DE2013863A1 - Verfahren zur Gewinnung von Amylosesirup - Google Patents

Description

Hayashibare Company 23. März 1970

198, Shimoishii, Okayama-shi SJ/Hu

Okayama / Japan _hao

Verfahren zur Gewinnung von Amylosesirup

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Amylosesirup mit veränderten bzw. verbesserten Eigenschaften durch Verzuckerung von Stärke mit Säure und/oder Enzym.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine in bekannter Weise verflüssigte Stärke

(a) durch Verzuckerung mit Hilfe der Kombination mindestens Je einer Verzuckerungsamylase und Isoamylase zu einem Amylosesirup (Sirup I) überführt und

(b) dessen Eigenschaften, vor allem die Kristallisierfähigkeit, Viskosität und Süße, durch Zumischung eines üblicherweise aus Stärke bereiteten Zuckersixrups (Sirup II) regelt.

Die Sirupe I werden in der Weise gewonnen, daß man eine Stärkeaufschlämmung mittels einer Säure, wie z.B. Oxalsäure, oder eines Verflüssigungsenzyms, wie «^-Amylftse, bis zu einem niedri-

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gen Dextroseäquivalent (D.E.) verflüssigt und die erhaltene Stärkelösung mit der genannten Kombination von Mindestens zwei verschiedenen Verzuckerungsenzymen in einen hochreinen Amylo se sirup überführt.

Vorzugsweise wird das neue Verfahren in der Weise ausgeführt, daß man

(i) eine 20 Ms 45%ige Stärkeaufschlämmung mittels 0,1 bis 0,5% Säure oder etwa 0,2% Verflüssigungsenzym bei 70 bis 95°C und pH 5*0 bis 6,5 bis zu einem Dextroseäquivalent (D.E.) vom 5 bis A-O verflüssigt,

(ii) die erhaltene Lösung mit der Kombination von mindestens 2 Einheiten je g Stärke ß-Amy läse und mindestens 5 E/g S Isoamylase, vorzugsweise ^-1,6-Glukosidase bei 40 bis 65°C und einem pH von 4,0 bis 7»0 in 1 bis 3 Tagen bis zum D.E. von 60 bis 95 verzuckert,

(iii) den mit einem Maltosegehalt von 60 bis 95% erhaltenen Amylosesirup (I) mittels Aktivkohle und Ionenaustausch harz reinigt sowie entfärbt und

(iiii) durch Zumischen des Sirups (II) in einen. Mischsirup (III)

vom D.E. 60 bis 85 überfuhrt.

Die vorbeschriebene Arbeitsweise beruht auf der Erkenntnis, daß eine Verzuckerung von Stärke mittels oL- und B-Amylase nur

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Abbauprodukte ergibt, die 06 -1,6-Giukosidbindungen im Amylopektin-Molekül aufweisen, wogegen die Mitverwendung einer Isoamylase diese qC —1,6-Glukosidbindungen während des Verzuckerungsvorganges zersetzt und damit eine weitergehende Einwirkung der Amylasen auf die Stärke unter Erzielung von Araylosesirupen der gewünschten seitenkettenfreien Zuckerzusammensetzung ermöglicht. Während nämlich gewöhnlicher Stärkesirup als Hauptbestandteil verzweigte Oligosaccharide und/oder Dextrine enthält, weisen die nach der erfindungsgemäßeh Verfahrensstufe (a) gewonnenen Amylosesirupe I ausschließlich von oL--1,6-Glukosidbindungen freie, geradkettige Moleküle auf. Zudem sind diese Sirupe auch weniger viskos; aus ihnen kristallisieren aber die gelösten Monosaccharide leichter aus, als "bei gewöhnlichen Sirupen. So kristallisieren die Amylosesirupe I mit verhältnismäßig niedrigem Zuckergehalt, z.B. Sirupe vom D.E. 40 und 65%igen Maltosegehalt, bei niederen Temperaturen gegebenenfalls schon bei einer Feststoffkonzentration von 75%· Vorgenannte Erscheinung beruht vermutlich, auf. den Fehlen einer .hemmenden Wirkung auf die Kri- stallisierbarkeit in den Amylosesirupen (I), in denen - im Ge gensatz zu den üblichen Stärkesirupen - das Dextrin ein gerad- kettiges Oligosaccharid ist.

Zur Behebung der Nachteile der leichteren Kristallisierfähigkeit der Aaylosesirupe (1) dient das erfindungsgemäße Zumischen eines üblichen Stärkesirups (II), der verzweigte oder oC -1,6-Glukosidbindungen aufweisende Oligosaccharide enthält, - vor allem eines Malzsirups oder eines enzymatisch en Stärke-

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sirups. Hierdurch wird in den Mischsirupen (III) entweder die Kristallisationstemperatur erniedrigt oder die Kristallisationskonzentration im Vergleich zu Amyloseeirupen (I) vom gleichen D.E. erhöht.

Gleichzeitig erhöht sich in der Mischstufe (b) naturgemäß auch die Viskosität, wodurch deren Regelung sowie eine Modifizierung und Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der Amylosesirupe (I) ermöglicht wird. Dies kann in Konditoreien, insbesondere bei Säften und Eingemachtem ausgenutzt werden, wodurch deren Oberflächenglanz erhöht wird.

Der Mischvorgang (b) ermöglicht ferner eine Veränderung der Zuckerzusammensetzung der Sirupe (I), wodurch eine Verbesserung des Geschmacks, eine Herabsetzung der Reizwirkung der Sirupe, die Verleihung einer zarteren Süßigkeit und damit eines größeren Wertes für das Konditorgewerbe stattfindet.

Eine weitere Wirkung des Mischvorganges (b) ist die Herabsetzung des Wasseranziehungsvermögens (Hygroskopizität) der Amylosesirupe (I). Obwohl diese Wirkung auch durch Einstellung der Raktionsbedingungen bei der üblichen enzymatischen Stärkeverzuckerung erreicht werden kann, ist es weit vorteilhafter und bequemer, nach Verfahrensstufe (b) zu verfahren.

Letztere kann in beliebigen Mischungsverhältnissen erfolgen, wobei der D.E.-Zersetzungsgrad der üblichen Sirupe (II) frei

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in Bezug auf den D.E. der Amylosesirupe (I) einstellbar und die Art und Menge der Sirupe (II) mit unterschiedlichem D.E. "beliebig veränderbar ist, so daß die Zusammensetzung und die Kennwerte der erhaltenen Mischsirupe (III) in gewünschter Weise, wie zuvor dargelegt, modifiziert werden können.

Beispiele. I. Gewinnung der Amylosesirupe.

(A) Hochreiner Maltosesirup.

Eine mittels eines Verflüssigungsenzyms bis zu einem niedrigen D.E. verflüssigte Stärke wurde nach Zusatz von 50 Einheiten je g Stärke (E/g St) ß-Amylase und 25 E/g St Isoamylase und Einstellung der Lösung auf pH 6,0 in 2 Tagen bei 45°C bis zu einem Maltosesirup mit 90% Maltose und 75% Feststoff (Sirup IAa) verzuckert und dann mittels Aktivkohle und Ionenaustauschharz gereinigt. Wahrend der Verzuckerung gewann man auch Proben mit einem Maltosegehalt von 65% (Sirup IAb), die in gleicher Weise gereinigt wurden.

(B) Amyloaesirup mit hohem D.E.

Eine 35%igs Aufschlämmung gereinigter Süßkartoffelstärke ver flüssigte man in Gegenwart von 0,2% «L -Amylase bei dem pH 6,0 und 90⁰G bis zum D.E. 20, kühlte dann die Masse auf 50⁰C und verzuckerte sie nach Zusatz von

.20 E/g St Isoamylase (Pseudomonas amylodelamosa, A.T.C.G. 21 262) und

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1 E/g St Rhizopus-Verzuckerungsenzym

bei dem pH 5»5 und 45°C zu einer Lösung vom D.E. 85 und 70% Feststoffgehalt; sie wurde mit Aktivkohle und Ionenaustauschharz gereinigt (Sirup IBa). Sie enthielt Glukose sowie geradkettiges Oligosaccharid und Dextrin als Hauptbestandteile, war weniger viskos und süßer im Geschmack als üblicher Stärkesirup vom gleichen D.E.-Grad, neigte jedoch zum leichten Kristallisieren bei Feststoffkonzentrationen von über 60%.

Während der Verzuckerung gewann man ebenfalls Proben vom D.E.71, die gleicherweise gereinigt wurden (Sirup IBb).

(G) Mit Säure und Enzym verzuckerter Maltosesirup.

Eint 4-0%ige Aufschlämmung gereinigter Süßkartoffelstärke verzuckerte man mittels 0,3% Oxalsäure Ms zum D.E. 35 und nach Neutralisierung und Zusatz von Isoamylase und ß-Amylase bis zum D.E. 70 (Feststoffgehalt 70%). Die 40% Maltose und 20% Glukose enthaltende Lösung wurde nach Entaktivierung der Enzyme durch Erhitzen wie zuvor gereinigt (Sirup ICa). Zudem erhielt man Proben vom D.E. 65 (Sirup ICb).

II. Gewinnung üblicher Stärkesirupe. (A). Gereinigter Malzsirup.

Die gemäß Beispiel I B verflüssigte und dann abgekühlte Stärke wurde nach Zusatz von 2 E/g St einer aus Weizenkleie extrahierten ß-Amylase bei 55°O in 10 Stunden verzuckert und die mit

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einem Maltosegehalt von 49% erhaltene Lösung (Sirup II A) vom D.E. 4fil wie angegeben, gereinigt und entfärbt.

(B), Säureverzuckerter Stärkesirup.

Eine 45%ige Stärkeaufschlämmung verzuckerte man mittels 0,4% Oxalsäure unter einem Druck von 2 kg/cm in 20 min und konzen trierte die neutralisierte und nach obigem gereinigte Lösung zu einem Sirup (II_B) mit einem D.E. von 40 und einem Maltose gehalt von 17%.

(G). Enzymverzuckerter Stärkesirup. ^x

Eine nach Beispiel I_B bis zum D.E. 35 verflüssigte Stärke ergab nach üblicher Reinigung eine Zuckerlösung (Sirup I C) mit einem Maltosegehalt von 20%.

III. Genische der Sirupe I mit Sirupen II.

Wie aus Tabelle I zu ersehen, wurde jeder der Amylosesirupe Ia, IB und IC jeweils mit einem der gewöhnlichen Sirupe HA, HB und HC zu je drei Mischsirupen der Gruppen HIA, IHB und IHC einer Feststoffkonzentration von 75 bzw. 70% roid eines Maltosegehalts von 65% bzw. 71 oder 65 D.E. vermischt und jede Gruppe der erhaltenen Mischsirupe III hinsichtlich ihrer Kristallisiertemperatur und Kandiszuckerteste mit den Maltosesirupen IAa und IAb, IBa und IBb sowie ICa und ICb verglichen.

Zu diesem Zweck brachte man jeweils 100 ml eines jeden Sirups

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in eine konische 200 ml-Flasche, ließ sie in einem Thermostat bei 5, 10, 20, 30 bzw. 40⁰G tinter Rühren je einen Tag stehen und beobachtete den Kristallisiervorgang während 30 Tagen.

Andererseits wurde jeder der jeweils zu vergleichenden fünf Sirupe der 3 Gruppen über direktem Feuer zur Trockne bis auf eine lestfeuchtigkeit von 3,0% eingedampft, von den erhaltenen KandiszuckerStückchen je 5 in einem Raum von 20 C bei einer Relativfeuchtigkeit von 70% aufbewahrt und dann deren Hygoskopizität und die Kristallisierbarkeit bestimmt.

Die mit dem Maltosesirup IA bereiteten Mischsirupe IIIA waren auf einen Feststoffgehalt von 75% und einen Maltosegehalt von 65% eingestellt, die mit dem Amylosesirup IB bereiteten Mischsirupe IIIB auf den Feststoffgehalt von 70% und einen Maltosegehalt von 71 D.E. und die mit dem Maltosesirup IC bereiteten Mischsirupe IIIC ebenfalls auf einen Feststoffgehalt von 70%, aber auf einen Kaitosegehalt von 65 D.E. eingestellt.

Wie in der Tabelle I angegeben, ist die Kristallisationstemperatur der Mischsirupe III stets niedriger als diejenige der Amylosesirupe I von gleichem D.E. bzw. gleichem Maltosegehalt. Zur Ermittlung der Kristallisierbarkeit der zur Trockne eingedampften Sirupe diente die Zahl der kristallisierten Kandiszuckerstückchen von den jeweils zur Prüfung eingesetzten fünf Stückchen; die Mischsirupe III ergaben keine kristallisierten ZuckerStückchen, wogegen die Amylosesirupe I mit höherem

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Maltosegehalt, d.h. die Sirupe IAa, IBa und ICa, durchweg weit höhere Stückchenzahlen, als die Amylosesirupe I mit niedrigerem Maltosegehalt, d.h. die Sirupe IAb, IBb und I6b, aufwiesen.

Die Hygroskopizität der ZuckerStückchen ermittelte man an Hand der Klebrigkeit der Oberfläche der Kandiszuckerstückchen bzw. des Flüssigwerdens der Behälteroberfläche; die Prüfung ergab, daß die aus den Mischsirupen III erhaltenen ZuckerStückchen oberflächlich weniger hygroskopisch als die Amylosesirupe I vom gleichen D.E. waren.

Fernerwurde der durch Vermischen der Sirupe IAa und HA berei-

tete Mischsirup IHA von 75 auf 85% konzentriert, dann bei 3O⁰C unter Rühren geimpft und auf 20°C abgekühlt, worauf in 1 Stundedie Kristallisation fast beendet war und die Masse ein sahniges Aussehen annahm. Das Produkt war besser als Rohrzucker oder Glukose, bestand aus feinen Kristallen, schmeckte schmackhafter, backte nicht bei längerer Aufbewahrung und erschien im Konditorwesen bevorzugbar.

Eine weit höhere Viskosität (in Centipoise) der Mischsirupe IHA bei verschiedenen Temperaturen im Vergleich zu derjenigen des Amylosesirups IA. b, welcher den gleichen Maltosegehalt (6596) und die gleiche Feet stoff konzentration (75%) aufwies, zeigt die Tabelle II.

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Tabelle I

Sirupe I	Maltose	Feststoff	Kristalli	Zahl (und %)
oder	gehalt	gehalt	sier temp.	kristallisiert·
Mischsirupe IH	% od.DE	%	0C	Zuckerstücke
IAa	90%	Ib	30	5 (100)
IAb	65	75	20	1 ( 20)
HIA	65	75	10	0
IBa	85 DE	70	30	3-2 (60-40)
IBb	71	70	15	2-1 (40-20)
HIB	71	70	5	0
ICa	70 DE	70	20	2-3 (40-60)
ICb	65	70	10	1 (20)
IHC	65	70	5	0

Tabelle II

Sirupe -v.	20	30	50	60	80
IAb	1380	680	120	80	33 '
HIA	2100	1200	210	120	43

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Claims (2)

25. März 1970 SJ/Hu hao 7091 Pat ent ansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Amylosesirup durch Verzuckerung μ von Stärke mittels Säure und/oder Enzym, d a d u r c h gekennzeichnet , daß man eine in bekannter Weise verflüssigte Stärke

(a) durch Verzuckerung mit Hilfe der Kombination mindestens Je einer Verzuckerungsamylase und Isoamylase in einen Aaylosesirup (Sirup I) überführt und

(b) dessen Eigenschaften durch Zumischung eines üblicherweise aus Stärke bereiteten Zuckersi^ps (Sirup II) regelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

(i) eine 20 bis 4-5%ige Stärkeauf schlämmung mittels 0,1 bis 0,5% Säure oder etwa 0,2% Verflüssigungsenzym bei 70 bis 95⁰C und pH 5»0 bis 6,5 bis zu einem Dextroseäquivalent (D.E.) vom 5 bis 40 verflüssigt,

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(ii) die erhaltene Lösung mit der Kombination von mindestens 2 Einheiten je g Stärke ß-Amylase und mindestens 5 B/g St Isoamylase, vorzugsweise ^-1,6-Glukosidase, bei 40 bis 65°C und einem pH von 4,0 bis 7,0 in 1 bis 3 Tagen bis zum D.E. von 60 bis 95 verzuckert,

(iii) den Mit einen Haitosegehalt von 60 bis 95% erhaltenen Aaylosesirup (I) mittels Aktivkohle und Ionenaustauschharz reinigt sowie entfärbt und

(iiii) durch Zumischen des Sirups (II) in einen Mischsirup (III) vom D.E. 60 bis 85 überführt.

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