DE1567365A1 - Staerkehydrolysat-Zusammensetzung,Sirup und Sirupfeststoffe mit niedrigem D.E.und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

GOISN ER-OUUCTS ΌOMEANY

717 Fifth Avenue, New York, New York₉ USA

Stärkehydrolysat-Zusammensetzung, Sirup und Sirupfes tstofi'e mit niedrigem D₀Be und Verfahren zu ihrer Herstellung₀

Priorität: USA-Patentanmeldungen

Nr₀ 602,563 vom 19» Dezember I966 Nr₀ 625.584 vom 24c Wlärz 1967 Nr₀ 626.952 vom 30« März 1967

Die vorliegende Erfindung betrifft Stärkehydrolysate mit niedrigem DB und Stärkekonversionssirupe mit ebenfalls

^niedrigem DB sowie Verfahren zu ihrer Herstellung« DB ist

co

weine Abkürzung für "Dextrose-Äquivalent", das einen allge-

K>

gebräHihliohen Ausdruck für die Besohreiburig das Gean reduzierenden Zuokern in einem Material»

in

berechnet als Dextrose und ausgedrückt als prozentuale

!roekensubstanz, darstellt,

Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Stärkekonversionssirupen mit niedrigem DB besteht in der Säurehydrolyse von Stärke. Die Hauptbe tonung bei der Herstellung von industriellen Stärkehydrolysat-Sirupen liegt auf der Stabilität, Klarheit und nichtkristallisierenden Eigenschaften«

Für nicht vorschmeckende Sirupe und Sirupfeststoffe von geringer Süße und niedrigem hygroskopischem Verhalten bei einem niedrigen-DE-G-rad gibt es auf dem Markt noch große Möglichkeiten*) Derartige Sirupe, Hydrolysate und Sirupfeststoffe sind als Basis für die Herstellung von Nahrungsmitteln sowie als körperverleihende Substanzen und als Zusatz mit nicht süßen, wasserfesthaltenden und nicht hygroskopischen Eigenschaften geeignet« Außerdem sind sie als Trägersubstanz für synthetische Süßmitfcel, als geschnuiksverstärkende Substanz, als Zutat zu Färbemitteln, als sprühtrocknender Zusatz zu Kaffe^- oder Tee-Extrakten, als füllendes, körperverleihendes oder dispergierendes

c

' Mittel in synthetischer Sahne oder Kaffemiich, als feuchtigkeitsfesthaltendes Mittel in Brot, Kuchen, Fleisch und als körperverleihende und glättende Substanz in Puddingen, Suppen und gefrorenen Nachspeisen gleich^ gut geeignet»

Die Herstellung von Sirupen mit niedrigem DE, nämlich MiS£SÜ£XJUfiIXSSXÜüäJiXSfi weniger als 28 bis 30, aus Stärken naoh bisherigen Verfahren ist reohfcunpraktisch. Bisherige Bemühungen zur Herstellung von Sirupen mit niedrigem DE aua Stärken naoh Verfahren, wie sio bisher angewendet worden sind, schlugen fehl aufgrurid von außerordentlich

schlechten filtrierungswerten, Ausbeuteverlusten und starker Unlöslichkeit der Sirupfeststoffeo

Bin Vorteil "der Vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung -3in-es neuartigen Stärkehydrolysat-Produktes mit niedrigem DB₀ - .

Ein v/eiterer Vorteil-ist darin zu sehen, daß der gewonnene Sirup mit niedrigem DE klar und stabil isto

Die vorliegende Erfindung bietet auch den ■ Vorteil"", · daß das Stärkehydrolysat-Produkt mit niedrigem DB keinen vorherrschenden Geschmack hat, eine geringe Süße -aufweist und nicht hygroskopisch ist©

Bei der vorliegenden Erfindung kommt noch der Vorteil hinzu, daß das Sirupfeststoff-Produkt verbesserte Eigenschaften bezüglich hygroskopischem Verhalten und Wasserlöslichkeit aufweist*

Ein weiterer Vorteil ist der', da_p die durch die vorliegende Erfindung zur Verfugung gestellten Sirupe und Sirupfeststoffe für die Verwendung in Nahrungsmittelprodukten geeignet sind, da die Sirupprodukte den Geschmack nur minimal beeinflussen und gleichzeitig den Mahrungsmittelprodukten Fülle, Viskosität, Körper und Stabilität verleihen«^

Ein damit verbundener Vorteil der Erfindung ist die Verfügbarkeit neuer praktischer Verfahren für die Herstellung von Sirupen und Sirpufeststoffen sowie Stärkehydrolysat-Produkten mit den aufgeführten Eigenschaften» ^

Ein ähnlicher Vorteil der Erfindung ist die Bereit- ' stellung neuer praktischer Verfahren für die Herstellung

von Stärkehydrolysaten, die geklärt werden können und ■ ^{: ;} - ' - " ^: η r\ (ι ö ο ο j η ο ·ν ß ,

*. . BAD

bei hohen Feststoff-Konzentrationen Har bleiben«

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich nach der folgenden Beschreibung und der Aufzählung der beigefügten Ansprüche zeigeno

Die vorliegende Erfindung macht eine Stärkehydrolysat-Zusaramensetzung mit einem DE-Wert zwischen etwa 5 und etwa 25 und einem Darstellungsverhältnis von mehr als etwa 2,0 verfügbare

Das hier angeführte Darstellungsverhältnis bezieht sich f auf einen Quotienten, den man erhält, indem die Summe der Prozentgehalte von Sacohariden auf Trockenbasis in einem Stärkehydrolysat mit einem Polymerisationsgrad von 1 - 6 durch das DE dividiert wird«

In einer Darstellung ist die Zusammensetzung dieser Erfindung ein Stärkehydrolysat, das im zweistufigen Stärkekonversions-Verfahren mit bakterieller alpha-Amylase mit einer dazwischen liegenden Afeizstufe von mehr als 95°C hergestellt wird und ein DE zwischen etwa 5 und etwa 25 ) und ein Darstellungsverhältnis von mehr als 2,0 aufweist·

eine zweite Darstellung der Zusammensetzung der Erfindung ist ein Stärkehydrolysat, das im einstufigen Konversionsverfahren von wachsiger Stärke mit bakterieller alpha-Amylase hergestellt wird und ein DE von etwa 5 bis etwa 25 und ein Darstellungsverhältnis von mehr als ungefähr 2,0 aufweist«

In einer dritten Darstellung ist die erfindungagemäße Zusammens^zung ein Stärkehydrolysat, das stufenweise durch Säurehydrolyse und bakterielle alpha-Amylas©-Hydrolyse hergestellt wird und ein DE zwischen ungefähr 10 und

OT98 32/Ö27.5

? BAD ORiQJNAL

etwa 25 und ein Darstelxungsverhältnis von mehr als etwa 2,0 aufweist*

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer Stärkehydrolysat-Zusarnmensetzung mit einem DE zwischen etwa 5 und etwa 25 und einem Darstellungsverhältnis von mehr als etwa 2,0 zur Verfügungο

Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines neuartigen Sirups mit niedrigem DE durch die Konzentration des Stärkehydrolysate, das erfindungsgemäß hergestellt wird, zur Verfügung, um damit einen Sirup mit einem Peststoffanteil von mehr als 50 $ zu gewinnen» Der Sirup, d.h. das konzentrierte Hydrolysat, kann aber braucht nicht mit herkömmlichen Methoden raffiniert, zu werden«,

Die vorliegende Erfindung stellt zusätzlich ein Verfahren zur Herstellung von Sirupfeststoffen durch Senkung des Feuchtigkeitsgehalts entweder eines Stärkehydrolysats oder eines Sirups, der erfindungsgemäß hergestellt wird, auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 15 Ί> zur Verfügung»

in einer ersten Darstellung der erfindungsgemäßen Verfahren erhält man den Sirup und die Stärkehydrolysat-Produkte auB Stärke durch zweistufige Anwendung des hydrolytischen Enzyms auf die Stärke, um damit ein Stärkehydrolysat mit einem DE zwischen ungefähr 5 und ungefähr 25 und einem Darateliungsverhältnis von wenigstens etwa 2,0 zu erhalten»

Gemäß einer zweiten Darstellung der irfindungsgemafien Verfahren erhält man die Sirupe und Stärkehydrolyaafc-Produkte aus wachaiger Stärke durch Anwendung des hydrolytischen

BAD ORIGINAL "

"0Wf I Ψί 8 % 1 % ..-.·■

Enzyms auf die Stärke, um damit ein Stärkehydrolysat mit einem DE zwischen etwa 5 und ungefähr 25 und einem Darstellungsverhältnis von wenigstens ungefähr 2,0 zu gewinnen«

In einer dritten Darstellung der erfindungsgemäßen Verfahren erhält man den Sirup und die Stärkehyürolysat-Produkte aus Stärken durch aufeinanderfolgende Anwendung von Säure auf die Stärke, um damit ein Stärkehydrolysat mit einem DE von etwa 5 his etwa 15 zu erhalten, und folgende Anwendung eines hydrolytischen Enzyms auf das mit Säure hergestellte Stärkehydrolysat, um ein Stärkehydrolysat mit einem DE zwischen ungefähr 10 und ungefähr 25 und einem DarsteLuungsverhältnis von wenigstens etwa 2,0 zu gewinnen«,

Eine erste Darstellung des Verfahrens zur Herstellung des Stärkehydrolysate besteht darin, daß eine Mischung aus Stärke und Wasser mit einem Feststoffanteil von weniger als ungefähr 50 ^CJ> der hydrolytischen Wirkung von bakterieller alpha-Amylase unterworfen wird, um ein Stärkehydrolysat zu erhalten, das ein DE zwischen et wa 2 und ungefähr 15 aufweist, das Stärkehydrolysat einer Hitzebehandlung bei Temperaturen von mehr als etwa 95°C unterworfen wird, das Stärkehydrolysat auf eine Temperatur von weniger als etwa 95⁰O abgekühlt wird und das Hydrolysat weiterhin der · hydrolytischen Wirkung von bakterieller alpha-Jaaylase unterworfen wird, um ein Stärkehydrolysat mi^ einem DE zwischen ungefähr 5 und etwa 25 und einem Darstellungsverhältnis von mehr als ungefähr 2,0 üu erzielen«

In einer zweiten Darstellung daa Verfahrens zur Herstellung von Stäx'kehydrolyeat ebhläamt man waohsige Stärke in

-¹SfI 1327027S bad

Wasser auf, macht sie durch Gelatinieren (Verkleistern) löslich und behandelt das Gemisch mit bakterieller alpha-Amylase, um die Stärke zu einem DE von 5 "bis 25 zu hydrolysieren«»·

Eine dritte Darstellung des Verfahrens zur Herstellung des Stärkehydrolysate besteht darin, daß ein Stärke/ Wasser-Gemisch mit einem Feststoffanteil von weniger als ungefähr 50 $ der hydrolytischen Wirkung von Säure unterworfen wird, um ein Stärkehydrolysat zu gewinnen, das ein DE zwischen etwa 5 und etwa 15 aufweist, das Säurehydrolysat der hydrolytischen Wirkung von bakterieller alpha-AmyÄe bis zu einem DE von etwa 10 bis etwa 25 unterwirft, wobei das DE wenigstens um ungefähr 5 erhöht wird, um dadurch ein Stärkehydrolysat mit einem'Dextrosegehalt von weniger als 4 # und einem Darstellungsverhältnis von mehr als etwa 2,0 zu erzielen»

Das entstehende Hydrolysat kann konzentriert bzw. mit herkömmlichen Methoden raffiniert werden, um einen stabilen Sirup zu, gewinnen, der im wesentlichen klar und sehr leicht in Wasser löslich ist«, Es besteht die Möglichkeit, den Sirup sprühzutrocknen, wodurch Sirupfeststoffe mit niedrigem hygroskopischem Verhalten und hoher WasserJLöslichkeit erhalten werden_o

Zu den geeigneten Stärken gehören Getreidestärken, wie z-Be Mais-, Sorghum- und Weizenstärke, wachsige Stärken, wis wachsiger MiIo, waqh.siger Mais und wachsiger Reis schh sowie, Wurzelstärken, wie Kartoffel- und Tapiokastärkeβ

Vorzugsweise wird als pH des EnzymkonversioriBmittels der . genommen, ^_er fy_r ^_e optimale Wirkung der bakteri«

ellert alpha-Amylase geei^not isto Im allgemeinen liegt

'" ; 009832/0275

dieser pH-Wert zwischen ungefähr 6 und etwa 8_e Der am besten geeignete Temperaturbereich erstreckt sich von der Temperatur, die für das Gelatinieren der Stärke erforderlich ist, doho wenigstens 6O⁰O, bis zu der Temperatur, bei der das Enzym einen großen Teil seiner Wirksamkeit einbüßt, doho etwa 95⁰O. Man hat festgestellt, daß der bevorzugte Temperaturbereich zwischen ungefähr 70⁰O und etwa 92⁰O liegt»

Die Menge der zur Gewinnung des gewünschten Stärkehydrolysate erforderlichen bakteriellen alpha-Amyl as e-rZubereitung hängt von der Wirksamkeit der bakteriellen alpha-Amylase-Zubereiturig ab, sowie von der Konversionstemperatur des Konversionsmedium3, Λί& DID - sofern anfänglich eine Hydrolyse stattfindet -, dem pH-Wert des Mediums sowie dem am Schluß erwünschten DE· Es ist nicht schwierig, geeignete Voraussetzungen zu finden» Man nimmt ζ·Β· eine repräsentative bakterielle alpha-Amylase-Zubereitung in einer Menge zwischen etwa 0,025 und etwa 0,1 Gewichtsprozent Stärke auf Trockenbasis. Zu den Konvereionsbedingungen gehört eine Temperatur von ungefähr 80⁰C und ein pH-Wert von etwa 7 für einen zur Erreichung des gewünsohten DE ausreichenden Zeitraum«

Das vorzugsweise verwendete Enzym für die Herstellung des Hydrolysate mit niedrigem DE gemäß vorliegender Erfindung ist die in dem bisherigen Verfahren allgemein mit bakterieller alpha-Amylaee angegebene Art« Es handelt sich um eine stärkeverflüasigende, hitzebeständige, hydrolytisohe alpha-Amylase. Auf der Basis konventioneller Permentierungemethoden kann man geeignete bakterielle alpha-Amylase mit

bestimmten Stämmen von Bacillus subtilis, Bacillus mesen-0 0 Ο 8 3 2 / 0 2 7 5

tericus und dergl. herstellen«)

Bine bevorzugte Methode zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die nun folgenden Schritte:

Aufschlämmung von Maisstärke in Wasser zu einer Feststoff-Konzentration zwischen etwa 10 und etwa 50 J₉

2. Auflösung der Stärke durch Verkleisterung,

3. Behandlung des Gemisches mit bakterieller alpha-Amylase, wodurch die Stärke zu einem DE zwischen etwa 2-und ungefähr 15 hydrolysiert wird, Erhitzung des Stärkehydrolysats auf eine Temperatur, die etwa 95°0 übersteigt, vorzugsweise zwischen etwa 110 und 150⁰O,

5. Abkühlung des Stärkehydrolysats auf eine !Temperatur, die niedriger ist als 95°O,

6· weitere Behandlung des Hydrolysats mit zusätzlicher bakterieller alpha-Amylase, woduroh die Stärke zu einem DE zwischen ungefähr 15 und etwa 25 hydrolysiert wird und

7β Gewinnung eines Stärkehydrolyaat-Produktea, gekennzeichnet durch eine hohe Wasserlöslichkeit und ein Darstel-Lungsverhältnis von mehr als ungefähr 2,0.

Der erste Schritt, d.h. die Lösliohmaohung der Stärke, kann z.B. durch Erhitzen eines Stärke-Wasser-Breia auf eine die Gelatinierungstemperatur der Stärke Übersteigende Temperatur oder durch Hinzufügen von Trookenstärke au erhitztem Wasser oder durch andere ahnliohe Methoden erreioht werden* Die Enzym-Zubereitung kann vor, während,oder naoh

0 0 #!#£ 'P 027 8 ^BAD

— I U —

der Verkleisterung der Stärke zugefügt n&den· Wird die Enzym-Zubereitung jedoch vor der Auflösung der Stärke hinzugegeben, dann löst man die Stärke vorzugsweise bei einer Temperatur von weniger als 95⁰O auf, damit das Enzym nicht seine Wirksamkeit verliert·

Sobald das erwünschte UE in der ersten Hydrolysenstufe erreicht ist, erhöht man die Temperatur auf wenigstens 95⁰O, vorzugsweise auf zwischen ungefähr 100 und 15O⁰O; man kann die Temperatur auoh sogar auf 18O⁰O erhöhen· Erhöht man die Temperatur allerdings auf einen Wert von über 95⁰O, ist es erforderlich, ausreichende Filtrierungawerte zu erzielen und zu hohe Verluste an Stärkefeststoffen während der Filtrierungsstufe zu vermeiden« Das in der ersten Enzymbehandlungsstufe hinzugefügte Enzym

wird in der Stufe zur Hitzebehandlung wirkungslos gemacht, wodurch die Zugabe von zusätzlichem Enzym erforderlioh wird, damit man das endgültige Hydrolyeat-Produkt erhält«

Eine zweite bevorzugte Methode zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäflen Verfahrens umfaßt folgende Sohrittei Die Aufschlämmung von wachsiger Stärke in Wasser bis zu einer Diohte von 5° bia 30° B§, Auflösung der Stärkt duroh Verkleistern und Behandlung des Gemisches mit bakterieller alpha-Amylaee, woduroh die Stärke zu einem DE von 5 bis 25 hydrolysiert wird· Die Konversioneatufe wird innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 50 bis uigefähr 95⁰O, vorzugsweise zwischen 85 und etwa 92⁰O, durchgeführt· Man hält das Gemisch auf der Konversion·temperatur für einen Zeitraum von angefangen bei wenigen Minuten bi· hin su ein bis zwei Stunden oder vielleicht gogar länger· Innerhalb dieser Zeit konvertiert die Stärke iu eine« HEB von 5 ble 25J_n^ZW 0 2?1 BAD ORIQ₁NAL

Bine dritte bevorzugt angewandte Methode zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die folgenden Schritte: Die Aufschlämmung von Maisstärke in Wasser bis zu einer Dichte von 5° bis 30° Be, Einstellung des pH-Wertes des Breis auf zwischen 1 und 5 und Erhöhen der Temperatur des Stärkebreis auf zwischen 70 und 160⁰O, wodurch die Stärke zu einem DE zwischen 5 und 15 aufgelöst und hydrolysiert wird« Man stellt den pH-Wert auf zwischen 6 und 8 ein und fügt zum Hydrolysat eine dosierte Menge bakterieller alpha-Amylase hinzuo Danach wird das Gemisch unter geeigneten Voraussetzungen zu einem DE zwischen 10 und 25 hydrolisert, vorzugsweise zwischen ungefähr 15 und etwa 25, wenn es wünschenswert ist, daß das Endprodukt ein klarer Sirup isto Die Enzym-Konversionsstufe erfolgt innerhalb eines Temperaturbereichs von etwa 50 bis 95⁰O. Man hält das G-_emisch auf der Konversionstemperatur für einen Zeitraum, der von wenigen Minuten bis zu ein bis zwei Stunden oder sogar länger reicht·

Der erste Schritt, d.h. leichte Säurehydrolyse von Stärke, bringt die Stärke in die richtigen Verhältnisse für eine weitere Hydrolyse durch hydrolytische Enzymeο Damit die Säurehydrolyse stattfindet,- ist es erforderlich, daß die Auflösung der Stärke entweder zur gleichen Zeit wie die Säurebehandlung stattfindet oder vor der Säurebehandlu#g· Die Auflösung der Stärke läßt sich ζ·Β_β daduroh erreichen, daß der B&*hs*e/Wasser-Brei auf eine Temperatur erhitzt wird, die über der Verkleisterungstemperatur der Stärke liegt, oder indem man Trockenetärke in aufgeheiztes Wasber gibt oder durch andere Verfahren. Ähnlich kann man die Säure zur Stärke hinzufügen, bevor, während oder

00 9 8 32/027-5 bad öriqinal

nachdem die Stärke verkleisterte

Die Säurehydrolyse findet bei einem pH-Wert von weniger als 4 statt, vorzugsweise zwischen etwa 1 und etwa 3, und am vorteilhaftesten bei einer Temperatur, die zur ■ Verkleisterung der Stärke ausreichte Die Hydrolyse wird fortgeführt, bis ein DE von nicht weniger als 5 und nicht mehr als 16 erreicht ist·

Danach wird das Säurehydrolysat neutralisiert und einer weiteren Konversion mit einer geeigneten Enzym-Zubereitung unterworfen, um somit den Gehalt an reduzierenden Zuckern auf wenigstens 5 DE zu erhöhen₀

Der bevorzugte Temperaturbereich in der dritten bevorzugt angewandten Methode zur praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung liegt zwischen etwa 80 und etwa 92 C«

Die Zeit, die für die Stufe der Auflösung und Säurehydrolyse erforderlich ist, hängt von der Menge der verwendeten Säure sowie der Reaktionstemperatur ab. Je mehr Säure verwendet wird und je höher/ die Temperatur ist, desto weniger Zeit wird für die Reaktion benötigt. Das gleiche gilt auch für die Enzymhydrolyse bezüglich der eingesetzten Enzymmenge und der gewählten Reaktionstemperatur· die optimalen Bedingungen für die Hydrolyse von Stärke mit bakterieller alpha-Amylase sind bekannt·

Wenn das gewünschte DE in einer der Darstellungen des Verfahrens zur Durchführung einer StärkehydrolyBe erreicht ist, kann die Konversion abgebrochen werden, indem der pH-Wert auf 4,5 oder niedriger eingestellt wird, oder indem das Konversionsgemisch auf eine Temperatur gebraoht wird, die die Inaktivierungstemperatur des Enzyms übersteigt, oder die Konversion kann bei Temperaturen er-009832/0275 BADORtGtNAi

. - 13 -

folgen, die genügend hoch sind, daß das Enzym bis zur Erreichung des endgültigen DE-Wertes beträchtlich inaktiviert wird β

Es ist wünschenswert, bei relativ hohen Trockensubstanz-Gehalten bis zu etwa 50 $ und vorzugsweise im Bereich zwischen ungefähr 20 $> und etwa 40 $> zu arbeiten, d.h· zwischen ungefähr 10° und etwa 20° Βέ. Ψαηη. man bei einem hohen Gehalt an Trockensubstanz arbeitet, werden sowohl das für die Konversion erforderliche Behältervolumen als auch die Verdampfungskosten reduziert. Es ist jedoch empfehlenswert, bei Konzentrationen des Trockengehalts außerhalb dieses Bereiches zu arbeiten«»

Die Voraussetzungen zur Verflüssigung, Säurehydrolyse und Verzuckerung können innerhalb bestimmter Grenzen abgewandelt werden, die bestimmt werden von den Stabilitäts- und Aktivitäts-Eigenschaft^a daö Enayms» ro\?ie den Verkleisterungs- und Säurehydrolyse-Eigenschaften der Stärke·

Wach Abschluß der Enzymkonversion hat das sioh bildende Stärkehydrolysat einen Feststoffanteil von weniger als . 50 i>* In nicht abgeänderter Form ist es als geeignetes Produkt für die Anwendungsnöglichkeiten, die schon erwähnt worden sind, einzusetzen Außerdem kann das Stärkehydro-» lysat konzentriert bzw. raffiniert werden, und damit einen Sirup mit einem Feststoffanteil von mehr als 50 # liefern· Im allgemeinen wird in der Industrie einem Sirup mit hohem Feststoffanteil· der Vorzug gegeben, weil er vorteilhaft sowohl beim Transport als auoh in der Anwendung ist»

Der Sirup kann auf konventionelle Art und Weise getrooknet werden und ergibt.Sirupfeststoffe, die eine hohe Waaaer-

0 Ö 9 6 3 ZfQ 275 bad

löslichkeit und Stabilität und auch niedriges hygroskopisches Verhalten aufweisen·

Das Raffinieren des Hydrolysate wird mit herkömmlichen Raffinierungsmtthoden erreicht· Dazu gehören die Behandlung mit Holzkohle, Ionenaustauscherharze, Filtrieren, Zentrifugieren und

Es folgt jetzt eine nähere Beschreibung der Erfindung, unterstützt durch einige Beispiele. Wenn angegeben, wird die DP-Verteilung als Prozentzahl des gesamten Kohlehydratgehaltes ausgedrückt·

Die Beispiele I und II stellen das Verfahren zur Herstellung von Produkten mit niedrigem DE aus verschiedenen Stärken dar, in dem das hydrolytische Enzym auf die Stärke in zwei Stufen angewendet wird gemäf der vorliegenden Erfindung·

Die Beispiele III und IV illustrieren das Verfahren zur Herstellung von Produkten mit niedrigem DE aus wachsiger Stärke, in dem das hydrolytische Enzym gemäß der Erfindung in einer Stufe auf die Stärke angewendet wird· _

Die Beispiele V bis VIII illustrieren das Verfahren zur Herstellung von Produkten mit niedrigem DS aus einer Vielzahl von Stärken durch Anwendung von Säure auf die Stärke, woduroh ein mit Säure hergestelltes Stärkehydrolysate« gewonnen wird, und daran anschließende Anwendung eines hydrolytischen Enzyme auf das Bit Säure hergestellte Stärkehydrolysat gemäß der vorliegenden Erfindung»

Beispiel I

Unmodifizierte Maiβstärke wurde in Wasser aufgtaohlämmt zur Bildung einer wässrigen Suspension! die 28 - 32

jfc*:-.'->-^ oo9832/027S bad original

wiohtsprozent der unmodifizierten Stärke enthielt. Der pH-Wert lag bei 7,5 - 8,0. Zu diesem Gemisch wurde eine bakterielle alpha-Amylase in einer Menge von 0,05 #» bezogen auf StäukefBststoffe, zugegeben, innerhalb eines Zeitraumes von 30 Minuten wurde diese Stärkesuspension in einen mit einem Rührwerk ausgestatteten Behälter, der auf einer Temperatur von 90 - 92⁰C gehalten wurde, eingebrachte Nach vollständiger Zugabe der Stärke wurdÄ die Verflüssigung 60 Minuten lang fortgeführt, währenddessen sich das Hydrolysat in einem DE-Bereich von 2 bis 5 befände Daraufhin wurde die verflüssigte Stärke auf 150⁰C erhitzt und 8 Minuten lang auf dieser Temperatur belassen. Die Hitzebehandlung zerstörte die verbleibende Enzymwirksamkeit und ergab verbesserte Mltrierungswerte und nach der Filtrierung niedrigere Ausbeuteverlusteβ

Eine weitere Verzuckerung bis zum endgültigen DE wurde erreicht durch Hinzufügen einer größeren Menge bakterieller alpha-Amylase nach Abkühlung des verflüssigten Stärkehydrolysate auf eine für die Konversion geeignete Temperatur« Die verflüssigte Stärke wurde auf 80 - 85°0 abgekühlt und bakterielle alpha-Amylase in einer Menge von 0,02 Gewichtsprozent von Stärkefestetoffen zugegeben. ÜTaoh einer Konversion von 14 bis 20 Stunden erreichte man die gewünschte

endgültige DE-Zahl von 2O₀

Das Starkehydrolysat-Endprodukt wurde analysiert und folgende anplytische Werte gefunden«

Tabelle 1

DE DP₁ DP₉ DP, DP, DP_R DP_A DP₇. Darstellungs-¹ ■ * ° ⁴ ° ^b '⁺ verhältnis

20,7 2,4 7,5 10,8 8,0 6,8 15,1 49,4 2,4

009832/0275' bad original

Aus den obigen Werten kann man ersehen, daß das sich aus •Beispiel 1 ergebende Produkt ein Darstellungsverhältnis von etwa 2,4 aufweist·

Beispiel II

Zu einigen unterschiedlichen Chargen wässriger Stärkesuspensionen, die in der unten angegebenen Tabelle ί ;. i..i>

enthaltend
geführt sind, ya^·»·*) ^e 30 G-ewichtsprozent Stärke mit

wurde
einem pH-Wert von 7,2 *ä bakterielle^ alpha-Amylase in einer Menge von 0,025 # auf einer Stärkefeststoff-Basis hinzugefügt« Jede der Stärkesuspensionen wurde, wie Beispiel I beschreibt, verflüssigt und 15 Minuten lang auf 12O⁰O erhitzt· Nach Abkühlen auf 6O⁰O und Wiedereinstellen des pH-v/ertes auf ungefähr 7»2 wurde zusätzlich Enzym zu Teilen des betreffenden verflüssigten Stärkehydrolysate hinzugefügt, um das verflüssigte Stärkehydrolysat weiter bis zu den gewünschten DB-Werten im Bereich von 5 bis 25 zu verzuckern. Die Konversionen fanden bei 60⁰C μ±μμμ statt und dauerten ungefähr 48 Stunden an. Die bei der Verzuckerung eingesetzten Enzymmengen und die erreichten DE-Werte waren folgende»

	Tabelle 2	13,0	0,002	0,009
Stärke		13,3	17,4	24,7
		13,3	-	20,4
Kartoffel	Enzymmenge (Stärkefeststoffe in #)	13,0	17,4	23,6
0,001	11,8	17,1	23,1
12,3		18,5	23,5
Weiße Süßkartoffel 7,4	00IU 2/027 8	17,0	22,8
Sorghum	15,5	22,2
Tapioka	_	20,ö
Weizen	BAD ORfQINAl
Reis
Sago
Maranta

Im Anschluß an die Konversion wurden die entstehenden Hydrolysate auf einen pH-Wert von 4,0 eingestellt und bei 6O⁰O für eine Zeit von 30 Minuten mit aktivierter Kohle in einem Bereich raffiniert, dem 1 $> der Hydiolysat-Trokkensubstanz entspricht₀ Danach wurden die Hydrolysate filtriert und auf eine Feststoff-Konzentration von 65 $> verdampft, wobei ein Sirup mit niedrigem DE entstand· Einige Teile des Sirups wurden zusätzlich bis zur Trockne verdampft, wodurch Sirupfeststoffe von niedrigem DE entstanden*

Beispiel III

Es wurde eine wässrige Stärkeaufschlämmung hergestellt, die 30 Gewichtsprozent von Peststoffen einer wachsigen Miloatärke enthielt« Die Temperatur der Aufschlämmung wurde erhöht und zwischen 85 und 92⁰O gehalten. Eine bakterielle alpha-amylase-Zubereitung wurde über einen Zeitraum von etwas länger als 30 Minuten in einer Menge hinzugegeben, die etwas mehr als 0,025 G-ewiohtsprozent von Stärke darstellt. Danaoh wurde das Gemisch nooh einmal 30 Minuten lang auf der gleichen Temperatur gehalten» Anschließend wurde die Temperatur auf unter 80⁰O gesenkt und die Konversion bis zur Erreiohung dee gewünaohten DE-Wertes forgeführt. Danaoh wurde die Temperatur des Gemisches plötzlich auf ungefähr 120⁰O erhöht, um eint Inaktivierung des Enzyme zu erreichen und die Konversion au Ende zu bringen»

Das Verfahren diese« Beispiels wurde fortgeführt, und Inzymhydrolyaate mit DB-Werten von 10, 20 und 25 wurden * filtriert, sowie konzentriert zur Bereitstellung von Bei·· spielen für Sirupe. Do Hydrolysat von 10 DB wurde filtriert und auf 6§ -.70 Gewichtsprozent iestetoffe lconaen·* 000832/027 5 bad original

triert. Der Sirup erwiea sich als außergewöhnlich klar« Es wurden auch Hydrolysate mit DE-Werten von 20 und 25 filtriert und auf 75 bzw. 80 Gewichtsprozent Feststoffe konzentriert, die auch eine außergewöhnliche Klarheit und keinen milchig-trüben Charakter aufwiesen·

Beispiel IY

Dieses Beispiel illustriert die Herstellung von Sirupen mit niedrigem DE, die die hervorragende Eigenschaft besitzen, daß sie keine !Trübung zulassen, aus drei verschiedenen waohsigen Stärken·

Zu 30 Gewichtsprozent ve« wässrigen Suspensionen aus unmodifizierten wachsigen Maisstärken, bzw· waohsigen Reisstärken oder wachsigen Milostärken mit einem pH-Wert von je 7,2 wurde eine bakterielle alpha-Amylase-Zubereitung in einer Konzentration von 0*025 auf einer Stärkefeststoff-Basis hinzugegeben· Jede der Stärkesuspensionen wurde auf 90 bis 92 0 erhitzt über einen Zeitraum von 60 Minuten und weitere 60 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, um ein DE von etwa 5 zu erzielen·

Duroh eine Einstellung des pH-Wertes auf wanigir -ilü 4,5 wurde die Wirksamkeit der alpha-Amylaee aeratort. Naoh Abkühlen auf 60⁰O und Neueinateilung dt« pH-Werte· auf 7_f2 wurde no oh zusätzlich Enay* zugegeben, und die Hydrolyse wurde bis zur Brreiohung der betreffenden Dl-Werte von 10, 15, 18 und 20 bei 6O⁰O 48 Stunden lang fort« geführt«

*. 19 -BAD ORIGtNA)L

009δ32/0'276

Annähernder DE-Wert Erforderliche Enzymmenge

auf Stärkebasis (in

5	0,025
10	0,0011
" 15	0,0022
18	0,0044
20	0,0088

Im Anschluß an die Konversion wurde der pH-Wert der entstandenen Hydrolysate auf 3,8 bis 4,0 eingestellt und bei 60⁰C eine Zeit von 30 Minuten mit aktivierter Kohle in einem Bereich raffiniert, dem 1 # der Hydrolysat-TrockensubstajjZ entspricht, und filtrierte Die Filtrate wurden auf pH 5,0 eingestellt und auf 5⁰O abgekühlt, um die Trübung zu fördern*

Die folgende Tabelle 3 bringt typische Saccharid-Analysen von Hydrolysaten mit niedrigem DB, wie man sie gemäß den Verfahren in den Beispielen I bis IV erhalte DP bedeutet den Polymerisationsgrad, DP₁ stellt die gesamte Menge, ausgedrückt in .Gewichtsprozent auf Trockenbasie., von Monosaochariden dar, die in dem Hydrolysat enthalten sind* DP» bedeutet die Gesamtmenge an Disaochariden, die in dem Hydrolysat enthalten ist, und so fort»

Für Vergleichszwecke zeigt die Tabelle 3 ebenfalls die Analysen von typischen Säurehydrolysaten*

- 20 -

009832/0275 ,

Tabelle 3 Typische Sacoharid-Anfelysen

DB

0,3	0,7	1,4	2,4
3,4	5,5	7,6	9.7
4,3	6o9	9,4	12,0
3,5	5,2	6,9	8,6
3,6	5,5	7,4	9,3

Hydrolysat-Zusammensetzung 5 10 15 20 25 A. Enzym-Hydrolyse

DP₁ 0,1

DP₀ . 1,3

DP₅ 1,8

DP₆ 3,3 7,0 10,6 14,3 18,0

DP₇ und höher 89,9 77,9 65,6 53,0 40,0

Gesamt DP₁ —» 6 10,1 22,1 34,4 47,0 60,0

Darstellungsverhaltnis 2,0 2,2 2,3 2,4 2,4

Bo Säure-Hydrolyse (Verfahren nach früheren Veröffentlichungen)

DP₁ - 2,3 3,7 5,5 7,7

DP₂ - 2,8 4,4 5,9 7,5

2,9 4,4 5,8 7,2

3,0 4,5 5,8 7,2

3,0 4,3 5,5 6,5

DP₆ - 2,2 3,3 4,3 5,2

DP₇ und höher - 83,8 75,4 67,2 60,7

Gesamt DP₁ -t 6 - 16,2 24,6 32,8 41,3

Darstellungsverliältnis - 1,6 1,6 1,6 1,7

- 21 «*

009832/0275

Aus Tabelle 5 kann man klar ersehen, daß die Hydrolyse einer wachsigen Stärke mit bakterieller alpha-Amylase zu einem DB zwischen 5 und 25 ein Darstelxungsverhältnis von wenigstens 2,0 liefert, während äs bei der Säurehydrolyse absolut unmöglich ist, ein Hydrolysat mit diesem Verhältnis zu erreichen₀

Man beobachtete, daß die durch Enzymhydrolyse von Stärke hergestellten Hydrolysate eine außergewöhnliche Klarheit und keinerlei milchig-trübe Eigenschaften aufwiesen, während die Säurehydrolysate ganz entschieden milchig waren und nur wenig Klarheit zeigten, außer bei einem DB. von mehr als wenigstens 25ο

Es wurde also gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Hydrolysate und Sirupe weitaus leichter wasserlöslich sind und verbesserte Klarheit und keine milchig-trüben Merkmale aufwiesen im Vergleich zu Säurekonversionsprodukten, die ständig zur Verfugung stehen«

Beispiel V .

Einige Proben Maisstärke (A, B & C) wurden in Wasser aufi^es chiamr.it und ergaben Aufschlämmung en mit Be-G-raden von 14° ois 22°o Ein Teil dieser Aufschlämmungen wurde mit Säure hydrolysiert zu einem maximalen DE von 15o Das durcη üäurohydrolyae erhielte besondere DE bei jeder dieser woben lot in der folgenden Tabelle 4 aufgeführte Im _co Anüoiiluß an aie Silur ehydrolyse wurde die Auföchlämmung zu

sj . einein pH von 6 dIej 7 neutralisiert. Die neutralisierte -j

to Z

FiUn.rL.rk'iit wurde auf iswiaalien 80 und 85°0 abgekühlt und δ

ο ' S

^Kj Oiikt^fip:Lolj.e ulpiia-Zkiii^lace in der imton angegebenen Meng^e ^

nt <

ώι^οΧ ihr i.j im! ,juüi-jy dor ifr^hQü m\T(lQ Xti oJLrjOßi kiolferaum ff»

öle

onäifülblßoo ΊΜ won 19 bio

21 erreicht. Die endgültigen Konversionsflüssigkeiten sind fast farblos ο Diese Flüssigkeiten sind leicht zu. raffinieren und zu verdampfen auf ungefähr 42° Be, wodurch man Sirup gewinnto

Probe D stellte ein nach konventionellen Methoden mit Säure hydrolysiertes Konversionsprodukt dar. Die Säurehydrolyse wurde so durchgeführt, daß ein DE von 20 erreicht wurde» Die Tabellen 4 und 5 zeigen die Reaktionsbedingungen für die Konversion bzw. die Produktanalysen«.

Tabelle 4

	DB des Säure- hydrolysats	,2	Enzym-Konversionsbedingungen	Temp, in 6O	pH	Enzym- men^e	Zeit in Std<	endgültiges DE	,7
Probe	15	,9	^Trocken substanz	80	6,	5 0,01	1	19	,2
A	12		38	85	6,	5 0,05	2	20	,8
B	10		37,5	85		5 0,1	2	21
0	20	3ö,1		_
D

Tabelle 5 Produktanalysen

Probe endgülto fo Trocken- DP₁ DP_? DP-, DP DE substanz

a DP₁₅ · DP₆ DP₇₊ Darstel- ^ ^J ' lungsver-

hältnis

A	19,7	72
B	20,2	72
0	21,0	75
D	20,0	_

3,9 5,8 8,2 7,2 7,3 10,2 57,4

ü,3 5o9 8,5 6,4 b,6 12,6 57,7

2,3 8,3 10,9 8,1 9,2 16,9 44,3

5,5 5,9 5,9 5,8 5,5 4,3 o7,2

Dau Daralol LurigHVurhulfcnUi dor Proben A-U war jeweils grüüor niii 2. Dun Dafu LuL LurigBvurhti.L bni.a von Probo D (kuiivuiifchmoLifii Liniiroh j··! ro Lyütit) betrug l,b_e

GOPY BAD ORIGINAL

ι"ι ■« -' ⁴ '·■ / fs ' ?

Nach dem Raffinieren sahen die typischen Sirupanalysen folgendermaßen aus: im wesentlichen farblos, Klarheitsgrad mehr als 90 °ß>, Sulfatasche 0,42 °/> TS, Protein 0,03 & TS. Die' raffinierten Sirupe durften bei Zimmertemperatur aufbewahrt werden, und auch nach Ablauf eines Monats blieben sie ohne Trübung _o

Beispiel YI

Wachsige Milostr]äke wurde in Wasser bis zu einem BS-Grad von ungefähr 20° aufgesehlämmt. Dann wurde die Aufschlämmung teilweise durch Säure zu einem DB von ungefähr 6,5 hydrolysiert und anschließend zu einem pH zwischen 6 und 7 neutralisiert. Danach wurde das mit Säure hydrolysierte Produkt mit bakterieller alpha-Amylase in einer Menge von 0,02 $ behandelt. Die Temperatur der dosierten Flüssigkeit betrug zwischen 80 und 85 0. Die Konversion wurde ungefähr 1.1/2 Stunden lang durchgeführt bis ein DE von etwa 21 erreicht worden war, Die Analyse des entstandenen Produktes ist in folgender Tabelle 6 dargestellte

Tabelle 6

Probe endgülto ⁰Jo Trocken- DP₁ DP₉ DP* DP* DPc DPc DP7. DE substanz ν ^ Z. 1 _.

G 21,4 75 2,3 5,9 8,4 7,3 8,0 11,3 56,8

Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß das Darstellungsverhältnis in den Beispielen V und ViD 2,0 überschreitet, doho die Summe der Prozentzahlen des Polymeri-Bationsgrades von 1 bis 6 geteilt durch das DE ergibt ein Verhältnis von über 2. Beträgt das Darstellungsverhältnis wenigstens etwa 2, dann lot das Produkt stark wasserlöslich und entwickelt annähurnd keinerlei Trübung*, Wenn daB

009ß32/02 7"5 ^G0PY

BAD ORIGINAL

Darstellungsverhältnis von Sirupen im DE-Berelch von 15 - 25 weit unter 2 liegt, z_oB_o 1,6 oder weniger, dann wird das Produkt trübe und ist weniger wasserlöslich als die, welche ein Verhältnis von wenigstens 2 aufwefsen_e

Beispiel VII

Tapiokastärke wurde in Wasser Ms zu einem Βέ-Grad von ungefähr 20 aufgeschlämmte Dann wurde die Aufschläminung teilweise durch Säure bis zu einem DE von etwa 8 hydrolysiert und anschließend zu einem pH zwischen ungefähr 6 und 7 neutralisiert« Zu dem mit Säure hydrolysierten Produkt wurde dann "bakterielle alpha-Amylase in einer kleinen Menge von 0,02 $ zugefügt₀ Die Temperatur der dosierten Flüssigkeit wurde auf zwischen 80 und 85⁰O erhöht, und iie Konversion solange durchgeführt, bis ein DE von etwa 20 erreicht werden konnte« Die Analyse des entstandenen Produktes erscheint in folgender Ilabelle 7<»

Tabelle 7

Probe endgült. ⁰Jo Trocken- DP₁ DP₉ DP* DP_A DPc - DP^ DP₇. DE substanz _ f 1 Z 1 1 Ll

H 18,1 75 2,5 5,0 7,5 7,4 7,5 10,5 59,6

Beispiel VIII

Aus wachsiger Maisstärke wurde eine Wasseraufschlämmung von ungefähr 20° Bl hergestellte Die Aufschlämmung wurde mit Säure auf ein DE von 5 hydrolysiert« Das Säurehydrolysat wurde auf einen pH-Wert von 6 bis 7 neutralisiert und eine kleine Menge bakterielle alpha-Amylase (etwa 0,01^) zugegeben. Die Hydrolyse wurde unter den Temperatur- und Zeitbedingun^en durchgeführt, die bereits oben angeführt wurdon, um <;in DK von 10 zu erreichen, woraufhin die Hy-

2/027 6

drolyse ihrem Ende zugeführt wurde»

Das Hydrolysatprodukt wurde konzentriert und raffiniert, wodurch man Sirup erhielte Der Sirup wurde daraufhin sprühgetrocknet, wodurch Sirupfeststoffe mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 4 i° entstandene Die Sirupfeststoffe waren im wesentlichen vollkommen wasserlösliche

Die Produktanalysen werden in Tabelle 8 angegebene

Tabelle 8

Probe endgült« DP₁ DP₂ DP₃ DP4 DP₅ DP₆ DP^₊

j 10 1,4 2,4 4,0 3,4 3,0 6,0 79,8

Der G-rad der Trübung von Stärke-Konversionssirupen schwankt erheblich bei Hydrolysaten mit niedrigem DE gemäß früheren Veröffentlichungen, in Abhängigkeit von der Temperatur, auf der das Hydrolysat gehalten wird, der Peststoff konzentration und dem Grad der Hydrolyse, dargestellt als DE-Wert, sowie anderen Faktoren» In Extremfällen kommt ea vor, daß das Hydrolysat vollkommen milchig wird oaer sich zu einer festen oder pastösen Masse umbildete In weniger extremen Fällen findet man Trübungspartikeln, die sich am Boden der Flüssigkeit ähnlich einem Schlamm zusammenballen und absetzen,. Es kommt seltener vor, daß Trübungsteilchen zu fein und zu atark dispergiert auftauchen, als daß sie sich in murklichem Maße anhäufen könnten. Deshalb erscheinen sie als Suspension und vurleihen dem Hydrolysat einen leicht trüben Charakter₀ In alien diesen Fällen wird die optische Klarheit der Flüssigkeit negativ beeinflußt·

_.«*■**-*.--.-.*.-.* .BADORfGINAL '

Es gibt daher einen paarenden Weg zur.Bestimmung Trübung, indem die Liohtmenge, die durch eine Hydrolysatprobe hindurchtritt, gemessen wird, im Verglich,..zu der Menge, die durch destilliertes Wasser Iw einem Blindversuch durchtritt« Das ist eine Versuchsmethode zur Bestimmung der Klarheit und Löslichkeit von Hydrolysaten, die gemäß der Erfindung hergestellt WQrden sindo Die Hydrolysate der erfindungsgemäßen Beispiele wurden auf 65 °/o Peststoffgehalt konzentriert, 3 Tage lang auf 5⁰O gehalten und spektral-photometrisch geprüft, indem der Lichtdurchlaß in Prozenten bei 600 m/U durch ein*- 4 cm starke Zelle'gemessen wurde, wobei jedetf jeweils einen Anteil der Hydrolysate enthielt, die aie-,erst/8 drei Tage lang auf einer Temperatur von 5°C gehalten worden waren. Die relative Stabilität der Hydrolysate mit niedrigem DE-Wert, die nach dem Säure-Enzym-Verfahren, wie es in der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, hergestellt werden, wird durch die beobachteten sehr hohen Lichtdurchfall-iYerte angegeben. Sie werden in der folgenden Tabelle gezeigt»

Tabelle 9
$> Licht durchfall

De- Mais- Wachsige Wachsige 'Wachsige Tapioka- Ikluisstarke nach Wert stärke Milostärke Maisstärke Reisstärke stärke konventioneller

Säurehydrolyse

10	92	92	97	96	-	0
15	92	93	98	93	66	0
18	96	93	98	93	-	0
20	96	93	99	85	68	1
25		94	99	-	70	6
		BAD	ORtQtNAL

Im Gegensatz¹dazu ergaben die durch Säurehydrolyse allein hergestellten Hydrolysate keine klaren Hydrolysate ohne Trübung, weil sie nicht innerhalb einer meßbaren Zeit nach der Konversion filtriert werden konnten, besonders wenn es sich um solche in einem niedrigen DB-Bereich handelte, oder nach der Mltrierung wies das geklärte Hydrolysat, sake bald eine Trübung auf, wobei es häufig sogar vollkommen milchig-trüb wurde, was wiederum nach 3 Tagen bei 5°0 zu einem Lichtdurchfall von 0 # führte₀

Das Hydrolysatprodukt der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung von Sirupen oder Sirupfeststoffen konaentriert und/oder raffiniert werden« Wenn das DE des Hydrolysats erheblich unter 15 liegt, z«B₀ bei 10, bildet sich bei den Sirupprodukten eine gewisse Trübung. De^ialfe ist es vorteilhaft, Sirupfeststoffe aus Stärkehydrolysaten mit einem DB-Wert weit unter 15 herzustellen· Man erhält die Sirupfeststoffe, indem man den Feuchtigkeitsgehalt des Sirups auf weniger als 15 i° reduziert, vorzugsweise auf ungefähr 4 $>· Die Sirupfeststoffe weisen eine 100$ige Wasserlöslichkeit auf, wobei die Lösung in keiner Weise getrübt ist, wenn das DE 15 - 25 beträgt·

Das Darstellungsverhältnis DP- -^? 6/DE ist eine passende Methode' zur Bestimmung der Eigenschaften des Hydroly-■sats öder Sirups. Beträgt das Darsteliungsverhältnis wenigstens etwa 2, dann ist daa Prodiikt in hohem Maße wasserlöslich und weist faat keinerlei Trübung auf· Liegt das Darstellungsverhältnis beträchtlich unter 2, ZoB. bei 1,6 oder weniger, dann ist das Produkt getrübt und weniger wasserlöslich als solche Produkte, die ein Verhältnis von wenigstens 2 haben©

009832/0276

Die erfindungsgemäßen Hydrolysate, ob sie nun in Form von flüssigen oder konzentrierten Sirupen, oder in Form von trockenen Feststoffen vorliegen, zeichnen sich durch das Fehlen eines vorherrschenden Geschmacks und geringe Süße aus, außerdem sind sie nicht hygroskopisch«

Sie sind vollkommen und leicht wasserlöslich. Bei ihrer Verwendung in liahrungsmittelprodukten haben sie nur eine sehr geringe Wirkung auf den G-eschmack, während sie Fülle und Stabilität verleiher

Diese Eigenschaften machen die erfindungsgemäßen Produkte besonders geeignet für die Anwendungsbereiche, wie z₀B< > Trägersubstanzen für synthetische Süßmittel, Geschmaksstoffe, Färbemittel und Essenzen; als sprühtrocknender Zusatz zu Kaffee- und Tee-Extrakten; als füllendes, körperverleihendes und dispergierendes Mittel in synthetischer Sahne oder Kaffeemilch, Zutaten, die den F_euchtigkeitsgehalt in Brot, Kuchen und Fleisch erhalten; sowie als Komponenten in Trockensuppen, fertigen Backmehlen, Glasurmischungen, Gewürzmischungen und -zusammensetzungen, Getränkepulvern, Würzen, Bratensaucen und Saucenmischungen sowie Gefrier-Milchprodukten» Außerdem sind sie sehr nützlich bei der Zusammenstellung von Entklumpungsmitteln, Tablettenmischungen, geschlagenen Produkten, Schutzüberzügen, Ballungsmitteln und Nahrungsmitteln und Getränken mit niedrigem oder XKtra reduziertem Kalorienwert»

Wenn die Stärkehydrolysatprodukte oder Sirupe oder Sirupfeststoffe der Erfindung als Lösungen mit einer Feststofi'konzentration von weniger als 40 Gewichtsprozent verwendet werden, finden üie besonders Anklang aufgrund

i rm- ₍;cmii;en üujjo, dos i'ehLeikien vorherrschenden Ge-0098 3 2/0275

BAD ORißlNAL

sehmacks, des geringen hygroskopischen Verhaltens und den? leichten Löslichkeit₀ Sie verleihen Dichte und gute Eigenschaften im Mund, ohne dabei die Viskosität oder den Geschmack merklich zu "beeinflussen. Bei Peststoffkonzentrationen über ungefähr 40 $ tragen die Lösungen beträohtlich zu den Viskositätseigenschaften eines jeden Systems bei, bei dem sie eingesetzt werden«.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit spezifischen Äusführungaformen beschrieben worden ist, kann sie selbstverständlich auch für //eitere Modifikationen verwendet werden; außerdem soll sie alle Variationsmöglichkeiten der Brfinin-io erfassen, wie sie im Bereich fachmännischen Könnens liegen und sich aus den besonderen Merkmalen der Erfindung entsprechend den beigefügten Patentansprüchen ergeben^

00983 2/0275

BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1o Stärkehydrolysat—Zusammensetzung mit niedrigem DE» gekennzeichnet durch ein DE zwischen ungefähr 5 und ungefähr 25 und einem Darstellungsverhältnis von mehr als ungefähr 2,Oe

   2o Stärkehydrolysat-Zusammensetzung mit niedrigem DE nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zusammensetzung in einer zweistufigen Umsetzung von Stärke mit bakterieller alpha-Amylase mit ψ ' einer zwischengeschalteten Wärmestufe mit höherer Temperatur als ungefähr 95⁰C erhalten wird, ein DE zwischen etwa 5 und etwa 25 aufweist und ein Darstellungsverhältnis von mehr als etwa 2,0 hate

   3« Zusammensetzungnach Anspruch 2,dadur. ch gekennzeichnet j daß der Feuchtigkeitsgehalt der Zusammensetzung zwischen etwa 15 und etwa 50 Gewichtsprozent liegt·

   4· Zusammensetzung nach Anspruch 3 ι dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Zusammensetzung ein leicht in Wasser lösliches Kohlahydrat-Produkt mit niedrigem DE ist, das man durch die Kombination verschiedener Verfahrensschritte erhält, wobei die Stärke bei einer die Gelatinierungatemperatur der Stärke übersteigenden !Temperabur in lösung gebraoht wird, di© aufgelöste Stärke duroh die hydrolytische Wirkung der bakteriellen alpha-Aaylase einer Hydrolyse unterworfen wird, duroh Erhitzen des Hydroiysata auf eine 95⁰O Übersteigende Temperatur die erwähnte hydrolytische

   BAD ORIGINAL

   eine Temperatur abgekühlt wird, die niedriger als etwa 95°C ist, und. dieses Hydrolysat einer weiteren Hydrolyse durch hydrolytische Wirkung der bakteriellen EXlSSXäX alpha— Amylase unterworfen wird, das Hydrolysat raffiniert und auf einen Peststoffanteil von mehr als 50 $ konzentriert wird, und das Kohlehydrat-Produkt mit niedrigem DB gewonnen wird, und außerdem gekennzeichnet durch einen Lichtdurchfall von wenigstens 80 $> nach spektralphotometrischer Untersuchung bei 600 m/u durch eine 4 cm dicke Zelle bei Messung einer Konzentration von 65 $ feststoffanteilen_o

   5 β Sirupfeststoffe mit niedrigem DE, gekennzeichnet durch einen I?_euchtigkeitsgehalt von weniger als 15 i»t die man aus einer Stärkehydrolysat-Zusammensetzung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4 erhalte

   6e Hydrolysat—Zusammensetzung aus wachsiger Stärke mit niedrigem DE nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Zusammensetzung durch eine einstufige Umsetzung von wachsiger Stärke mit bakterieller alpha-Amylase hergestellt wird, und das DB zwischen etwa 5 und etwa 25 liegt und das Darstellungsverhältnis höher als ungefähr 2,0 is.to

   7ο Zusammensetzung nach Anspruch 6,da durch gekennzeichnet ,daß der Feuchtigkeitsgehalt der Zusammensetzung mehr als 15 Gewichtsprozent beträgt»

   8· Zusammensetzung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine außergewöhnliche Klarheit und einen Licht durchfall von wenigstens etwa 85 i< > nach spektralphotome-risciier Untersuchung bei 600 m/u durch eine 4 cm dicke Zelle*

   00 3832/0 275

   7567365

   9» Sirupfeststoffe mit niedrigem 2g,geteia- ' zeichnet durch einen Έ uchtigkeitsgehalt von weniger alB 15 i*% die man aus einer Hydrolyset-Zusammensetzung aus wachsiger Stärke nach Ansprüchen 6, 7 ■ oder 8 erhält«

   10· Stärkehydrolysat-Zusammensetzung mit niedrigem ΠΕ nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet» daß obige Zusammensetzung nach den Verfahrensstufen einer Säurehydrolyse und bakteriellen alpha-Amylase-Hydrolyse hergestellt wird, und ein DE zwischen etwa 10 und etwa sowie ein Darstellungsverhältnis von mehr als ungefähr 2,0 aufweist»

   11« Zusammensetzung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein DB zwischen ungefähr 15 und etwa 20·

   12· Zusammensetzung nach Anspruch 10 oder 11 ,dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil der Zusammensetzung weniger a\Ls 50 Gewichtsprozent beträgt·

   13e Zusammensetzung nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Zusammen« setzung ei,- leicht in Wasser löslichee Kohlehydrat-Produkt mit niedrigem DE ist, dessen DE zwischen ungefähr 15 und etwa 25 liegt, dessen Peststoffanteil wenigstens 50 # beträgt und das eine außergewöhnliche Klarheit und einen prozentualen lichtdurchfall von wenigstens 85 $ bei spektralphotometrischer Untersuchung bei 600 m /o. durch eine 5 cm starke Zelle aufweist·

   • 009832/0275

   14· Sirupfeststoffe mit niedrigem DE, ge k θ η η - zeichnet durch einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 15 $», gewonnen aus einer Stärkehydrolysat Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bia 13·

   15» Zusammensetzung nach einem der Ansprüche -1 bis 4 oder 10 Ms 13 * da durch gekennzeichnet, daß erwähnte Zusammensetzung ein Maisstärke-Hydrolysat iste

   16. Sirupfeststoffe mit niedrigem D^ nach Anspruch 5 oder 14,dadurch gekennzeichnet, daß genannte Sirupfeststoffe aus einem Maisstärke-Hydrolysat gewonnen werden»

   17© Verfahren zur Herstellung eines Stärkehydrolysate nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,

   (1) eine Stärke-Wasser-Mischung, die einen Feststoffanteil von weniger als etwa 50 # hat, einer hydrolytieohen Wirkung von bakterieller alpha-Amylase unterworfen wird, zur Erreichung eines DE von höchstens 15,

   (2) das entstandene Hydrolysat auf eine für eine btträchtliche Inaktivierung des Enzyme ausreichende Temperatur erhitzt wird,

   (3) das mit Hitze behandelte Hydrolysat einer weiteren Hydrolyse durch bakterielle alpha-Amylase ausgesetzt wird, und dadurch das Stärkehydrolysat erhalten wird·

   18« Verfahren naoh Anspruch 17 »dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen Peststoff* anteil von etwa 20 bis 40 $> hat·

   19e Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (1) eine in einem wässrigen Medium bei einer Temperatur, die über der Gelatinierungstemperatur der erwähnten Stärke liegt, gelöste Stärke verflüssigt und durch bakterielle alpha-Amylase bei einer Temperatur von weniger als etwa 95⁰O konvertiert wird«

   20· Verfahren nach Anspruch 19,dadurch g e kennzeichnet , daß die Hydrolyse in Stufe (1) bei einer Temperatur von etwa 60 - 95 0 erfolgt«

   21· Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis .20, d a duroh gekennzeichnet, daß man in Stufe %2$. (1) die Stärke zu einem DE zwischen etwa 2 und etwa 15 konvertiert«

   22. Verfahren naoh einem der Ansprüche 17 bis 21 , d a duroh gekennzeichnet« daß man in Stuf· (2) das Hydrolysat auf eine Temperatur von etwa 100 -150⁰O erhitzt.

   23« Verfahren naoh Anspruoh 22,daduroh g · -kennzeichnet» daß man das erhitzte Hydrolysat auf eine Temperatur von weniger als 95⁰O abkühlt«

   24« Verfahren naoh einem der Ansprüche 17 bis 23 , d a -duroh gekennaeiohnet, daß die Hydrolyse in Stufe (3) bei einer Temperatur von etwa 50 - 95⁰O 009832/0275

   25o Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24 , d a durch gekennzeichnet, daß das endgültige OB zwischen etwa 10 und etwa 25 beträgt«

   26· Verfahren für die Herstellung von Stärkehydrolysat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   (1) man eine Mischung von waohsiger Stärke und Wasser, die einen Peststoffanteil von weniger als etwa 50 io hat, der hydrolytischen Wirkung von bakterieller alpha-Amylase unterwirft und

   (2) die hydrolytische Wirkung der Amylase beendet, wodurch man das Stärkehydrolysat erhält₀

   27« Verfahren nach Anspruch 26,dadurch gekennzeichnet , daß der Feststoffanteil der Mischung zwischen etwa 20 und etwa 4-0 $> beträgto

   28β Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennz e i ohne t , daß eine in einem wässrigen Medium bei einer Temperatur, die über der G-elatinierungstemperatur der erwähnten Stärke liegt, gelöste waohsige Stärke verflüssigt und mit bakterieller alpha-Amylase bei einer Temperatur, die unterhalb der Inaktivierung'stemperatur des Enzyms liegt, auf ein DE von etwa 5 bis etwa 25 gebracht wird©

   29* Verfahren nach den Ansprüchen 26, 27 oder 28, da durch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse bei einer Temperatur zwischen ungefähr 50 und unge-95⁰C erfolgt,

   009832/027B

   - - 56 -■

   50· Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29 , d a durch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil des Stärkehydrolysats weniger als etwa 50 $> beträgt₀

   51· Verfahren für die Herstellung eines Stärkehydrolysats nach Anspruch 1 , das ein DE zwischen etwa 10 und etwa aufweist ,dadurch gekennzeichnetu daß

   (1) man eine Stärke -Wasser -Mi se hung mit einem IPeststoffanteil von weniger aLs etwa 50 $ der hydrolytischen Wirkung einer Säure unterwirft, zum -Erhalten eines DE zwischen etwa 5 und etwa 15» und

   (2) das entstandene Saurehydrolysat zur Gewinnung des Stärkehydrolysats der hydrolytischen Wirkung von bakterieller alpha-Amylase unterwirft·

   32* Verfahren nach Anspruch 31 »dadurch gekennzeichnet, daß der Peststoffanteil der Mischung zwischen etwa 20 und etwa 40 $ liegt*

   33ο Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch ) gekennzeichnet, daß die Säurehydrolyse bei

   einem pH-Wert zwischen etwa 1 und etwa 3 erfolgt«

   34· Verfahren nach den Ansprüchen 31 » 32 oder 53 » d a durch gekennzeichnet, daß die Enzymhydrolyse bei einer Temperatur von etwa 50 - 95°ö stattfindet·

   35 β Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34 ι d a durch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil des Stärkehydrolysats weniger alB 50 i» beträgt.

   009832/0275

   36β Verfahren nach einem der Ansprüche 31 Ms 35 » d a durch gekennzeichnet» daß daa endgültige DE .zwischen etwa 15 und etwa 25 liegt*

   37 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 17 "bis 36 , d a durch gekennzeichnet, daß die Stärke eine iw^chsige Stärke ist«

   38« Verfahren nach einem der Ansprüche 17 "bis 25 oder his 36,dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke eine nicht-wachsige Getreidestärke oder eine Wurzelstärke iste

   39β Verfahren nach Anspruch 38,dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke eine Maisst^äke ist·

   4Oo Eine Stärkehydrolysat-Zusammensetzung mit niedrigem DE gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 39»

   41 β Verfahren zur Herstellung eines Sirups mit einem DB zwischen etwa 5 und etwa 25> einem Feststoffanteil von mehr als etwa 50 °ß> und einem Darstellungsverhältnis von mehr als 2,0, gekennzeichnet durch die Konzentration eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 30 hergestellten Stärkehydrolysate zu einem Feststoffanteil von mehr als 50 ^, wodurch man. den Sirup gewinnt»

   42« Verfahren für die Herstellung eines Sirupe mit einem DE zwischen etwa 10 und etwa 25 »g β k β η η ζ e i ο h net d u r ο h die Konzentration eine« naoh dam Verfahren naoh einem der Aneprüohe 31 bis 36 hergestellten Stärkehydrolysat» au einem ?·βtetofigehalt von mehr al·

   43o Sirup mit niedrigem DE hergestellt gemäß Verfahren nach Anspruch 41 oder 42«

   44ο Verfahren für die Herstellung von trockenen Sirupfeststoffen mit niedrigem DE,gekennzeichnet durch die Herstellung eines Stärkehydrolysate gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 "bis 39 und anschließende Senkung des P_euchtigkeitsgehalts des genannten Hydrolysats auf weniger als 15$·

   45β Herstellung von Sirupfeststoffen mit niedrigem DE, die gemäß Verfahren nach Anspruch 44 im wesentlichen vollständig in Wasser löslioh sind·