DE1903074B2

DE1903074B2 - Verfahren zur Herstellung von Malt»

Info

Publication number: DE1903074B2
Application number: DE1903074A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Hirao; Masakazu Mitsuhashi; Kaname Sugimoto
Original assignee: Hayashibara Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Co Ltd
Priority date: 1968-01-23
Filing date: 1969-01-22
Publication date: 1975-11-27
Also published as: DE1903074C3; DE1903074A1

Description

HOCH₁ iileichzeitiges schnelles Einrühren der .!-1,6-Glucosidase und /«'-Amylase und Erhitzen bei 45 bis 55 C vereinigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verzuckerungsstufen in umgekehrter Reihenfolge durchführt, indem man in die auf 45 bis 70^r C abgekühlte Stärkelösung die /i-Amylase schnell einrührt und bis zur Viskositätserniedrigung einwirken läßt und nach Zusatz von «-1.6-Giucosidase die ,.'-Amylolysc bei 45 bis 60 C vervollständigt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch «ekennzeichnet, daß man in den Verzuckerungsstufen gleichzeitig zwei oder mehrere Arten von «i-l,6-Glucosidasc mit unterschiedlichem Verhalten anwendet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Maltit, d. h?von 4-(«-n-Glucopyranosyl)-i>sorbit, einem durch Hochdruck-Hydrierreduktion von Maltose erhaltenen Produkt der Formel

OH

C —	-O	H	H	O	c—	\	H	CH₂OH
H /!	\		i /
\ / H		C	C		H
C
/ \ OH	H .		OH	H
O \!
	Q		C C\ I OI T
L	OH		L. ^ Ii τ L^ Ii
H		OH

40

45

Maltose und hieraus Maltit wurden bisher in der Weise gewonnen, daß man

(1) Stärke vorzugsweise mit Hilfe von a-Amylase unter Erhitzen verflüssigte;

(2) die erhaltene Lösung mittels Malz-Amylase, d. h. einer Mischung von «- und /i-Amylase, zu Maltose vom Reinheitsgrad von höchstens 50 bis 60% verzuckerte;

(3) aus dem größere Mengen Protein und Grenzdextrine enthaltenden Abbauprodukt durch alkoholische Fraktionierung die Dextrine abtrennte;

(4) die dextrinfreie Maltose vom Reinheitsgrad von über 60% durch wiederholtes Umkristallisieren auf einen Reinheitsgrad von etwa 90% brachte und

(5) die gereinigte Maltose durch Hochdruckhydrierung zu Maltit reduzierte.

Dieses Verfahren verursacht große Reinigungsschwierigkeiten und ist auch aus dem Grunde unwirtschaftlich, weil es bei hohen Herstellungskosten nur geringe Ausbeuten ergibt.

Papierchromatographische Messungen zeigen, daß (w die nach Stufe (2) verzuckerten Lösungen etwa 50% Maltose, 30% Dextrine und 20% Oligosaccharide enthalten. Bei der Verzuckerung bleiben nämlich die n- 1,6-Glucosidbindungen enthaltenden sogenannten Grenzdextrine erhalten, so daß eine vollständige Amy- 6s lolyse der Stärke nach dem vorbekannten Verfahren nicht durchführbar ist. Aus diesem Grunde wird bei der Hydrierung ungereinigter Verzuckerungslösungen gemäß Stufe (5) nur die enthaltende Maltose reduziert, während die n- und /i-Grenzdextrine zurückbleiben. Reinigt man dagegen die verzuckerten Lösungen in umständlicher und kostspieliger Weise nach Stufe (3) und (4), so werden aus 100 kg Stärke bzw. aus 102 kg verzuckerten Stärkeprodukten lediglich 3 kg einer 95%igen Maltose erhalten. Ein technisch anwendbares Verfahren liegt hier somit nicht vor.

Die bisher zur Verzuckerung der verflüssigten Stärke in Stufe (2) angewandte /i-Amylase ist nur zur selektiven Zersetzung der u-l,4-Glycosidbindungen welche die wichtigsten Bindungen der Linearketten der Stärkemoleküle sind, befähigt und kann vollständig nur die ausschließlich aus linearkettiger κ-1.4-Glucosidbindungen der Stärkemoleküle abbauen. Die verzweigte Molekularstruktur de; Amylopektins der Stärke ist — soweit dessen Seiten ketten durch n-l,4-Glucosidbindungen gebildet wer den —an sich ebenfalls zersetzbar, jedoch hemmen die sen Abbau die «-1,6-Glucosidbindungen, aus welcher die Seitenketten gebildet werden, die Verzuckeruni der Stärkemoleküle mittels /i-Amylase und stoppci die Verzuckerungsreaktion unier Zurückkissung de Grenzdextrine.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bc steht in der Ausschaltung der beschriebenen Nachteil durch Entwicklung eines technisch anwendbaren um wirtschaftlich durchführbaren Verfahrens zur Herstel lung von hochreinem Maltit in hoher Ausbeute durc! Abbau von verflüssigter Stärke mit bestimmter selektiv wirkenden Amylasen zu Maltose und Reduk

Ll

tion der in besonders zweckmäßiger Weise gereinigten Maltose durch eine an sich bekannte Hochdruckhydrierung.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Maltit durch s

a) Gelatinieren und Verflüssigen einer bis 30%igen Stärkeaufschlämmung durch Erhitzen auf Temperaturen zwischen 70 und 180'C, gegeoenenfalls najh Ansäuern oder Zusatz von «-Amylase,

b) Verzuckerung der Stärke und

c) Reduktion der erhaltenen gereinigten Maltose durch katalytische Hochdruckhydrierung bei Temperaturen zwischen 80 und 150⁰C und einem Druck zwischen 20 und 100 kg cm²,

15 das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in die nach dem Verflüssigen erhaltene, auf eine Temperatur zwischen 45 und 60⁰C abgekühlte Stärkelösung eine α-1,6-Glucosidase gleichmäßig einrührt und einwirken läßt und in das Reaktionsgemisch /i-Amylase einrührt und bis zur Beendigung der /i-Amylolyse einwirken läßt.

Die erfindungsgemäß während oder vor dem Verzuckerungsvorgang zugesetzte «-1,6-Glucosidase weist eine spezifische Wirkung bezüglich der Aufspaltung der «-1,6-Glucosidbindungen der Seitenketten von Amylopektin auf und überführt hierdurch das Amylopektin in Moleküle vom Amylose-Typ. die ausschließlich linearkettige «-1,4-Glucosidbindungen enthalten. Die mitverwendete «-1,6-Glucosidase baut nämlich die hemmend wirkenden «-1,6-Glucosidbindungen selektiv ab und ermöglicht hierdurch eine ununterbrochene, vollständige Einwirkung der /i-Amylase. Auf diese Weise wird die Einwirkung der /i-Arnylase erleichtert.

Nachstehende Versuche zeigen den durch die Mitverwendung von «-1,6-Glucosidase in der Verzuckerungsstufe erzielten Fortschritt:

Beim Versuch (A), welcher dem bekannten Verfahren entspricht, wird eine 10%ige Aufschlämmung von Süßkartoffelstärke mittels «-Amylase bis zum Dextrose-Äquivalent (D. E.) von 2,7% verflüssigt, worauf man 25 Einheiten p'-Amylase je Gramm Stärke zusetzt und das Gemisch bei 55' C im Laufe von 16 Stunden verzuckert. Beim Versuch (B) wird dagegen die Verzuckcrung durch Zusatz von 25 Einheiten /^-Amylase und 10 Einheiten «-1,6-Glucosidase je Gramm Stärke durchgeführt. Aus den Ergebnissen gemäß der nachfolgenden Aufstellung ist ersichtlich, daß im Falle (B) die Verzuckerungslösung wesentlich mehr Maltose so enthält (90,4%) als im Falle (A) (69,6%):

Versuch Maltose Glucose Malzlriose Dextrin

SS

A 69,6% 1,1% 3,5% 25,7%

B 90,4%, 0,4% 1.3% 7,9%

Die erfindungsgemäß verwendeten (j-l.6-Gluco.si- -,o düsen sind aus Hefe und Pflanzenstoffen gewinnbar, beispielsweise durch Züchten der Stämme von Aerobacter acrogencs, und werden als Isoamalyse oder R-Enzym bezeichnet, jedoch haben sie für die praktische Anwendung eine zu geringe Wirkkraft. Die von Bender u. Mitarb. 1961 extrahierte Pullulanase (Biochem.Z. Bd. 334, [1961] S. 79) zeigt zwar eine etwas höhere Wirksamkeit und wurde zur Bestimmung des Aufbaus von Stärken benutzt, jedoch nur in Form von sehr verdünnten Lösungen mit 1% oder weniger Stärke. Brauchbare technische Anwendungen tür diese Enzyme wurden nicht vorgeschlagen.

Es wurde nun nach umfangreicher Sammlung von Kulturproben und Bodenbakterien sehr verschiedener Standorte und nach wiederholten Trennmaßnahmen verschiedene Bakterienabarten gefunden, die hochwirksame Enzyme aus den Stämmen der Gattungen Escherichia. Pseudomonas, Lactobacillus. Micrococcus und Nocardia ergeben. Von den durch Trennmethoden ausgewählten Bakterien wurden diejenigen aus den Gattungen Pseudomonas und Lactobacillus für das vorliegende Verfahren als besonders geeignet befunden. Die gewonnenen Enzyme unterscheiden sich etwas voneiander hinsichtlich der Nährbodenart und enzymatischen Eigenschaften. Nach überprüfung der Anwendbarkeit der Enzyme entweder für sich allein oder im Gemisch miteinander wurde gefunden, daß die kombinierte Anwendung von Pullulanase mit dem aus einem Stamm der Pseudomonas-Gattung gewonnenen Enzym besonders gute Ergebnisse liefert.

Erfindungsgemäß sind allgemein verfügbare Stärken, einschließlich Getreide-, Kartoffel-, Süßkartoffel- und gebleichte Getreidestärken, anwendbar. Die Verflüssigung der Stärke erreicht man wahlweise durch:

0) Erhitzen der wäßrigen Stärkeaufschlämmungeii bei 100 bis 180 C.

(2) mittels zugesetzter a-Amylasc unter Erhitzen auf 70 bis 95 C,

(3) durch Erhitzen auf über 100 C der bis zu einem pH 3 bis 5 angesäuerten Aufschlämmung.

Da bei der nachfolgenden Amylolyse der gelösten Stärke mittels /»'-Amylase nur die aus einer geraden Zahl von Glucose-Einheiten bestehenden Moleküle zu der aus zwei Glukoseeinheiten Maltose abgebaut werden. Maltotriose und Glukose dagegen unverändert zurückbleiben, und da somit, je kleiner die Moleküle der gelösten Stärke, die der Amylolyse unterworfen werden, sind, desto geringer der Maltosegehalt der völlig amylclysicrlen Stärke wird, ist hei der Verflüssigung bzw. thermischen Auflösung von Stärke zweckmäßig ein möglichst niedriger D. E. einzuhalten.

Andererseits verlaufen die Reaktionen mittels ,»'-Amylase und «-1,6-Glucosidase zweckdienlich mit dem Fortschreiten der Amylolyse und der Verdünnung der Stärkclösung, d. h. die Amylolyse der Stärke soll mindestens zu dem Zeitpunkt abgebrochen werden, wenn die Verzuckerung einsetzen kann. In diesem Sinn soll das D. E. der Stärke zur Zeit der Auflösung nicht höher als 5. am besten etwa 1 bis 2, sein. Wenn die Stärkeaufschlämmung durch Erhitzen in Abwesenheit eines verflüssigenden Enzyms verflüssigt werden soll, muß jene fortlaufend unter Bewegung bei oder unterhalb 180'C erhitzt und die Bchandlungsdauer derart bemessen werden, daß ein D. E. von etwa I bis 2 erreicht wird.

Aus dem gleichen Grunde soll bei Anwendung eines verflüssigenden Enzyms die Stärke fortlaufend bei einer Temperatur /wischen X5 und 95 C verflüssigt werden, wobei das Unwirksamwerden des Enzyms durch Hitze zu berücksichtigen und die Behandlungsdauer mit Rücksicht auf das D. E. auf mehrere Minuten zu begrenzen ist. Beim Verflüssigen mit einer Säure neigt der Dissoziationsgrad sehr zu steigen; in diesem Fall kann durch Erhitzen bei einem pH im Bereich zwischen etwa 4 und etwa 3,5 verflüssigt werden.

Die nach einem der vorstehend angegebenen Verfahren erhaltene Stärkelösung besitzt eine sehr hohe Viskosität. Lösungen mit einer für eine wirtschaftliche Urzeugung an sich besonders vorteilhafte Konzentration zwischen 20 und 30'!i» werden aber nach dem Kühlen gelartig, und die nachfolgende Rückstufung (retogradation) der Amylosemelekülc verhindert die Einwirkung des Verzuckerungsenzyms. Sogar eine Lösung, die keine Rückstufung erleidet, soll nicht mit einer Stärkekonzentration von 30% oder mehr angewandt werden, da die Hinwirkung der /i-Amylase hemmend auf den Nährboden zu sein scheint. Dementsprechend ist eine Lösung mit einer Stärkekonzcntralion im Bereich von 10 bis 20% für die nachfolgenden Behandlungen besonders geeignet.

Wie erwähnt, erleidet verflüssigte Stärke leicht eine Rückstufung. Es ist daher erforderlich, jene schnell bei einer möglichst hohen Temperatur zu behandeln, bevor die Viskosität durch die Amylolyse, die durch den Zusatz, der /i-Amylase und a-l,6-Glucosidase bewirkt wird, herabgesetzt wird. Daher muß eine gelatinierte Stärkelösung unverzüglich und fortlaufend mittels eines Vakuumkühlers gekühlt und sofort die Enzymzugabe nachfolgen. Zu diesem Zwecke ist es nützlich, zu Anfang eine Portion /;-Amy!ase oder ein verhältnismäßig stark hitzefestes Enzym, erhalten aus einem Stamm der Gattung Lactobacillus (/. B. L.gayomii. ATCC 8290, oder L.plantarum-ΑΤΓΓ 800X) bei verhältnismäßig hoher Temperatur von etwa 60 C. und nach dem Abfallen der Viskosität den Rest des Enzyms zuzugeben. Zur praktischen Durchführung der Stärkeverzuckerung ist es wichtig, die primäre Vorumwandlung — in Abhängigkeit von den Eigenschaften der angewandten Enzyme — in einer Zeitspanne von 20 bis 60 Minuten durchzuführen, so daß Enzyme verschiedener Art sich vermischen können, dann die Lösung auf 45 bis 50 C zu kühlen und nach Zugabe und Vermischung der restlichen Enzyme die Mischung in das Verzuckerungsgefäß überzuführen. Da in dieser Stufe die Viskosität der Lösung noch hoch ist, dauert die sekundäre Vorverzuckerung etwa 1 bis 4 Stunden.

Da alsdann die Verzuckerung in einem beträchtlichen Ausmaße verläuft und die Viskosität sinkt, ist ein Zusammengießen einer sehr hochviskosen Lösung mit Sauerstoff in eine große Menge einer weniger viskosen Lösung statthaft. Demzufolge wird eine Rückstufung vermieden, und die Lösung durch den Kühler im Vorverzuckerungsgefäß bei einer geeigneten Temperatur gehalten. Das Vermischen der Enzyme und die Verzuckerung verlaufen nun in angemessener Weise, und die Viskosität der Lösung sinkt, obwohl eine Rückstufung vermieden wird. Sodann pumpt man die Lösung in das Verzuckerungsgefäß zwecks Verzuckerung im Chargenbetrieb. Da die Verzuckerung 2 bis 3 Tage dauert, wird die Lösung bei einer geeigneten Temperatur zwischen 45 und 50° C gehalten und das pH mit den Enzymen zwischen 4,5 und 6,0 eingestellt. Auf diese Weise kann die Verzuckerung beendet werden.

Die erhaltene Lösung ist ein umgewandelter Sirup mit einem Maltosegehalt von 92 bis 94% und einem Gehalt an Glucose, Maltotriose usw. von etwa 5%. Die Lösung wird anschließend filtriert und mit Leichtigkeit gereinigt; nach der üblichen Nachbehandlung erhält man eine farblose klare Zuckerlösung. Aus 100 kg entwässerter Stärke werden gewöhnlich 103 kg Maltose vom Reinheitsgrad bis zu 95% gewonnen.

In manchen Fällen erschwert eine geringe Menge zurückgebliebenen hochmolekularen Dextrins das Filtrieren und Reinigen. Dies ist zurückzuführen aul das Bemühen zur Begrenzung der Stärkeverflüssigung auf einen äußerst niedrigen Grad, um einen entsprechend erhöhten Maltosegehalt zu erlangen. In diesem Fall kann das Filtrieren durch Zusatz einer geringen Menge ri-Amylasc im Lauf der Verzuckerung zwecks Zersetzung des Dextrins erleichtert werden.

ίο Die gewonnene reine Maltose reduziert man durch Hydrieren im Autoklav in folgender Weise zu reinem Maltit:

Durch Auflösen von Maltose in Wasser gewinnt man eine 40- bis 60%ige Lösung, der 8 bis 10 Gewichtsprozeni Raney-Nickel zugesetzt werden. Sodann wird in die Lösung Wasserstoff unter einem Druck von 20 bis 100 kg/cm² eingepreßt, wobei man die Temperatur fortschreitend bis auf 100 bis 120 C steigert. öfters erniedrigt sich in diesen Fällen das pH. die Reaktion verlangsamt sich, und die Ausbeute an Maltit fällt auf etwa 90% unter Bildung von etwa 8% Sorbit. Zur Verbesserung der Ausbeute wird dahei während der Hydrierung das pH berichtigt. Dennoch wird hierdurch die Ausbeute nur geringfügig bis aul 93% erhöht. Wird jedoch Calciumcarbonat als ein mildes Neutralisationsmittel der Ausgangsmaltose in einer Menge von 0,06 bis 0.3% zugesetzt, so steigt die Sorbitausbeutc um 1.6% — ein Zeichen dafür, da f.' die Maltose-Umwandlung zu Ende geht und die Maltitausbeute auf mehr als 96%. Das Ergebnis ist sowohl bezüglich der Reinheit wie auch der Ausbeute befriedigend. Man gewinnt aus 100 kg Stärke bzw 103 kg Maltose 103.5 kg Maltit mit einer Reinheit von etwa 95%.

Beispiele

A. Herstellung von Maltose
1. Apparative Anlagen und Verfahrensschema

in der Zeichnung ist eine Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Maltose schematisch gezeigt. Im Rührgefäß 1 wird unter fortlaufender Zufuhr von Stärke und Wasser die Konzentration und das pH der gebildeten Stärkeaufschlämmung eingestellt und die erforderliche Menge an Verflüssigungsenzym zugesetzt, worauf man die Aufschlämmung in den mit einem Mehrblattrührer ausgerüsteten Verflüssiger 2 pumpt und hier unter kräftigem Rühren so lange mit Direktdampf bei gleichbleibender Temperatur erhitzt, bis sie gleichmäßig gelatiniert ist. Die gelatinierte Stärke wird dann in mehreren Verweilbehältern 3, 3, die zwecks Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Temperatur mit Temperiermänteln und Temperaturreglern versehen sind, bis zum optimalen D. E. verflüssigt.

Die verflüssigte Stärke wird unter Normaldruck über ein Druckminderungsventil in den Kühler 4 eingelassen und auf etwa 100° C gekühlt, hierauf sofort in den Vakuumkühler 5 eingespritzt und hier bis auf eine festgelegte Temperatur gekühlt, worauf man die Lösung in den ersten Mischer 6 überführt. Das Enzym wird der Lösung fortlaufend entweder am Boden des Vakuumkühlers 5 oder unmittelbar dem Mischer 6 zugeführt.

Wenn die benötigte Gesamtmenge Enzym auf einmal einverleibt wird, pumpt man die Lösung vom

Boden des ersten Mischers 6 ^;n das VerzuckcrungsgefäßS. worin die Verzuckerung beendet wird. Wenn dagegcgen das Enzym in zwei Teilmengen zugesetzt wird, beläßt man die Flüssigkeit zuerst für eine festgelegte Zeit im ersten Mischer 6 und pumpt sie sodann kontinuierlich vom Boden dieses Gefäßes in den zweiten Mischer 7, in welchen gleichzeitig der zweite Knzymtcil einläuft. Nach einer gewissen Verweilzeit pumpt man die Lösung in das Verzuckerungsgcfäß 8. tine gründliche Durchmischung und Temperaturregelung in den beiden Mischern 6 und 7 wird mittels wirksamer Rührer sowie Wii rmeauslauscher und automatischer Temperaturregler durchgeführt.

II. Angewandte Enzyme

1. Es dienen als Verflüssigungscnzym a-Amylase.

2. als (/-Amylase ein aus Weizen (gemäß DT-OS 15 17 810) extrahiertes Enzym,

3. als «-1,6-Glucosidasen wahlweise folgende 3 Enzyme:

(P) Pullulanase aus Aerobacter aeronenes (Bio-

chem. Z. 334, 1961.79),
(J) Enzym aus Pscudoinonas amyloderamosa

(nach DT-OS 17 67 653; ATCC 21 262) und (L) Enzym aus Lactobacillus plantarum (nach DT-OS 19 16 714; ATCC 8008).

Die Wirksamkeit dieser Enzyme wurde in folgender Weise bestimmt:

1. (i-Amylase

Eine Lösung, bestehend aus

1 g Kartoffelstärke.

1 ml einer 0.1 M-Essigsäure-Pufferlösung und

8 ml Wasser.

25

35

40

wird in mehrere Prüfröhrchen mit einem Innendurchmesser von 18 mm und in gleiche Röhrchen werden je 1 ml Enzymlösung verschiedener Konzentration eingefüllt. Die gefüllten Röhrchen erhitzt man durch starkes Schwenken in kochendem Wasser, läßt sie nach dem Gelatinieren der Stärke 15 Minuten bei 65 C an der Luft stehen und tut sie zwecks Unwirksammachen des Enzyms nochmals für 10 Minuten in kochendes Wasser. Nach einem 3 Minuten langem Abkühlen in Wasser von 170C wird in jedes Röhrchen ImI einer 0,l%igen Fuchsinlösung zugegeben und die Röhrchen zweimal bei verstopfter Öffnung gekippt. Von den ohne Trübung gleichmäßig gefärbten Lösungen wählt man die Enzymlösung mit der niedrigsten Konzentration aus und betrachtet deren Aktivität als eine Einheit.

2. ,'(-Amylase

60

Eine Mischung von

5 ml einer l%igen Lösung löslicher Stärke.
4 ml einer 0,1 M-Essigsäure-Pufferlösung und
1 ml Enzymlösung verschiedener Konzentration

wird 30 Minuten bei 40 C erhitzt und der erzeugte reduzierende Zucker in Maltosewertcn bestimmt. Die Wirksamkeit derjenigen Enzymlösung. die 10 mg Maltose ergibt, sieht man als eine Einheit an

3. (1-1,6-Glucosidasc

Man erhitzt 30 Minuten bei 40 C ein Gemisch von 1 ml einer Enzymlösung,
5 ml einer l%igen Lösung löslicher schleimiger

Reisstärke und
1 ml einer 0,5 N-Essigsäure-Pufferlösung (pH 6,0)

und gießt 1 ml davon in eine Lösung, enthaltend 0,5 ml einer 0,01 N-Jod-Jodkalium-Lösung und 15 ml einer O.OIN-Schwefelsäure.

Die Farbe der Mischung schlägt sofort in bläulichpurpurn um. Nach 15 Minuten wird der Extinktionskoeffizient der Färbung mit Licht einer 62O-m|j.-Wellenlängc gemessen und der Unterschied zwischen dem gemessenen Wert und dem sofort nach der Umsetzung erhaltenen berechnet. Die Wirksamkeit einer Enzymlösung mit einem Unterschied von 0,01 betrachtet man als eine Einheit.

III. Siärkeverflüssigung

Bei den Versuchen 1 bis 3 wird Süßkartoffelstärke, bei den Versuchen 4 bis 6 Getreidestärke verwendet.

Die Süßkartoffelstärke verflüssigt man kontinuierlich bei 90° C unter Zusatz von 10 Einheiten n-Amylase je Gramm Stärke, und zwar in 1 bis 2 Minuten bis zum D. E. von etwa 1 bis 2%; anschließend wird die Temperatur zwecks Enzymzersetzung auf 120 C erhöht.

Getreidestärke wird durch Erhitzen bei 160 bis 165 C und einem pH 6 ohne Enzymzusatz verflüssigt. Nur das Beispiel 6 führt man unter Zusatz von Oxalsäure in einer Menge, die 0.05% der Stärkemenge äquivalent ist. und unter kurzem Erhitzen bei 120 C durch. Das D. E. stellt man ohne Ausnahme im Bereich von 0,5 bis 2 ein.

IV. Verzuckerungsvorgang

Soweit die Vorverzuckerung unter Zusatz von K-1,6-Glucosidase und n'-Amylase in zwei verschiedenen Stufen durchgeführt wird (Versuche 2 bis 4). benutzt man in der ersten Stufe eine Temperatur von 70 bis 60 C und die hitzewiderstandsfähige (/-1.6-GIucosidase(L). Um die Starkeviskosität schnellstmöglich zu erniedrigen, wird das Enzym fortlaufend in den Vakuumkühler 5 eingeführt. Sowohl die zweite Stufe der zweistufigen Vorverzuckerung (Versuche 2 bis 4), wie auch die einstufige Vorverzuckerung (Versuche 1, 5 bis 7) führt man bei einer Temperatur von 45 bis 50° C und einem pH 6 unter schneller Durchmischung mit einem leistungsfähigen Rührer durch.

Die durchschnittliche Behandlungsdauer der ersten Stufe der Vorverzuckerung beträgt 20 bis 60 Minuten, ansonsten im Bereich von 3 bis 4 Stunden. Bei jedem Versuch wird die Flüssigkeit in das Hauptverzuckerungsgefäß eingeführt und die Verzuckerung im Chargenbetrieb zu Ende geführt.

Bei Benützung des Enzyms (J) wird die Temperatui auf 45° C und das pH auf 5,5, in anderen Fällen dagegen auf 6,0, eingestellt. Die Dauer der Hauptverzuckerung beträgt 2 bis 3 Tage.

Während die Zuckerausbeute unmittelbar nach dei Verzuckerung 98% beträgt, erniedrigt sich die endgültige Ausbeute an kristallinem Produkt dank de; Reinigungsverlustes auf 95%. Der Maltosegehalt dei Versuchsprodukte liegt im Bereich von 92 bis 95%.

Die Arbeitsbedingungen und -ergebnisse sind in Einzelnen aus der nachfolgenden Tabelle I zu ent nehmen (unter »/i« ist dort /i-Amylase gemeint).

509 548/30

•libelle

Beispiel

10

	Stärke uns	30	25	(ietmde	2 s	25
	SüLlkariollel	90 92	90 92	25	165	120
Stärkegehalt ("..)	30			165
Verfiüssicimcstcmpcratur	90 92					CKiilsä
( C)		1.5	1.5		o.s
En/ym	K-Am via se			0.9
D.E. (%)	1.8
I. Vorverziickerimgsstul'c:		,; 50	140		_;;50
Enzymeinheit				;70	1 30	L 40
g Stärke	,.■50				P 30
	P 50	6.0	6.0		5.5	6.0
		70	60	6.0	45 50	45 50
Ρ"	6.0			65
Temp. ( C)	45 50	P 40	,;40
2. Vorverzuekerungsstiifc:		6.0	6.0	I 50
Enzym		45 50	45 50	5.5
pH"		50	48	45 50	50
Temp. I C)		93	93 94	40	91 93	90
Einwirkungsdauer tStd.)	48			90 93
Maltosecehalt (%)	93 92

SiiMkarioll'e

10 120

0.5

; M) L 50

45 50

N 7

B. Maltosehydrierung Hydriert wird unter nachstehenden Bedingungen:

1. Der entfärbte und gereinigte Ausgangsstoff der Zusammensetzung

96.6% Maltose,

3,0% Malztriose.

0.4% Dextrose

wird in Form einer 40- bis 60%igen Lösung eingesetzt.

2. Als Katalysator dient ein in Alkali entwickeltes Raney-Nickel in einer Menge von 8 bis 10% vom Ausgangsstoff.

Tabellen

3. Bei einer Temperatur zwischen 90 und !00 C werden ² , des Was.serstoffaquivalents absorbiert: durch die zuletzt auf 125 C erhöhte Temperatur erreicht man den Gleichgewichtspunkt der Absorption.

4. Der Hydrierdruck liegt zwischen 20 und 100kg ein².

5. Calciumcarbonai wird in der Hälfte der Fälle in einer Menge von 0.3 bis 0,05% vom Ausgangsstoff zugegeben.

Die einzelnen Bedingungen und Ergebnisse der unter Rühren durchgeführten Hydrierung zeigt die nachstehende Tabelle.

	Ohne CaCO₃	nicht eingestellt	Mit CaCO, "o	0.13	0.25
	pH	7.0 7.5	0.06
	eingestellt	4.3 3.x		7.4	7.0
pH bei Beginn	4.0 6.2	6.2 1.2	7.3	5.7	6.1
pH am Ende	4.2--3.7	8 10	4.8	0.2S	0.25
Nicht umgesetzter Zucker	0.4' 1.8		0.63	8	8
Hydrierdauer iStd.)	8 13	4.6	8
Hvdrierprodukt enthält		93.5		l.S	1.6
Sorbit (%l	7.5	1.9	2.1	96.2	96.4
Maltit (%)	90.8	95.9	2.0	2.0
son.st ices	1.9	2.0

Aus dem erhaltenen rohen Hydriergemisch wird das Raney-Nickel entfernt und jedes Produkt konzentriert, entfärbt und mittels Ionenaustausch in üblicher Weise gereinigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Maltit durch

a) Gelatinieren und Verflüssigen einer bis 30%igen Stärkeaufschlämmung durch Erhitzen auf Temperaturen zwischen 70 und 18O⁰C, gegebenenfalls nach Ansäuern oder Zusatz von «-Amylase,

b) Verzuckerung der Stärke und

c) Reduktion der erhaltenen gereinigten Maltose durch katalytische Hochdruckhydrierung bei Temperaturen zwischen 80 und 150° C und einem Druck zwischen 20 und lOOkacm²,

'5

dadurchgekennzeichnet, daß man in die nach dem Verflüssigen erhaltene, auf eine Temperatur zwischen 45 und 60 C abgekühlte Snirkelösung eine n-l,6-Glucosidase gleichmäßig einrührt und einwirken läßt und in das Reaktionsgemisch /i-Amylase einrührt und bis zur Beendigung der /i-Amylolyse einwirken läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verzuckerungsstufen durch