DE1767256B2

DE1767256B2 - Verfahren zur herstellung von staerkesirup

Info

Publication number: DE1767256B2
Application number: DE19681767256
Authority: DE
Inventors: Shokichi; Mitsuhashi Masakazu; Masuda Kazuo; Okayama; Shiozaka Makoto Fukuoka; Yokobayashi Yasuyuki Sakai Osaka; Hirao Mamoru; Yoshida Mikihiro; Sugimoto Kamane; Okayama; Yuen (Japan)
Original assignee: Hayashibara Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Co Ltd
Priority date: 1967-04-18
Filing date: 1968-04-17
Publication date: 1977-03-10
Also published as: CH503109A; CA963834A; GB1230406A; FR1562465A; DE1767256A1

Description

Sirup mittels Aktivkohle und Ionenaustauschharz und dickte in bekannter Weise ein.

Analysenergebnisse

_a) Enzynunengen:
Variante A: Iso-Amylase

15 Einheiten je g Trockenstärke Variante B: Iso-Amylase

15 Einheiten je g Trockenstärke und Alpha-Amylase 5 Einheiten je g Trockenstärke

b) P- E.-Werte:

der Stärkelösung vor der Verzuckerung; 30,5 des Stärkesirups nach A: 32,1 des Stärkesirups nach B: 34,8.

c) Zuckergehalt Cm %)'

b) Viskosität der 75%igen Lösungen (in Centipoise):

Lösung 20⁰C

40°e

70⁰C

IO Verflüssigt

Verzuckert
nach A

Verzuckert
nach B

1,35 · 10* 3,01 · 10³ 5,0 · 10* 1,14 · 10* 2,25 · 10» 3,8 · 10«

1,112 · 10* 1,83 · 10» 3,0 -10*

c) Kandiszuckertest:

Unbehandelter Stärkesirup war bei 130⁰C nur schwer in Kandiszucker zu überführen, leicht dagegen der erfbidungsgemäß vorbeschriebener Arbeitsweise verzuckerter Sirup bei Temperaturen von 135 bis 140⁰C.

Beispiel 3 I. Mit Säure verflüssigte Stärke

Die Zubereitung von Stärkelösung durch Verflüssigung von Stärke mit Säure erfolgte durch Ein- *5 rühren vor 10 kg Kartoffelstärke in 111 Wasser und Zumischen von 3 g Oxalsäure. Das erhaltene Gemisch wurde tropfenweise in 51 einer 0,2 %igen wäßrigen Oxalsäurelösung gegeben und dann durch Behandlung

d) Viskosität der 75%igen Lösungen (in Centipoise)· ^{unter einem Druck von} 1.8 *«/<*»· ^{in 20min ver}'

30 zuckert. Die gewonnenen Lösungen (A, B, C) stellte

man mit Calciumkarbonat auf den pH 6,0 ein.

II. Enzymatisch verflüssigte Stärke 10 kg Kartoffelstärke wurden mit 15 Einheiten Qc g Trockenstärke) Alpha-Amylase vermischt und das erhaltene Gemisch in 51 heißem Wasser von 9O⁰C verflüssigt. Die gewonnene Lösung ließ man 20 min zwecks Abkühlung stehen und unterwarf sie dann bei

12O⁰C für 5 min einer Druckbehandlung. Zu drei Versuchslösungen (D, E, F) wurde hierauf gleichzeitig Enzym gemäß nachstehender Aufstellung zugegeben und der pH-Wert auf 6,0 eingestellt. Jede der nach I und II erhaltenen Lösung wurde im

Verlauf von 40 h bei 45⁰C verzuckert.

Stärkelösung	Glukose	Oligosacca- rid	Dextrin 30
Verflüssigt	10,7	30,0	50,3
Verzuckert	10,9	59,8	59,8
nach A
Verzuckert	11,0	60,1	60,1
nach B

Lösung

20⁰C

7O⁰C

0,905 · 10* 1,2 · 10⁸ 1,9 · 10*

Verflüssigt 1,2-10* 2,8 · 10³ 3,5-10* Verzuckert U-10* 1,8 ■ 10^s 2,3-10» nach A
Vemickert
nach B

e) Kandiszuckertest:

Üblicherweise erhaltener Stärkesirup war sehr klebrig und ließ sich nur schwer in Kandiszucker bei 130⁰C umwandeln; erfindungsgemäß verzuckerter Stärkesirup ließ sich dagegen leicht bei 140⁰C in Kandiszucker umwandeln.

Beispiel 2

Aus Kartoffelstärke wurde eine 40%ige wäßrige Enzymmengen Stärkesuspension bereitet und deren pH-Wert auf 6,0 Verflüssigung Vereingestellt. Nach Zugabe von 15 Einheiten (je g Trok- 50 mit flüssikenstärke) Alpha-Amylase wurde die Suspension unter gungsständigem Rühren in kochendes Wasser gegossen und das Rühren noch über eine Stunde bei 8O⁰C fortgesetzt, bis die Stärke verflüssigt war. Die Hälfte der er-

grad

Ver- Zugesetzte Enzym-Einheiten suchs- ver- Iso- Beta

lösung flüssi- Amy- Amygende- läse läse Alpha-Amylase

setzt, DiS aie aiaiÄC vciuuwigi »»'■ *-»«» "»""- »·»" -»

haltenen Stärkelösung wurde nach Beispiel 1 ver- 55 _Säure zuckert. _nach I

Analysenergebnisse:
a) Zuckergehalt (in %):

Stärkelösung

Glukose

Oligosaccarid

Dextrin

60 Enzym
nach II

24,5

6,0

A
B
C
D

E
F

0 0

5 5 0 5

0 25 25

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Verflüssigt	3,4	55,9	40,7
Verzuckert	3,6	63,2	33,2
nach A
Verzuckert	3,6	68,2	28,2

Bemerkung: Lösung A wurde lediglich mit Beta-65 Amylase verflüssigt und verzuckert.

Die verzuckerten Lösungen reinigte man wie üblich, mittels Aktivkohle und Ionenaustauschharz und dickte ein.

Analysenergebnisse:

a) Verzuckerungsgrad (mittels Papierchromatographie) in % Trockensubstanz:

c) Viskosität (in Ceatipoise)·

Ver	D.E.	Glukose Biose	Triose	A- -5	Dextrin
suchs·				ösen
Lö
sung

Versuchs- 20⁰C lösung

40⁰C

70° C

A	51,4	5,8	51,2	13,4	1,9	28jt>
B	53,54	4,9	57,8	13,8	2,0	21,5
C	55,93	4,6	57,2	18,8	2,0	17,4
D	48,00	1,3	53,0	19,1	1,4	25,3
E	53,40	0,4	69,7	8,7	0,8	20,4
F	54,11	2,1	60,7	26,3	1.2	9.8

b) Kandiszuckertest:

Versuchslösung

Tempe- schäumt ratur°C

A	150	wenig
B	158	schwach
C	160	schwach
D	145	stark
E	150	stark
F	155	schwach

A	1,07 · 10*	2,34 · 10^s	2,50 · 10^s
B	0,99 · 10«	0,86 · 10^s	1,24 · 10*
C	0,67 · 10*	0,76 · ΙΟ"¹	1,14 · 10*
D	1,12 · 10«	3,20 · 10*	4,60 · 10*
E	1,08 · 10*	3,01 · 10^s	3,20 · 10²
F	0,90 · 10*	2,10 · 10^s	2,10 · 10²

Aus den vorstehenden Ausführungsbeispielen ergeben sich folgende Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens:

Der Maltose- und Oligosaccharid-Gehalt wird vermehrt, ohne daß der Glukosegehalt ansteigt, der Dextringehalt wird verringert, die Viskosität des Stärkesirups gesenkt, die Temperatur des Kandiszuckertests deutlich erhöht, die Anwendung des Stärkesirups und seine Verarbeitung somit wesentlich erleichtert; da seine Wärmebeständigkeit höher und seine D. E.-Werte niedriger als bisher sind, lassen sich die neuen Hochmaltose-Sirupe leicht auf Kandiszucker verarbeiten.

Claims

Fällen lann auch Beta-Amylase, vorzugsweise in Mengen von etwa 2,5 Einheiten, mitverwendet werden.

Patentanspruch: Wahrscheinlich spaltet Iso-Amylase nur die Alpha-

1,6-Bindungen von Stärke und Dextrin zu Amylase

Verfahren zur Herstellung von Stärkesirup durch 5 mit einem Gehalt von bis zu etwa 10 Glukoseeinheiten Hydrolyse einer wäßrigen Stärkesuspension unter auf, — sieht aber zu Glukose und Maltose. Es läßt anschließender Verzuckerung des verflüssigten sich somit lediglich deshalb im Stärkesirup die Visko-Produktes, dadurch gekennzeichnet, sität für sich allein erniedrigen, weil die Amylase im daß man'die zu verzuckernde Lösung auf einen Stärkesirup die verzweigten Strukturen der Dextrinannähernd neutralen pH-Wert einstellt und mit io moleküle in lineare Ketten umwandelt und somit das Iso-Amylase und gegebenenfalls zusätzlich mit Molekulargewicht der Moleküle verringert; die ver-AIpha-Amylase versetzt. zweigten Strukturen sind der Grund für die höhere

Viskosität

Bei Anwendung von Alpha-Amylase zusammen mit i5 Iso-Amylase wird die ohne Vermehrung des Glukosegehalts ablaufende viskositätserniedrigende Wirkung

sowie die stark hydrolysierende Wirkung der Alpha-Amylase verstärkt. Die üblicherweise mit Hilfe von Alpha-Amylase verflüssigte Stärke ist nämlich höher so viskos als die durch Säure verzuckerte Paste und enthält selten derart Glukose; es ist daher schwer, die Viskosität bereiteter Stärkelösungen mit über 30 D. E.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung während der nachfolgenden Verzuckerung mittels von hitzebeständigem und leicht verarbeitbarem Star- Alpha-Amylase zu verringern,
kesirup durch Hydrolyse von Stärke. 25 Jedoch wird es erfindungsgemäß möglich, die ver-

Bekannt ist die Herstellung verschiedener Arten von zweigten Bindungen im Stärkemolekül durch die EinStärkesirup aus durch saure Hydrolyse oder enzyma- wirkung der Iso-Amylase aufzuspalten und darüber tisch umgewandelter Stärke, beispielsweise von Stärke- hinaus das erhaltene Dextrin, das dem Alpha-Grenzsirup mit niedrigem Dextroseäquivalent (D. E.) und Dextrin ähnelt, zwecks Erniedrigung der Viskosität zu maltosereichem Stärkesirup. Aber sämtliche Stärke- 30 hydrolysieren.

siruparten haben eine derart hohe Viskosität, daß man Der in bekannter Weise hergestellte Stärkesirup mit

sie in üblicher Weise nicht verwenden und nicht mühe- etwa 50 % Maltose, genannt »Hochmaltose-Stärkelos verarbeiten kann. Unter den mittels Säure umge- sirup« wird in der Weise zubereitet, daß «ine wäßrige wandelten Stärkesirupen gibt es durch Entwässerung Stärkesuspension zwecks einer glatten Verflüssigung von Stärkesirupe erhaltene Trockenprodukte mit 35 der Einwirkung entweder von Säure oder Alphaetwa 25 D. E. und Stärkesirupe mit mehr als 50 D. E. Amylase unterworfen wird; die verflüssigte Stärke Stärkesirup mit niedrigem D. E. ist zwar wegen seines hydrolysiert man mit Malz-Amylase, Beta-Amylase geringen Glukosegehalts hitzebeständig, weist aber und/oder Alpha-Amylase.

eine äußerst hohe Viskosität auf. Um die Viskosität des Dieser in üblicher Weise erhaltene Stärkesirup entStärkesirups zu verringern, muß sein D. E. erhöht 40 hält wenige Prozent Glukose und ungefähr 50% Malwerden; dies konnte man aber bisher nur durch eine tose, hat einen eigentümlichen süßen Geschmack und Erhöhung seines Glukosegehalts und somit auf Kosten ist hitzebeständig; er ist aber wegen seiner hohen teiner Hitzebeständigkeit erreichen. Viskosität als Ausgangsstoff zum Kochen von Kandis-

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe be- zucker schlecht zu gebrauchen. Wenn das D. E. der iteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur Her- 45 Zuckerpaste nahe dem Grenzwert liegt, kann sein D. E. stellung von hitzebeständigem Stärkesirup durch Hy- nur bei den mittels Säure umgewandelten Stärkedrolyse von Stärke unter Verringerung der Viskosität sirupen leicht geändert werden. In diesem Fall läßt des Sirups ohne Erhöhung seines Glykosegehalts. sich der Zuckergehalt, d. h. der Gehalt an Maltose

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung usw., um einige D. E.-Prozent (2 — 3 %) vermehren, von Stärkesirup durch saure oder enzymatische Hy- so wobei nicht der Glukosegehalt, sondern der Maltosedrolyse einer wäßrigen Stärkesuspension unter an- gehalt anwächst und der Dextringehalt sich verringert, schließender Verzuckerung des verflüssigten Produktes und zwar durch Anwendung von Iso-Amylase oder ist dadurch gekennzeichnet, daß man die zu ver- gleichzeitig von Iso-Amylase und Alpha-Amylase, zuzuckernde Lösung auf einen annähernd neutralen sammen mit der bei der Stärkeverflüssigung angepH-Wert einstellt und mit Iso-Amylase und gegebe- 55 wandten Alpha-Amylase.
nenfalls zusätzlich mit Alpha-Amylase versetzt.

Ein üblicherweise verzuckerter Stärkesirup mit etwa Beispiel 1

30 D. E. ist hochviskos und enthält über 50% Dextrinstoffe; durch die erfindungsgemäß mittels Iso-Amylase In bekannter Weise wurde in eine 40%ige wäßrige durchgeführte Verzuckerung kann die Viskosität eines 60 Suspension von 10 kg Kartoffelstärke 200 g Oxalsäure entsprechenden Sirups ohne Erhöhung des Glukose- eingemischt; das erhaltene Gemisch goß man in gehalts erniedrigt werden. kochendes Wasser und erhitzte 20 min bei einem Erfindungsgemäß kann der Zusatz von Iso-Amylase Druck von 1,8 kg/cm^a. Der pH-Wert der verflüssigten entweder nach Beendigung der Verzuckerungsstufe Stärke mit 30 D. E. wurde mit Calciumkarbonat auf bzw. zumindest gegen Ende oder während dieser Stufe 65 6,0 eingestellt, dann Iso-Amylase (Variante A) oder erfolgen, und zwar in Mengen von etwa 10 Einheiten sowohl Iso-Amylase und Alpha-Amylase (Variante B) und die zusätzliche Alpha-Amylase in Mengen von zugegeben und bei 40⁰C im Verlauf von 40 h veretwa 5 Einheiten je g trockener Stärke. In einzelnen zuckert. Anschließend reinigte man den gewonnenen