DE1916721C3

DE1916721C3 - Verfahren zur Gewinnung niedermolekularer Amylose

Info

Publication number: DE1916721C3
Application number: DE19691916721
Authority: DE
Inventors: Mamoru Hirao; Makoto Fukuoka Shiosaka; Kaname Sugimoto; Yasuyuki Sakai Yokobayashi; Mikihiko Yoshida
Original assignee: Hayashibara Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Co Ltd
Priority date: 1969-04-01
Filing date: 1969-04-01
Publication date: 1979-12-13
Also published as: DE1916721A1; DE1916721B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung niedermolekularer Amylose, bei dem eine Stärkeaufschlämmung vorbehandelt und dann der Abbau mit «-1,6-Glucosidase durchgeführt wird.

Bekanntlich besteht Stärke einerseits aus einem Verband linearkettiger Moleküle, der gänzlich aus «-!,«♦-Einheiten der Dextrose besteht und Amylose genannt wird, andererseits aus einem großen Anteil verzweigter Moleküle, die Amylopektin genannt werden und im wesentlichen aus «-1,4-Gruppen, deren Verzweigungen dagegen aus «-1,6-Gruppen bestehen. Beide Bestandteile sind hochmolekulare Stoffe, von denen Amylose einen Polymerisationsgrad von über 1000 und das Amylopektin einen solchen von sogar über 2000 aufweisen. Amylose wird leicht rückläufig (retrograde) und neigt zum Ausfällen aus der Lösung, während Amylopektin in wäßriger Lösung hochviskos ist und leicht quillt. Da Stärke somit ein Gemisch von Molekülen mit derart verschiedenen Strukturen und Molekulargewichten ist, ist auch deren Verhalten unterschiedlich und nicht Feststehend. Dies hat die praktische Anwendung verschiedener Stärken zum Leimen und Schlichten begrenzt.

In der Zeitschrift »Die Stärke« Nr. 4/10. Jahrgang, 1958 Seiten 79 bis 85, insbesondere auf Seite 81, ist eine allgemeine Darstellung darüber enthalten, was bei der Stärkeverzuckerung mit Enzymen vor sich geht. Bezüglich Amyloglucosidase (Amylo-l,6-«-Glucosidase) ist dort ausgeführt, daß diese in der Lage ist, höhermolekulare Stärkeabbauprodukte direkt bis zur Glucose abzubauen. Selbst die «l.ß-glucosidischen Bindungen an den Verzweigungsstellen des Amylopektins vermögen den Abbau nicht zu hemmen, so daß die Hydrolyse bis zu etwa 95% möglich ist, und zwar offenbar direkt bis zur Glucose. «-Amylase hat nach den Ausführungen in der Entgegenhaltung die Eigenschaft, die l,4-<x-glucosidischen Bindungen des Stärkemoleküls wahllos zu spalten, so daß zu Beginn der Hydrolyse mehr oder weniger große Bruchstücke bzw. höhermolekulare Stärkeabbauprodukte gebildet werden. Erst wenn der Verzuckerungsgrad etwa 25 Maltose-Äquivalente erreicht hat, erscheinen Oligosaccharide, Maltose und Glucose im Hydrolysat.

Aus den Angaben, daß Amyloglucosidase den Abbau hochmolekularer Stärkeabbauprodukte bis zur Glucose bewirkt und daß dieser Abbau an den Veirweigungsstellen des Amylopektin keinen Halt macht, erhält der

ίο Fachmann keine Anregung, aus Aufschlämmungen hochmolekularer Stärke niedermolekulare gradkettige Amylose mittels Amyloglucosidasen zu erhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht,

is c:sdermolekulare Amylose lineargradkettiger Struktur durch Abbau vorzugsweise der Seitenkettenbindungen des Amylopektin, somit durch Begradigung der unregelmäßig verzweigten Struktur zu erhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

a) Gelatinieren der Stärkeaufschlämmung durch Erhitzen auf 100 bis 170" C bis zu einem Abbaugrad von etwa 1% D. E oder Verflüssigen der Stärkeaufschlämmung mit Hilfe von a-Amylase,

b) schnelles Abkühlen der gelatinierten bzw. verflüssigten Stärkeaufsihlämmung auf 45 bis 50° C,

c) Behandeln der abgekühlten gelatinierten oder verflüssigten Stärkeaufschlämmung mit Pseudomo-

jo nas- oder Aerobacter-a-1,6-Glucosidasen.

Vorzugsweise spritzt man die gelatinierte bzw. verflüssigte Stärkeaufschlämmung und gleichzeitig die <x-1,6-Glucosidase in einen leistungsfähigen Vakuumkühler ein.

j5 Eine solche niedermolekulare gradkettige Amylose ist wegen der später noch dargelegten Eigenschaften ein wünschenswertes Produkt.

Bei den Untersuchungen, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, wurde gefunden, daß — außer den seit langem bekannten Enzymen, wie Isoamylasen aus Hefen, R-Enzymen aus Ursprungspflanzen und Pullulanasen der Gattung Aerobacter, sowie den in letzterer Zeit gefundenen Enzymen, die aus Bakterien der Gattung Pseudomonas gewonnen wurden und Gegenstand der Palentanmeldung P 17 67 653.8 sind, — auch die aus den Gattungen Aglobacterium, Azobacter, Lactobacillus, Leuconostoc, Microbacterium, Nocardia, Pediococcus, Saricina, Serratia, Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus, Micrococcus und Erwina gewonnenen Enzyme, die Gegenstand der Patentanmeldung P 19 16 740.9-41 sind, <%-l,6-Glucosidgruppen von Stärke abzubauen im Stande sind.

Jedoch ist weniger über den Ablauf und die Bedingungen für die Wirksamkeit der genannten Enzyme, die gewisse spezifische Eigenheiten aufweisen, bekannt. Da die bakterielle Pullulanase und die Pseudomonas-Enzyme besonders hohe Aktivitäten zeigen, wurde der Abbau verschiedener Stärken durch diese Enzyme genauer untersucht und als Ergebnis ein neues Verfahren zur Gewinnung niedermolekularer Amylosen mit regelmäßigen Kettcnlängen gefunden, das zunächst an Hand der Diagramme näher erläutert wird.

In diesen Zeichnungen bedeutet:

W — wachsfarbige Maisstärke,
P- Kartoffelstärke,
SE— Pseudomonas Enzym.

AE- Aerobacter-Enzym,

die angeiqgte Zahl (50,150,1000)

—die Zahl der Einheiten je g Stärke (u/g),

Sol — der gelöste,

pptd — der ausgefallene Anteil des Fertigproduktes,

EX— Extinktionskoeffizient,
L — Löslichkeit auf den Ordinaten;

RZ- Reaktionszeit in Stunden,

PG — Polymerisationsgrad auf den Abszissen. ι ο

Fig.1 und 2 zeigen die EK-Werte (in -log T) in Abhängigkeit von der Reaktionsdauer (RZ); die EK-Werte wurden mittels der Farbreaktion der Amylose als Maß für den Reaktionsablauf bestimmt. ι s

Fig.3 zeigt die Abhängigkeit der Löslichkeit (L in mg/ml) von der Reaktionstemperatur,

F i g, 4diejenige vom Polymerisationsgrad (PG)und

Fig.5 die Abhängigkeit der Feuchtigkeitsabsorption (% Wasser) von der Reaktionsdauer (RZ).

Bei den Versuchen wurde vorzugsweise von wachsfarbiger Maisstärke ausgegangen, die nur aus Amylopektin besteht und dessen Abbauprodukte daher ebenfalls von einfacher Struktur sind. Nachdem diese Stärke als 5 bis tO%ige wäßrige Suspension durch allmähliches Erhitzen unter Rühren gelatiniert war, erhitzte man sie in einem Druckofen 30 min bei 1,5 bis 2 at bis zur vollständigen Gelatinierung und Dispergierung. Nach Abkühlen und Einstellen auf den pH-Wert 4,5 wurde eine aus der Bakterie der Pseudomonas-Gattung (SE) erhaltene «-1,6-GIukosidase in einer Menge von 20 bis 50 u/g zugesetzt. Wenn das Enzym in einer Menge von 50 bis i00u/g angewandt war, verlief der Abbau in 20 bis 50 Stunden. In regelmäßigen Zeitabständen wurden der Mischung Proben entnommen, und unter Benutzung der Farbreaktion von Amylose der Reaktionsgrad ermittelt, indem man die durch Zusatz einer vorbestimmten Menge einer )od-Kaliumjodid-Lösung bewirkte Blaufärbung den EK mit Licht Wer 570 πιμ-Wellenlänge bestimmte. Die Ergebnisse zeigt F i g. 1.

Bei Anwendung eines Aerobacter-Enzyms (AE) wird der pH-Wert auf 6 eingestellt (siehe F i g. 2).

Benutzt man ein Pseudomonas-Enzym (SE), so bildet die erhaltene Amylose dank ihrer Kristallinität Myzeünc und scheidet sich aus der Lösung ab; daher ist sie nach Vollendung der Reaktion durch Zentrifugieren leicht abtrennbar. Die Ausbeute kann im Bereich von 80 bis 90% (von der Menge Ausgangsstärke) liegen. Das Produkt erhält nach mehrmaligem Waschen mit kleinen Wassermengen und Trocknen das Aussehen eines weißen PuNers. Bei Bestimmung des durchschnittlichen Polymerisationsgrades (PG) durch Ermittlung der reduzierenden Endgruppen nach der perijodatsauren Oxydationsmethodti (vgl. in Buch »Methods in Carbohydrate Chemistry«, Vol. V, 251/65) zeigt der gefällte Anteil (pptd.) 23 bis 24 Grad; dies stimmt gut überein mit den angenommenen Werten von 20 bis 30° für die Seitenkettenanteile des Amylopektins. Sicherheitshalber wurde die An- oder Abwesenheit von Strukturver- μ zweigungen durch die sogenannte Smith-Abbaumethode (vgl. T. K. H a m i 11 ο n/F. Smith in »Journ. Amer. Chem. Soc.« 78. [19561 59l0u. 65 907) überprüft; diese zeigte etwa 2 Seitenketten. Obwohl es schien, daß einige sehr kurze Seitenketten verblieben waren, hatte das Produkt eine verhältnismäßig geringe Löslichkeit in Wasser, bildete Myzelin imd schied sich leicht aus. Die Röntgenstrahlenbrechung zeigte das Vorliegen der Kristallinität und einer linearkettigen Amylose mit verhältnismäßig kurzen Ketten an.

Der in Jer Reaktionslösung gelöste ProduktanleM (Sol.) gibt beim Konzentrieren ein weißes kristallines Pulver in einer Ausbeute von höchstens 20% der Ausgangsstärke. Dieser Anteil ist lölicher, hat aber offensichtlich weniger Seitenketten, als der gefällte Anteil (pptd); sein Polymerisationsgrad beträgt 17°, seine Sejtenkettenzahl 1 bis 2; sein Molekulargewicht ist etwas geringer als dasjenige des gefällten Aneils. Die Röntgenstrahlenbrechung zeigt eine teilweise Kristallinität Deshalb ist dieses Produkt eine lösliche Amylose.

Wie erwähnt, weisen die erfindungsgemäß erhaltenen Iinerarkettigen Amylosen einen bisher nicht vorstelibaren Polymerisationsgrad von 20 bis 30 auf. Die bekannten Verfahren zum Stärkeabbau mit einer Säure oder a-Amylase bewirkten nur einen regellosen Abbau; die erhaltenen Produkte stellen Gemische von Molekülen verschiedener Dimensionen dar, der Polymerisationsgrad litgt zwischen 1 und mehreren Zehnern oder sogar Hundertern; hinsichtlich ihrer Uolekularstruktur handelt es sich um Mischungen gerailkettiger und verzweigter Moleküle.

Im Gegensatz hierzu bestehen die gemäß der Erfindung gewonnenen Amylosen aus einheitlichen Molekülin mit im allgemeinen gleichförmigen Kettenlängen und einer geradkettigen Molekularstruktur; sie sind kristallisierbar, genügend wasserlöslich, schwach reduzierbar, weit weniger viskos als Stärke und sogar weniger viskos als übliche Stärkesirupe mit Polymerisationsgraden von annähernd 2; auch fehlt ihnen die Süße der Stärkesirupe. Die Gewinnung derartiger Dextrine von konstanter Zusammensetzung war bisher unbekannt; demzufolge ist das neue Verfahren für die Stärkeindustrie von besonderer Bedeutung: die physikalischen Eigenschaften der neuen Amylosen können für die Herstellung wasserlöslicher eßbarer Filme, Membrane, Fasern und Schwämme vorteilhaft sein, während ihre chemische Struktur zur Bereitung von Sü'upen ausschließlich aus Amylose durch deren Abbau mit Enzym oder Säure verwertbar ist; die Abwesenheit von Λ-Ι,ό-Bindungen erleichtert zudem den Abbau mit Glucoamylase oder 0-Amylase und ermöglicht somit, die jeweiligen Abbaugeschwindigkeiten außerordentlich zu erhöhen.

Die vorstehenden Ausführungen gelten hauptsächlich für das Pseudomonas-Enzym (SE), während bei Anwendung des Aerobacter-Enzyms (AE)die enzymatische Aktivität sich etwas unterscheidet. Die erhaltenen Amylosen zeigen eine verhältnismäßig hohe Löslichkeit, sind schwer bis ?.u einer kristallinen Fällung zu fraktionieren, so daß das Fällen mit Butanol oder das Konzentrieren der ganzen Masse erforderlich wird (sieht Näheres in den Beispielen).

Geht man von anderen amylosehaltigen Stärken als der wachsfarbigen Maisstärke, z. B. von Kartoffelstärke aus, so bewirken die Amylosegehalte offensichtlich eine weitgestreute Verteilung der Polymerisationsgrade der Amylosemoleküle. deren durchschnittliche Polymerisationsgrade demzufolge erhöht sind.

Die Konzentration der Stärke in den Reaktionslösungen liegt zwischen 5 und 10%. Bei einer Konzesitration von 20% scheint die Reaktionsgeschwindigkeit sich zu verlangsamen; dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß das Dispergieren der Stärkeaufschlämmung bei 100 bis 130°C durchgeführt wird. Jedoch ist es durch Erhitzen unter Rühren bei einer Temperatur unterhalb der Abbautemperatur der Dextrose im Bereich von 150° bis

herab auf 100 C möglich, mehr als 25%ige gelatinierte Lösungen zu erhallen, die hochviskos sind und bei Temperaturerniedrigung zur Rückläufigkeil (retrograding) neigen. Daher werden die Lösungen zweckmäßigerweise in einen Vakuumkühler gespritzt und dort -, schnell abgekühlt. Gleichzeitig sprüht man eine vorbestimmte Enzymmenge in den Kühler, in welchem eine gründliche Vermischung mit der eingespritzten Lösung, eine schnelle Temperaturerniedrigung und ein Abbau unter Herabsetzung der Viskosität erfolgt. i<> Andererseits kann das Enzym auch in eine große Lösungsmenge in einer ziemlich fortgeschrittenen Abbaustufe eingeführt und die Viskositätserniedrigung und Keaktionserleichtcrung durch Verdünnen der Lösung unter Rühren bewirk! werden. In beiden Fällen r> erreicht man eine Erhöhung der Konzentration der Reaktionslösung.

Beispiel i

5 bis IO°/oige wäßrige Suspensionen gereinigter :o wachsfarbiger Maisstärke, klebriger Reisstärke und Kartoffelstärke werden bei Anwendung eines z. B. gemäß Patentanmeldung P 17 67 653.8 gewonnenen Pseudomonas-Enzyms (SE) auf den pH-Wert 4.0 bis 5.0 oder bei Benutzung eines Aerobacter-Enzyms (AE) r, nach Patentanmeldung P 17 67 654.9 auf den pH-Wert 5.8 bis 6.0 eingestellt und durch Erhitzen unter Rühren gelatiniert.

Zwecks Vollendung der Gelatinierung erhitzt man jede vorgelatinierte Lösung alsdann 20 bis 30 min unter m einem Druck von 1.5 bis 2,0 kg/cm² und kühlt dann schnell auf 45" C ab. Nach Zugabe von 20 bis 100 u/g Enzym läßt man die Mischungen unter Rühren bei 45°C etwa 16 h reagieren und prüft den Reaktionsverlauf mittels lod-Kaliumjodidlösuiig. Etwa 1 h nach Reak- r. tionsablauf sinkt die Viskosität bemerkenswert. Bei Anwendung des Pseudomonas-Enzyms tritt mit fortschreitender Reaktion ein Ausfallen der Amylose ein.

Durch Zusatz von 9 ml eines 0.1 N-Salzsäure je ml Reaktionslösung wird die Reaktion beendet und die -in Lösung nach der Anthron-Methode geprüft, indem man einer iunig /.uckci eiiispr cliiciiucii πυιπ uCr i^OäüTig 2 ml essigsaure Pufferlösung vom pH-Wert 4,0 und Cj ml einer 0.3%igen wäßrigen Jod-Kaliumjodidlösung zusetzt. Sodann wird die Gesamtmenge auf 100 ml 4~> aufgefüllt und nach 30 min der Extinktionskoeffizient (FK) gemessen.

Sobald die Blaufärbung das Reaktionsende anzeigte. wird die Lösung durch Kochen eingedampft und in ein Pulver überführt. Da bei Anwendung des Pseudomonas- ><i Enzyms die Amylose ein Fällprodukt bildet, wird die Lösung auf etwa 20% Feststoff eingedampft und nach Abkühlen und Stehenlassen über Nacht der Niederschlag abgeschleudert und zu einer 20%igen Lösung gelöst, diese wieder gefällt die Fällung abgeschleudert und bei 40 bis 50⁼C getrocknet, während die Mischung der beiden abgetrennten Lösungen im Vakuum eingedampft, getrocknet und gepulvert werden. Die Fäll- und Trennvorgänge sind am leichtesten durchführbar, wenn das Pseudomonas-Enzym angewandt und von wachsfarbiger Maisstärke oder klebriger Reisstärke ausgegangen wird.

Beispiel 2

Wenn eine 3Q%ige Suspension von wachsfarbiger es Maisstärke fortlaufend in eine mehrflügige Rührkolonne eingeführt und mit Direktdampf auf 160 bis 165°C erhitzt wird, erhält man eine durchsichtige, dickflüssige Lösung mit einem Abbaugrad von weniger als 1% D. \... die — mitsamt einer vorbestimmten Menge einer Pseudomonas- oder Aerobaclcr-Enzymiösung — in einen Vakuumkutter eingespritzt werden. Beide Lösungen vermischen sich hierbei in Nebelform unverzüglich vollständig, worauf das Gemisch sofort in eine große Menge Reaktionslösung. die in einem Reaktionsgefäß vorliegt, unter Rühren eingeführt wird. Die durchschnittliche Verweilzeit in diesem Gefäß beträgt etwa

Alsdann wird das Gemisch fortlaufend in ein Hauptreaktionsgefäß überführt, in welchem die Reaktion im Chargenbetrieb in 20 bis 40 h abläuft. Nach 1 bis

2 h verläuft die Reaktion unter Viskositätsabfall; sodann herrschen die im Beispiel 1 angegebenen Bedingungen. Da die Lösung stark konzentriert ist, scheidet sie leicht Fällungen ab.

Beispiel 3

Suspensionen verschiedener gereinigter Stärken werden auf 30 bis 35% und den pH-Wert 6 eingestellt, jede Suspension wird mit 5 u/g m-Amylase als Verflüssigungsenzym versetzt, dann, wie im Beispiel 2 angegeben, in eine kontinuierliche arbeitende Verflüssigunjsvorrichtung — z. B. eine solche nach der japanischen Patentschrift 4 26 978 — eingeführt und die Temperatur auf 100°C eingestellt. Nach einer Verweilzeit von 5 bis 7 min erhält man viskose durchsichtige, gleichförmig gelatinierte bzw. verflüssigte Stärkelösungen mit dem niedrigen Abbaugrad von 1 bis 0,5% D. E.. welche gemäß Beispiel 2 schnell abgekühlt und mittels n-1.6-Glucodase abgebaut werden. Deren Viskosität ist etwas geringer als diejenige der bei höheren Temperaturen von über 150⁰C erhaltenen Lösungen, wodurch die Nachbehandlung erleichtert wird; dennoch werden keine nennenswerten Unterschiede zwischen den beiderseitigen Produkten festgestellt

Zusammenfassende Versuchsergebnisse
(t) Konzentrationen

Im Beispiel 1 werden die Konzentrationen im Bereich von 5 bis 10% durch die mittels der Jod-Kaliumjodid-Reaktion entstehenden Färbungen verglichen. Gleiche Ergebnisse zeigen Konzentrationen von über 10%. jedoch wird bei über 20% die Reaktion in unerwünschter Weise verlängert. Im Beispiel 2 hat die Ausgangslösung ein Konzentration von 30%, und ein Vergleich mit den 30 bis 35%igen Lösungen gemäß Beispiel liefert gleichartige Ergebnisse.

(2) Enzymmenge

Führt man die Reaktion in 48 h durch, beträgt die Mindestmenge Enzym 20 u/g, während Mengen von 5 bis 10 u/g eine verlängerte Reaktionsdauer erfordern oder keine Amylolyse bewirken.

(3) Polymerisations- und Verzweigungsgrad

Die Ergebnisse der diesbezüglichen Prüfungen zeigi Tabelle I. in welcher die »SKZ«-Werte, die nach dei erwähnten Smith-Abbaumethode festgestellten Seitenkettenzahlen bedeuten (die übrigen Abkürzungen sind bereits weiter oben an Hand der Diagramme erläuten worden).

Tabelle Tabelle II

Aus- Maische
gangs- Konz.

stärke „,

Enzym PG in

SKZ

Reaktionsstufe Konz. Gelöster Anteil
% PG SKZ

Gefällter Anteil
PG SKZ

1 (I)
1 (I)

SE 1000 SE 1000

Sol.

pptd. W 5(1) SE 100 Sol.

ppid. W 5(1) SE 20 Sol.

pptd. W 10 SE 50 Sol.

pptd. W 20(2) SE 50 So/.

pptd. 25 Sh 50 io/.

pptd. (I). (2) - behandelt nach Beispiel 1 oder

22,95

21,34

61,87

22,42

34,72

30,01

30,84

19,0

32,2

20,1

34.0

20

36

2.

1,49 2.71 0.99 1,39 1,50 2,17 2,33

to

2. 3.

19.86
17.67
17.27

3,4	32,53	3,1
2,3	23,43	2,3
2,2	23,19	2,3

Aus den beiden Tabellen ist zu ersehen, daß bei Anwendung von Fnzym im großen Überschuß oder bei wiederholtem Reagieren die Maisstärkelösungen den Polymerisationsgrad (PG) 17 im gelösten Anteil (Sol.) und 23 im Niederschlag (pptd.) aufweisen. Bei Benutzung von Kartoffelstärke (P) hat die Amylose einen erhöhten Polymerisationsgrad im ausgefällten

λ _.„:i :—1^

Tabelle Il zeigt die Ergebnisse einer wiederholten Reaktion unter Anwendung von .9if50 auf die gleiche Maisstärkelösung ( W).

, JLUin.ir yi um

Fällen ist die Verzweigung äußerst gering; offensichtlich verblieben nur 1 oder 2 Seitenketten im Molekül.

(4) Ausbeuten

Die folgenden Tabellen III und IV zeigen die bei den Untersuchungen festgestellten Ausbeuten (A).

Tabelle III	Kon/.	Enzym	RZ	Ausbeute im *Sol.*	*pptd.*	Gesamt ausbeute
Stärkeart	5 10 10 10' 5	SE 100 SE 50 S£ 50 S£ 50 S£150	48 48 48 48 48	9,4(19,6) 19,6(20,1) 21,8(19,9) 14,1 (19,8) 31,2 (20.8)	90,6 (27,68) 80,4 (34,3) 78,2 (34,5) 85,9 (32,2) 68,8 (25,8)	77,1 92,8 96,8 81,1 99,3
W W W W W

(Zahlen in Klammern: durchschnittliche Polymerisationsgrade) Tabelle IV

Enzym	PG	A	*sol.*
S£100			20-28
	PG	A	90
S£ 50			30-34
	PG	A	80
S£ 100-1000		24-23
		90

pptd.

SKZ

20	2-3
10
20	2-3
20	1-0
20-18
10

(5) Ausbeuten und Polymerisationsgrade verschiedener Stärken:

Die Tabelle V zeigt die bei Anwendung von AE50 erhaltenen Ergebnisse:

Tabelle V

W-Konz.	Stärkeart	Ausbeute im	*pptd.*	PG im	*ppid.*
		JO/.	29,7	JO/.	88,43
5%	Tapioka	70,3	48,1	24,01	68,41
	Mais	51,9	57_;5	24,12	78,39
	Weizen	42,5	40,4	22,60	63,79
	Süßkartoffel	59,6	39,1	25,96	59,86
	Sago	60,9	23,76

19 16	9	Fortsetzung	721	VI	10	PG	*pptd.*
W-Konz. Stärkeart Ausbeute im					49,58
*sol.*		Enzym	PCi im		58,34
10% Tapioka 60,8			*sol.*	\ /	82,72
Mais 52,8	*pptd.*		24,11	20	75.79
Weizen 49,0	39,2	·■··-	16,63	23	51,93
SüßkartofTel 58,6	47,2	SE	20,94
Sago 51,1	51,0	SE Re SE	26,34
Die gelösten Anteile der abgebauten Produkte	41,4	SE	17,38	23,0	*M it*
verschiedener Stärken bestehen aus kleinen Amylose- ι , molekülen vom Polymerisationsgrad 17 bis 20, wogegen	48,9	Re SE		24,5
die ausgefallenen Anteile (in 10% Butanol gelöst)	Tabelle	SE		21,3
höhere Molekulargewichte haben, vermutlich dank des		AE			4-1 Qd^QO
ursprünglichen Ämyiosegehaiies, offensichtlich verbun	Stärke	AE		20,8	+ 188,90
den mit der verschiedenen Unregelmäßigkeit im 211				25,8	+ 193,00
Molekulargewicht. (6) Löslichkeit		SE	^w ρρ.ί..		+ 175,29
Zwecks Prüfung wurden Proben der Produkte bei	"	SE	50 sol.
vorbestimmter Temperatur in Wasser gelöst und über r,	W		50 pptd. 50 pptd.		+ 176,0
Nacht zwecks Ausfallens der Feststoffe bei konstanter	W	50 sol.		+ 163,25
Temperatur stehengelassen, worauf man den Zuckeran	W	50 sol.	+ 150,45
teil in der überstehenden Flüssigkeit mittels der		1000
Anthron-Methode als Maß für die Löslichkeit bestimm	W	100 BuOH-.w/.	+ 163,77
te. Diese wurde an den gelösten und ausgefällten i»	P	1000 sol	+ 182,71
Anteilen vieler verschiedener Oberflächen und Unter-	ρ
	\50 sol.
W	150 pptd.
W

grundstärken unter Anwendung von 150 bis 1000 u/g verschiedener Enzyme aus den Pseudomonas- und Aerobacter-Gattungen bestimmt. Die aus den Fig. und 4 zu ersehenden Werte sind als Funktion der r> Polymerisationsgrade zu betrachten.

(7) Spezifische optische Rotation

Zwecks Prüfung derselben wurden 2 g einer jeden Probe in 100 ml einer 30%igen wäßrigen CaClrLösung -in gelöst, die festgestellten Rotationswerte zeigt Tabelle

Re-Enzym erneut für die Reaktion der gleichen Probe benutzt. BuOH-.vo/. - in Butanol gelöst.

(8) Viskosität

Zur Prüfung benutzt man einen rotierenden Viskosimeter vom B-Typ mit 60 u/min und einem BL-Ansatz (adapter). Die erhaltenen Wrrte sind verhältnismäßig niedrig. Die Ergebnisse zeigt Tabelle VII.

Tabelle VII

Produkt

PG

Konz. Viskosität

C 50 C

% in centipoise

40 C

W SE 150 sol.

W SE 150 pptd.

P AE 1000 50/.

W AE 1000 sol.

20,78

25,79

24,53

23,05

P SE 1000 BuOH-so/. 21,34

43 C DE-Syrup
Wasser

1,37
0,97
0,89

6,19
4,32
1,23

0,94
0,90

1,50
1,29
0,97
6,32
4,50
1,58

2,03
1,42
1,13

3,01
1,82
1,15
1,61
1,20
1,00

1,89 1,40 1,14

6,46 4,85 2,10 2,25 1,84 1,15

3,96 2,40 1,48

2,10 1,75 1,12

11

(9) Verunreinigungen

Untersuchungen
Mengen:

ergaben beispielsweise folgende

Produkt

Rohprotein

Asche

W SE 50 jo/.
WSESOpptd.

4,04% 0,205

0,072% 0,052

(10) Feuchtigkeitsabsorption

Wenn die Prüfung bei der relativen Feuchtigkeit von 80% und 30⁰C erfolgt, zeigen die gelösten und ausgefällten Anteile der Produkte beträchtliche Unterschiede in Absorptionsvermögen von Luftfeuchtigkeit. Diese Unterschiede spiegeln sich wieder in gewissen Werten der Löslichkeit. Die gefällten Anteile, die gewisse Grade an Kristallinität aufweisen, scheiner, einen Wassergehalt in einer Menge wie Stärke eingeschlossen zu enthalten. Vergleiche hierzu F i g. 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Gewinnung niedermolekularer Amylose, bei dem eine Stärkeaufschlämmung vorbehandelt und dann der Abbau mit «-1,6-GIucosidase durchgeführt wird, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

a) Gelatinieren der Stärkeaufschlämmung durch Erhitzen auf 100 bis 170⁰C bis zu einem Abbaugrad von etwa 1% D. E, oder Verflüssigen der Stärkeaufschlämmung mit Hilfe von Λ-Amylase,

b) schnelles Abkühlen der gelatinierten bzw. verflüssigten Stärkeaufschlämmung auf 45 bis 50⁰C,

c) Behandeln der abgekühlten gelatinierten oder verflüssigten Stärkeaufschlämmung mit Pseudomonas- oder Aerobacter-«- 1,6-GIucosidasen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die gelantinierte bzw. verflüssigte Stärkeaufschlämmung und gleichzeitig die ac-1,6-Glucosidase in einen leistungsfähigen Vakuumkühler einspritzt.