Wasserverbrauches ermöglicht, unempfindlich gegen Schwankungen in der Rohstoffzusammensetzung ist und die zu großen Ausbeuteverlusten führende Schaumbiläung weitgehend unterbindet«

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem man das trokkene Mahlprodukt aus kleberschwachen Körnerfrüchten mit der zweie.* siebenfachen-Plüssigkeitsmenge anteigt oder anrührt« Dem dünnen Teig oder der wäßrigen Suspension fügt man, bezogen auf das lufttrockene Getreidemahlprodukt, 1,0 g ».. 20,0 g, vorzugsweise 2,0...5,0 g pro kg eines Komplex enzyms, bestehend aus den Bestandteilen einer β - Glucanase, einer Protease und einer =t - Amylase, zu, sodann oder vorher wird der dünne Teig bzw. die wäßrige Suspension auf eine Temperatur von 35«»ο55 °C_S vorzugsweise 45 ⁰C, erwärmt und das Gemisch während einer Zeit von 0,5··«7 h, vorrangig o,5··· 2 h bei dieser Temperatur gerührt«

Das thermisch/enzymatisch behandelte Roggentnehl wird anschließend einer Pest/Plüssigtrennung unterzogen und die wäßrige Extraktlösung abgetrennt *

Das extrahierte Roggentaehlsediment wird durch rezirkuliertes, niedrigviskoses Prozeßwassar verdünnt und zur Abtrennung der Grobfasern gesiebt. Von der weitgehend grobfaserfreien Roggenmeh!suspension werden im Zentrifugalfeld oder in Flutenrinnen oder HydroZyklonen die wasserquellbaren Pentosane unter Verwendung rücklaufender Prozeßflüssigkeit abgetrennt» Die Rohstärke-Suspension wird anschließend zur Enzyminaktivierung und Auflösung noch unlöslicher Proteine auf 0,05 0,1 % Ätznatron eingestellt und unter weitgehender Rezirkulation der alkalischen Flüssigkeit in Polysaccharid-Schlaram und alkalische StärkemiIch aufgetrennt«

Abschließend werden die noch vorhandenen löslichen Soggeninhaltsstoffe durch eine Fest/Flüssig-Trennung unter Verwendung von Wasser ausgewaschen.

In einer weiteren Variante wird die durch Sieben von Schalen- und Faserstoff befreite extrahierte Roggenmehlsuspension durch eine intensive naßmechanische Behandlung weiter aufbereitet. Man kann die naßmechanische Behandlung in einem hochtourigen Dispergierrührwerk, einer Homogenisiermaschine oder mit einer mechanischen oder kinematischen Hochfrequenz-Dispergiermaschi™ ne durchführen. Bevorzugt erfolgt die Behandlung mit einer Hochfrequenz-Dispergiermaschine. Die naßmechanisch aufbereitete _s extrahierte Roggenmehlsuspension wird durch Sieben und einzelne Fest/Flüssig-Trennung raffiniert und kann anschließend in flüssiger Form zu Stärkehydrolysaten aufgearbeitet werden.

Der bei der Primärabscheidung abgetrennte wäßrige Extrakt . wird einer Enzyminaktivierung unterzogen und weiter aufkonzentriert. Das Konsentrat kann mittels verschiedener Einrichtungen getrocknet v/erden oder durch Zugabe von Konservierungsmitteln haltbar gemacht werden.

Es besteht weiter die Möglichkeit, das Konzentrat an einen Träger anzutrocknen. Hierfür eignen sich Kuppelprodukte der Troekenmüllerei, wie Kleie oder Hachmehl· Man kann jedoch auch den Ausgangsrohstoff selbst als Träger verwenden» Bevorzugt wird das trockene Mahlprodukt selbst oder das als Kuppelprodukt anfallende Kachmehl als Trägerstoff für die Antrocknung

des Extraktkonzentrates verwendet»

Im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man Getreidemahlprodukte der Trockenmiillerei mit einem Ausmahlungsgrad bis zu 90 %* Andere Ausmahlungsgrade sind möglich« Der Zerkleinerungsgrad des Getreidemahlproduktes wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht zy/ingend vorgeschrieben. Da es jedoch auch Anliegen des Verfahrens ist, das Stärkekorn vom Zwicke!protein und auch zum großen Teil vom Hüllprotein zu befreien, ist es zweckmäßig, die enzymatische durch eine intensive naßmechanische Behandlung zu unterstützen. Die Stoffströme werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren konsequent gegenläufig geführt« Die beiden gegenläufigen Stoffströme sind einmal der Peststoff bzw. die Rohstärke bzw. die raffinierte Stärke und zum anderen die aus der Auswaschung löslicher Roggeninhaltsstoffe anfallende wäßrige Extraktlösung. Die erfindungsgemäße Führung der Stoffströme ermöglicht eine stufenweise Abtrennung der Proteine, Pentosane, lös liehen Kohlenhydrate usw. sowie eine stufenweise Reinigung und Raffination der Stärke und eine verfabrensimanente Aufkonzentrierung der Hichtstärkebestandteile.

Die Hichtstärkebestandteile werden im erfindungsgemäßen Verfahren einer partiellen Hydrolyse unterzogen. Durch die enzymatische Partialhydrolyse wird der native Charakter der Nichtstärkebestandteile nur unwesentlich verändert« Die Verdaulichkeit und Verwertbarkeit der Hichtstärkebestandteile wird aber wesentlich erhöht. Das sprühgetrocknete Extraktkonzentrat ist ein freifließendes Pulver von arteigenem, angenehmen Geruch und mildem, leicht süßem Geschmack« Es eignet sich hervorragend für die verschiedensten Gebiete der Humanernährung. Das sprühgetrocknete Pulver hat einen hohen Anteil wasserlöslicher bzw. wasserquellbarer Proteine. Das sprühgetrocknete oder anderweitig getrocknete Extraktkonzentrat eig-. net sich deshalb sehr gut als Srgänzungs» und Hauptfutter in der Jungtierernährung.

Als besonders vorteilhaft erweist sich der Umstand, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur geringfügige Schaumbildung

auftritt. Dadurch ist der Einsatz von Separatoren und Dekantern, die der Suspension Luft einrühren, problemlos möglich. Durch den Viskositätsabbau der Extraktlösungen kann der wäßrige Extrakt ganz oder teilweise rezirkuliert werden, so daß hohe Endkonzentrationen erreicht werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Ablösung von Pentosanen und Proteinen intensiviert, vorhandene Oligosaccharide werden abgebaut. Die Roggenstärke hat einen hohen Weißgrad.Enzymatische Stärkehydrolyse intakter Stärkekörner durch die vorhandene -^ - Aniylase wurde nicht festgestellt.

Nachfolgend soll durch Ausführungsbeispiele die Erfindung näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele demonstrieren die erfindungsgemäße Lösung am Beispiel der Herstellung von Roggenstärke, weil hier die schwierigsten Verfahrensbedingungen vorliegen und weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung offensichtlich werden.

In der dazugehörigen Zeichnung wird mit Fig. 1 eine komplette Anlage zur Herstellung von Roggenstärke mit besonders niedrigem Rohproteingehalt dargestellt.

Sie wird aus einem beheizbaren Rührswerksreaktor, zwei Horizontalschneckenzentrifugen Z 1 und Z 2, einer Siebmaschine S, einer Klassierzentrifuge KZ, zwei Zentrifugalseparatoren Z 3 und Z 4, Hydrozyklonstufen und den jeweiligen Zwischenbehältern gebildet.

Beispiel 1 s Dieses Beispiel zeigt den Einfluß verschiedener

handelsüblicher Enzyme, bzw. eines Komplex^ - enzyms auf die Schaumregulierung von suspendiertem Roggenmehl. .

Zur Ermittlung der wirksamen Enzymkomponente bei der mit Komplexenzym in Vorversuchen erreichten Schaumdämpfung bzw.-Regulierung in suspendiertem Roggenmehl wurden jeweils 50 g Roggenmehl in, 200 ml Wasser suspendiert, lach einer Rührzeit von Oj5 bzwο 2 Stunden bei 20 ⁰C Behändlungstemperatur wurden in einem graduierten Reagenzglas au 10 ml vorgelegtem destillierten Wasser 5 g der behandelten Suspension zugegeben und die Mischung unter definierten Bedingungen 30 s kräftig geschüttelt« lach einer Absetzzeit von einer Minute wurde das Schaumvolumen gemessen.

eingesetzte Enzytnmenge in g pro 200

Rührzeit Enzympräparat ^{ml Wasser}

0 0,1 0.2 0,5

Brauereienzym	2,4	2,4	2,4	1,4	1,2	0,7
Thermitase	2,4	2,4	2,6	2,6	3,0	3,5
0,5 h Fungamyl	2,4	2,3	2,6	2,6	2,8	3,0
1600 S
BAKL 120	2,4	2,4	2,4	2,6	2,8	3,0
Biolase	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,6
Brauereienzym	3,0	2,8	2,4	1,2	1,0	0,6
Thermitase'	3,0	3,0	3,0	3,0	3,5	3,7
2,0 h Fungainyl 16OO S	3,0	3,0	3,1	3,2	3,4	3,4
BAIL 120	3,0	2,9	3,0	3,2	3,2	3,4
Biolase	3,0	2,9	3,0	2,9	3,0	3,2

Von den handelsüblichen Enzymen ist das Brauereienzym ein Komplexenzym, bestehend aus einer /?- Glucanase, einer Protease und einer -oL'™ Amy läse· Die Thermitase eine Protease, Punga my 1 1600 S, BAlTL 120 und Biolase sind u6- Amylasen

Die Tabelle zeigt eindeutig, daß alle'Enzyme mit Ausnahme des Komplex-Enzyms die Schaumneigung noch erhöhen«

Das Brauereienzym dämpft unter den angegebenen Verfahrensbedingungen die Schaumneigung prägnant.

Beispiel 2 ι Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeit der Abtrennung der Nichtstärkebestandteile aus einer Roggenmehlsuspension in Gegenwart von Komplex-Enzym.

Roggenmehl wird in Wasser im Verhältnis 1 : 4 suspendiert.

Die Bnzymzugabe beträgt 0 bzw. 1 g Brauereienzym pro 200 ml Wasser.

Die Reaktionstemperatur beträgt 20 C.

Enzym- Reakt.-Viskosität gelbste Stoffe Proteinablb'sung

Menge Zeit im Extrakt bez. auf Roggen

mehl-Gesamtprotein

g h cp % %

	0,5	91	6,4	77,8
	1,0	84,4	6,5	78,4
1	2,0	79,3	6,9	79,2
	5,0	62,2	7,1	80,8
	0,5	102	3,3	27,9
	1,0	98,8	3,4	27,9
O	2,0	91,1	3,7	27,9
	5,0	77,8	4,0	28,4

Beispiel 3'

Dieses Beispiel demonstriert nach der Arbeits vorschrift des Beispiels 2 die verbesserte Ab lösung von Protein und anderen Nichtstärkebestandteilen bei erhöhter 'Temperatur von 47 ⁰C .(BrauerGienzym-Binsatz 1 g je 200 ml Wasser)

!Reaktionszeit

0,5 1,0

2,0 5,0

Viskosität	P	geloste Stoffe	Proteinablösung	82,2
	S8	in Extrakt	bez. auf Roggen-	81,8
c;	.3	C	mehl	83,3
69	,9	.9,	83*6
52		10,
36	10.
22	12,
»5
»5
»3
»1

Beispiel 4i In diesem Beispiel kommt zum. Ausdruck, daß bereits geringe Mengen Komplexenzym durch Hydrolyse löslicher bzw. in wäßriger Suspension gequollen vorliegender Roggeninhaltsstoffe die Fest/Flüssig-Trennung von Roggenmehlsuspensionen deutlich fördert«

Hierzu wurden 50 g Roggenmehl in 200 g Wasser suspendiert und nach Zusatz von Komplexenzym 60 Min. bei 45 ⁰C unter abschließender Ergänzung des verdampften Wassers gerührt. Nach Zentrifugieren der Mischung im verschlossenen Becher wurde die vom Sediment in 30 Sek. ablaufende Flüssigkeitsmenge ermittelt. Die nachstehende Tabelle enthält die abgießbare Fugatmenge als prozentualen Anteil des eingesetzten Wassers:

0 70,0

0,025 - 73i5 0,050 ^ 75,0

0,100 . 77,0

0_s250 78,0

0,500 81,0

1,000 82,0

Die in den Beispielen 1 bis 4- dargelegten Ergebnisse unterstreichen eindeutigj daß die erfindungsgemäße Verwendung eines Komplexenzytnes die Verarbeitung von Roggenmehl zu Eoggenstärke unter linsatz derzeit üblicher Aggregate der Fest/ Plüssig-Trennung überhaupt erst üLÖglich macht«. Darüber hinaus wird bereits während der '.Extraktion ein derart hoher Anteil von NichtStärkebestandteilen vom Roggenmehl gelöst und die Viskosität des wäßrigen Extraktes in einer solchen Weise reduziert, daß die weitere Bearbeitung und Raffination der Rohstärke glatt und mit hohen Ausbeuten verläuft.

Beispiel $i Herstellung von Eoggenstärke gemäß Figur 1.

Roggenmehl der Type 1150 mit 10,2 % Protein und 6,8 % Pentosanen wird ira beheizbaren Rührwerksreaktor Mi mit enzymhalt igem Sxtrakt-Fugat Fp äer Horizontalschneckenzentrifuge Z 2 im Verhältnis 1 ϊ 4 suspendiert. Die Roggenmehlsuspension wird auf eine Temperatur von 35 - 50 ⁰C erwärmt und hier innerhalb von 0,5 - 5 Stunden einer thermisch-enzymatischen Behandlung unterzogen. Anschließend wird die Reaktionsmasse in der Horizontalschneckenzentrifuge Z 1 in extrahiertes Roggenmehlsediment und Extrakt aufgetrennt. Der Hauptanteil der extrahierten NichtStärkebestandteile wird mit A^ abgeführt und steht für Einsatzgebiete außerhalb des beschriebenen

Verfahrens zur Verfugung. Hierzu kann man durch Temperaturerhöhung auf 90 ⁰C die Knzyine inaktivieren.» Die Inaktivierung kann jedoch sinnvoll auch mit einer weiteren Konzentrierung der gelösten Roggeninhaltsstoffe verbunden werden. Pur kurzzeitige Aufbewahrung ist der Zusatz' eines Konservierungsmittels möglich. · Das Sediment wird im Rührbehälter mit Rücknahraewasser U_n und einen Teil des Fugates von Zentrifuge Z 1 aufgenommen und. in der Horizontalschneckenzentrifuge Z 2 erneut einer Eest/Flüssig-QJrennung unterworfen. Das anfallende Sediment gelangt mit rezirkulierter Prozeßflüssigkeit Qg- zur Abtrennung der Kornschalenfragmente in die Siebmaschine S« Der'Siebdurchlauf wird nach Zusatz von Eücknahmewasser CLq mittels Klassierzentrifuge KZ in ein Hohstärkesediment und das vor allem Pentosan- und Proteinflocken sowie lösliche Stoffe und eine .geringe Menge Peinstkornstärke enthaltende Fugat Qg- aufgetrennt. Dieses Pugat gelangt gemeinsam mit dem Siebrückstand zur Abtrennung der sedimentierfänigen Substanz in den Separator Z 3 und wird anschließend zurückgeführt. Das Rohstärkefugat wird im Rührbehälter B mit Natronlauge auf O_SO5 - 0,1 % natronlauge eingestellt, um eine Tei!inaktivierung der Enzyme zu erreichen und Restproteine sowie die nichtwasserlöslichen Pentosane aufzulösen. Die alkalisch eingestellte Rohstärkesuspension durchläuft anschließend einen Hydrozyklon zur Abtrennung noch vorhandener Schlammstoffe, der HydroZyklonüberlauf wird hierbei über den zur Abführung dieser Schlammsubstanz eingesetzten Separator Z 4 in den Behälter B zurückgeführt»

Der schlammfreie Ablauf des iDrennzyklons gelangt zur Entfernung der löslichen Substanz in die nachgeschaltete Hydrozyklon -Wa sehst uf e, die im Gegenstrom Frischwasser zugeführt erhält. Der Überlauf der Waschzyklonstufe wird mit geringem Anteil gelöster Roggeninhaltsstoffe als Rücknahmewasser im Behälter A und zur Aufnahme des Sediments von Zentrifuge Z 1 eingesetzt, über diesen Rahmen hinaus anfallende Mengen werden als Abwasser abgeführte Der mit IvL. ausgewiesene

und der Zentrifuge Z 2 zugeführte Anteil Rüclcnahniewasser wird mit Salzsäure auf pH 6 - 7.©ingesteilt und erhält die Menge Komplexenzytn zugesetzt, die zur Aufrechterhaltung einer konstanten Enzymkonzentration im Rührwerksreaktor Mi erforderlich ist·

Das im Auslauf der Waschstufe vorliegende Stärkeraffinat wird über einen Bindickungszyklon der konventionellen Stärketrocknung zugeführt* Die Stärkesuspension läßt sich auf einem Drehfilter vorentv/ässern«

Die getrocknete Stärke besitzt einen Rohproteingehalt von G,25 % bei einem Weißgrad von 94,0 %, Die Gesamtstärkeausbeute beträgt 94,4- %t unter Abzug der Feinstkornstärke werden 83»4 % der im eingesetzten Roggenmehl vorhandenen Stärke gewonnen»

Claims (2)

Verfahren zur Herstellung von Getreidestärke aus Mahlprodukten der Trockenomllerei im Nähverfahren, zej:chnet_dadurchil> daß man das lufttrockene Getreideaiahlprodukt mit Wasser im. Verhältnis 1 % 2e»e1 % 7 anteigt oder suspendiert, der Yrässrigen Aufschlämmung bzw« Suspension ein Komp'lexenzyoij, bestehend aus einer ^?-G-Iucanase, einer Protease und einer cC-Amylasejzumischt, die Mischung bei einer !Temperatur von 2Oe*«5O 0Cs vorzugsweise 35«··»^? 0Cj während einer Zeit von Ο·5···7 h thermisch-enzymatisch behandelt, nach Abschluß der thermisch-enzyiaatischen Behandlung durch Sedimentation im Schwere- oder Zentrifugalfeld den Extrakt, der den Hauptanteil der !lichtstärkestoffe enthält, abtrennt, das Sediment durch rezirkuliertes Prozeßwasser suspendiert, aus der extrahierten Getreidemahlproduktsuspension durch Siebung die Peinfasern abtrennt, anschließend die feinfaserfreie, extrahierte Getreideiaahlproduktsuspension durch Klassierung im Schwere- oder Zentrifugalfeld die geflockten Pentosan- und Proteinanteile sowie die löslichen Stoffe abtrennt, die sedimentierte Rohstärke zur Bnzyiainalrtivierung und Auflösung von Eestproteinen'einer alkalischen Behandlung unterwirft, von der alkalisierten RohstärkemiIch durch eine weitere Sieb- oder Klassier— behandlung die alkaliquellbaren Pentosane abtrennt, die gewonnene Rohstärke im Schwere- oder Zentrifugalfeld mit Frischwasser im Gegenstrom von den gelösten Hoggeninhaltsstoffen befreit und den wäßrigen Sxtrakt des Getreidemahlproduktes sowie die raffinierte Stärke für verschiedene Zwecke aufarbeitete

1*8· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man das Verfahren durchgehend bei Temperaturen von 20... 50 ⁰C, vorzugsweise 35«..47 ⁰C durchführt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 * gekennzeichnet dadurch, daß die komplette Anlage zur

Herstellung von Getreidestärke aus trockenen Getreideman!produkten aus einetn beheizbaren Rührwerksreaktor, zwei Horizontalschneckenzentrifugen, einer Siebmaschine, einer Klassierzentrifuge5 zwei Zentrifugalseparatoren, Hydrozyklonstufen und den jeweiligen Zwischenbehältern ' besteht«,

1.7· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man 0,02.„.1,5 % Komplexenzym bei der Anteigung oder Suspension des lufttrockenen Getreidemahlproduktes mit unverdünntem oder verdünntem Extrakt verwendet.

1.6» Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man 0,1».»2 % Komplexenzym, bezogen auf das lufttrockene Mahlprodukt, bei der Anteigung oder Suspendierung des lufttrockenen Mahlproduktes mit Wasser verwendet»

1·5· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man das lufttrockene Getreidemahlprodukt mit einem durch rezirkulierten Prozeßwasser verdünnten Extrakt anteigt oder suspendiert.

1.4« Verfahren nach Punkt 1, jgekennzeichnet_dadurch_Λ daß man das lufttrockene Getreidemahlprodukt mit wäßrigem Extrakt anteigt oder suspendiert.

1*2, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktionstemperatur von 20._o.50 ⁰C, vorzugsweise 35··· 47 ⁰C während des gesamten Verfahrens beibehalten wird.

Ί·3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß an verschiedenen Stellen der Technologie Schwefeldioxid, Peressigsäure oder andere taikrobizide Agentien zugegeben werden.

1.1. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch^ daß die Stoffströme gegenläufig geführt werden und die Frischwasserzugabe.mit der Raffination der Rohstärkemilch erfolgte

2*1« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 2_S gekennzeichnet dadurch_s daß der Siebdurchlauf der Siebmaschine über eine Flutenanlage klassiert und die Auswaschung der löslichen Roggeninhaltsstoffe über Purifikationsseparatoren durchgeführt wirdo

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