DE2033135C3

DE2033135C3 - Process for the production of invert sugar-haKige granulated sugar

Info

Publication number: DE2033135C3
Application number: DE19702033135
Authority: DE
Inventors: Franz Xaver Dr. 8703 Ochsenfurt Kammerer
Original assignee: Zuckerfabrik Franken Gmbh, 8703 Ochsenfurt
Filing date: 1970-07-03
Publication date: 1976-08-05

Description

Es gibt einige kristalline Zuckersorten, die — z. B. gegenüber handelsüblicher Raffinade — bei etwas erhöhtem Wassergehalt von 1 bis 5% etwa 2 bis 5% Invertzucker enthalten. Je nach den Sprachgewohnheiten nennt man diese Zucker Bastardzucker, Basterdzucker, Cassonade. Soft Sugar usw., oder man bezeichnet sie global als »weiche« Zucker (s. ZUCKER-TECH-NIKER-Taschenbuch, Bart ens. Berlin 1966. 7.Auflage. S. 135), ferner Bamer »Getreidemehle, Honig, Zucker, Früchte, Gemüse«. Verlag J. Springer, Berlin 1938, S. 983).There are some crystalline sugars that - e.g. B. compared to commercially available refined goods - with a slightly increased water content of 1 to 5%, about 2 to 5% Contain invert sugar. Depending on the language used, these sugars are called bastard sugar, bastard sugar, Cassonade. Soft Sugar, etc., or one called globally as "soft" sugar (see ZUCKER-TECH-NIKER-Taschenbuch, Beard ens. Berlin 1966. 7th edition. P. 135), also Bamer »Grain flours, Honey, sugar, fruits, vegetables «. Verlag J. Springer, Berlin 1938, p. 983).

Die weichen Zucker werden z. B. in Japan als Haushaltszucker verwendet oder sie kommen in bestimmten Lebensmittelindustrien für spezielle Zwecke in Frage. Vor allem setzt man sie bei der Herstellung von Backwaren ein, deren Teig außer den beiden wichtigsten Komponenten Mehl und Zucker (Saccharose) nur eine geringe Menge an Invertzucker und Wasser enthalten darf: z. B. Spritzgebäck, Sand- und Biskuitmassen, Hartkeks, Gewürzplätzchen usw.The soft sugars are z. B. used in Japan as table sugar or they come in certain Special purpose food industries in question. They are mainly used in the manufacture of baked goods one whose dough only has one, apart from the two most important components flour and sugar (sucrose) may contain a small amount of invert sugar and water: z. B. Shortbread biscuits, sand and biscuit masses, hard biscuits, Spice cookies, etc.

Bei den genannten Backwaren begrenzt die erwünschte gute Formbarkeit und Formstabilität des Teigs den Zusatz von Wasser. Die geringe Menge Invertzucker verbessert Struktur und Krume des Backwerks, sie verleiht dem Gebäck einen aromatischen Geschmack und ermöglicht außerdem eine bessere Weich- und Frischhaltung als bei ausschließlicher Verwendung von reiner Sacchrarose. Aus Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 3 Auflage, Bd. 7, S. 417, trocknen Gebäcke mit weicher Mandelfüllung, Makronen usw. nach invertasezusatz nur langsam aus.In the case of the baked goods mentioned, the desired good moldability and dimensional stability of the limited Dough the addition of water. The small amount of invert sugar improves the structure and crumb of the baked goods, it gives the baked goods an aromatic taste and also enables a better one Softness and freshness than with the exclusive use of pure sucrose. From Ullmann's encyclopedia der technical chemistry, 3rd edition, vol. 7, p. 417, dry pastries with a soft almond filling, Macaroons etc. after the addition of invertase only slowly turns out.

Die »weichen« Zucker stellen äußerlich sehr verschiedene Produkte dar, die meist etwas gelblich bis braun gefärbt sind und wohl überwiegend aus feinen Kristallen mit einem Korndurchmesser von 0,10 bis 0,30 mm bestehen. Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale bilden die Inhaltsstoffe, insbesondere der Gehalt an Invertzucker, der Wassergehalt, der Anteil von färbenden Stoffen und nur selten der Gehalt an Aschebestandteilen. Eine umfassende Darstellung über die verschiedenen Sortenmerkmale der Soft Sugar vermittelt P. Honig in: PRINCIPLES OF SUGAR TECHNOLOGY, Elsevier, Band III, Amsterdam-London-New York 1963, S. 495.Outwardly, the "soft" sugars are very different products, most of them a little yellowish to are brown in color and probably predominantly made up of fine crystals with a grain diameter of 0.10 to 0.30 mm. The most important distinguishing features are the ingredients, especially the Content of invert sugar, the water content, the proportion of coloring substances and only rarely the content of Ash constituents. A comprehensive presentation of the various characteristics of the Soft Sugar variety is provided P. Honig in: PRINCIPLES OF SUGAR TECHNOLOGY, Elsevier, Volume III, Amsterdam-London-New York 1963, p. 495.

Trotz der großer. Unterschiede hinsichtlich der Zusammensetzung der »weichen« Zucker ist die Art ihrer Herstellung — bis auf geringe verfahrenstechnische Varianten — etwa gleich. Die Kristallisation der »weichen« Zucker erfolgt im Prinzip nach den für gewöhnlichen Kristallzucker angewandten Methoden: Der Zucker aus den — je nach der Art des herzustellenden Produkts — mehr oder weniger reinen Zucker- «intnen wird ebenfalls in den Vakuumkochapparaten und den nachgeschalteten Kristalüsiermaischen zur Kristallisation gebracht Dann trennt man in Zentrifugen den Restsirup von den Kristallen. Entgegen dem bei der Herstellung von Weißzucker üblichen Verfahren wird jedoch nun die ausgebeutete Kristallmenge im Zentrifugenkorb nicht mit Sattdampf oder heißem Wasser besprüht, so daß ein Sirupfilm auf den Kristallen zurückbleibtDespite the great. Differences in the composition of the "soft" sugars is the type Their production - with the exception of minor procedural variants - is roughly the same. The crystallization of the In principle, "soft" sugar is made according to the methods used for normal granulated sugar: The sugar from the - depending on the type of product to be produced - more or less pure sugar «Is also internal in the vacuum cooking devices and the downstream crystalizing mash Crystallization brought The residual syrup is then separated from the crystals in centrifuges. Contrary to that in the production of white sugar, however, the amount of crystals exploited is now the usual method The centrifuge basket is not sprayed with saturated steam or hot water, leaving a syrup film on the crystals remains behind

Beim Abfahren der Zentrifugen von der Schleuderdrehzahl auf die Entleerungsdrehzahl sprüht m<*n dann 0,5 bis 4,0 Liter eines teilweise oder völlig invertierten Zuckersirups auf den feuchten Zucker in der Zentrifuge, um den Sirupfilm weiter mit Invertzucker anzureichern. Da man auf diese Weise einen sehr feuchten Zucker erhält, muß er immer getrocknet werden, ehe er zur Abfüllung gelangen kann. Je nach der Korngröße des Zuckers liegen die RestwassergehaJte zwischen 1 und 5%. Der Gehalt an Invertzucker beträgt bei Weißzucker im allgemeinen nur 2,5%, höchstens 5% und bei braunem (Roh-)zucker höchstens 6% (US-Patent 30 74 821). Mit den bisher bekannten Verfahren können »weiche« Zucker mit noch höheren Invertzuckergehalten nicht hergestellt werden. Für die Herstellung von »weichen« Zuckern ist eine hochwertige Invertzuckerlösung von definierter Zusammensetzung erforderlich; Traubenzucker und Fruchtzucker müssen im Verhältnis I : 1 vorliegen. Infolge der Nachtrocknung geht aber bereits bei Temperaturen über 40⁰C ein Teil des Fruchtzuckers durch thermischen Abbau verloren. so daß z. B. beim Backen nicht mehr das für die Qualität und die Frischhaltung des Backwerks optimale Traubenzucker-Fruchtzucker-Verhältnis vorliegt. Auf Grund des thermischen Abbaus von Fruchtzucker nimmt die Farbe des Bastardzuckers beim Nachtrocknen zu.When the centrifuge is switched from spin speed to emptying speed, m <* n then sprays 0.5 to 4.0 liters of a partially or completely inverted sugar syrup onto the moist sugar in the centrifuge in order to further enrich the syrup film with invert sugar. Since you get a very moist sugar in this way, it must always be dried before it can be bottled. Depending on the grain size of the sugar, the residual water content is between 1 and 5%. The invert sugar content in white sugar is generally only 2.5%, at most 5% and in brown (raw) sugar a maximum of 6% (US Pat. No. 3,074,821). With the processes known up to now, "soft" sugars with even higher invert sugar contents cannot be produced. A high-quality invert sugar solution with a defined composition is required for the production of "soft"sugars; Dextrose and fructose must be present in a ratio of 1: 1. As a result of the subsequent drying, however, part of the fructose is lost through thermal degradation ^{even at temperatures above 40 ° C.} so that z. B. when baking is no longer the optimal dextrose-fructose ratio for the quality and freshness of the baked goods. Due to the thermal breakdown of fructose, the color of the bastard sugar increases when it dries.

Das konventionelle Herstellungsverfahren für »weiche« Zucker ist relativ aufwendig durch den Bedarf an hochwertigen Invertzuckerlösungen und an apparativen Einrichtungen zum Zentrifugieren, Trocknen und anschließenden Mahlen dieser Zucker.The conventional manufacturing process for "soft" sugar is relatively complex due to the need for high-quality invert sugar solutions and equipment for centrifuging, drying and then grinding this sugar.

Da der »weiche« Zucker auf Grund seines Wassergehalts nicht sehr lange lagerfähig ist, kann er während eines ganzen Jahres nur in Raffineriebetrieben hergestellt werden, die im Gegensatz zu den saisonal arbeitenden Zuckerrohr- und Zuckerrübenverarbeitungswerken praktisch das ganze Jahr über in Betrieb sind. In den modernen Betrieben der Zuckerindustrie wird heute der Zucker nicht auf dem Umweg über den Rohzucker hergestellt, sondern nach der Extraktion direkt auf Weißzucker verarbeitet, da dies am wirtschaftlichsten ist: Der »Raffineriebetrieb« läuft deshalb nur ebenso lange, wie auch zuckerhaltige Rohstoffe zur Verarbeitung verfügbar sind. Ein »weicher« Zucker könnte demzufolge im konventionellen Verfahren nur noch während der Verarbeitungskampagne hergestellt werden.Because the "soft" sugar because of its water content cannot be stored for very long, it can only be produced in refineries for a whole year in contrast to the seasonal sugar cane and sugar beet processing plants are in operation practically all year round. In the modern plants of the sugar industry Today the sugar is not produced indirectly via raw sugar, but directly after extraction Processed on white sugar, as this is the most economical: The "refinery" is therefore only running just as long as raw materials containing sugar are available for processing. A "soft" sugar could therefore only be produced in the conventional process during the processing campaign will.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung von invertzuckerhaltigem Kristallzucker mit einem Invertzuckergehalt *° bis zu etwa 15% vorgeschlagen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß kristalliner Zucker einer Korngröße zwischen 0,005 und 2,5 mm mit einer auf ein pH von 6,2 bis 7,0 eingestellten Lösung eines die Saccharose hydrölysierenden Enzyms gemischt wird, wobei je nach Korngröße des Zuckers und dem gewünschten Invertierungsgrad die Enzymaktivität variiert wird. (Vorschriften über die Bestimmung der lnvertaseaktivität, ausgedrückt in »Sumner-Einheiten«, J. B. S u m η e rTo avoid these disadvantages, the invention provides a process for the production of invert sugar-containing Granulated sugar with an invert sugar content * ° up to about 15% is proposed, which is characterized by this is that crystalline sugar with a grain size between 0.005 and 2.5 mm with a pH from 6.2 to 7.0 adjusted solution of an enzyme hydrolyzing the sucrose is mixed, wherein the enzyme activity is varied depending on the grain size of the sugar and the desired degree of inversion. (Regulations on the determination of the invertase activity, expressed in "Sumner units", J. B. S u m η e r

und S. F. H ο w e H: A method for determination of invertase activity. Journal of Biological Chemistry, 108 [1935J 51-54.)and S. F. H ο w e H: A method for determination of invertase activity. Journal of Biological Chemistry, 108 [1935J 51-54.)

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, den Bastardzucker zu jeder Zeit aus dem lagerfähigen, kristallinen Weißzucker herzustellen. Außer den bisher verwendeten Korngrößen von 0,10 bis 030 mm können sowohl feinere Zucker in der Körnung von 0,005 bis 0,10 als auch gröbere Kristalle in der Körnung von 030 bis 2,5 mm nach dem Verfahren gemäß der Erfindung verarbeitet werden. Eine Nachtrocknung ist dabei nicht erforderlich, so daß die Farbe von Weißzucker erhalten bzw. die Farbe von braunem Zucker nicht verschlechtert wird. Traubenzucker und Fruchtzucker liegen nach der Einwirkungsdauer im Verhältnis 1 :1 vor. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können »weiche« Zucker mit Invertzuckergehalten von 0,1 bis etwa 15% hergestellt werden, was nach den bisherigen Verfahren nicht möglich war. Je nach der Höhe des im Endprodukt erwünschten Invertzuckergehalts wird die Aktivität des Enzympräparates (Sumner-Einheken) eingestellt. Auch ist erfindungsgemäß der pH-Wert der Enzymlösung nicht auf das an sich bekannte Maximum der Enzymaktivität bei pH = 4,2 eingestellt, sondern bei dem normalerweise bei 6,2 bis 7,0 liegenden pH-Wert zu belassen. Auf diese Weise wird die Gefahr einer langsamen Säurehydrolyse im Zucker vermieden.The method according to the invention allows the bastard sugar to be removed from the storable, crystalline sugar at any time Making white sugar. In addition to the previously used grain sizes from 0.10 to 030 mm both finer sugars with a grain size of 0.005 to 0.10 and coarser crystals with a grain size of 030 up to 2.5 mm can be processed according to the method according to the invention. There is no subsequent drying required so that the color of white sugar is retained or the color of brown sugar is not deteriorated will. Dextrose and fructose are present in a ratio of 1: 1 after the exposure time. To the process according to the invention can produce "soft" sugars with invert sugar contents of 0.1 to about 15% produced, which was not possible with the previous methods. Depending on the amount of in the final product the desired invert sugar content is the activity of the enzyme preparation (Sumner-Einheken) set. According to the invention, the pH of the enzyme solution is also not at the maximum known per se the enzyme activity is set at pH = 4.2, but at the pH value normally lying at 6.2 to 7.0 to leave. In this way the risk of slow acid hydrolysis in the sugar is avoided.

Vorteilhaft wird zur Hydrolyse des Zuckers ein im wesentlichen aus alpha-Glukopyranosidase und/oder beta-Fruktofuranosidase bestehendes Enzympräparat verwendet. Zweckmäßig ist das Enzympräparat frei bzw. arm an Transferasen. Es wird entweder in Form einer Lösung in destilliertem oder entsalztem Wasser eingesetzt.Advantageously, an essentially alpha-glucopyranosidase and / or for hydrolysis of the sugar beta-fructofuranosidase uses an existing enzyme preparation. The enzyme preparation is expediently free or poor in transferases. It comes either in the form of a solution in distilled or demineralized water used.

Der invertierte Zucker kann nach dtm Mischen gemahlen, karamelisiert, instantisier' und zu Komprimaten verarbeitet werden. Auch bei Lagerungen des Zuckers über lange Zeit unter Druck tritt keine Klumpenbildung ein.The inverted sugar can be ground after mixing, caramelized, instantized and made into compacts are processed. Even if the sugar is stored under pressure for a long time, it does not occur Clumping a.

AusführungsbeispieleWorking examples

1. 1 kg Weißzucker in der Korngröße von 0,30 bis 23 mm wird mit 2£ ml Enzymlösung vermischt, die durch Auflösen eines alpha-Glukopyranosidase enthaltenden Präparates in entsalztem oder destilliertem Wasser erhalten worden ist Die Aktivität der Eitzymlösung ist so eingestellt, daß pro g Zukker eine Enzymmenge mit einer· Aktivität von weniger als 5 Sumner-Einheiten zur Anwendung gelangt Der pH-Wert der Enzymlösung ist auf einem pH von 6,5 belassen. Man erhält einen »weichen« Zucker mit einem Wassergehalt von 0,25% und einem geringen Invertzuckergehalt von 0,1 bis 5%, je nach Korngröße des Zuckers und der eingesetzten Enzymaktivität1. 1 kg of white sugar with a grain size of 0.30 to 23 mm is mixed with 2 ml of the enzyme solution by dissolving a preparation containing alpha-glucopyranosidase in desalinated or distilled Water has been obtained. The activity of the egg enzyme solution is adjusted so that per g of sugar an amount of enzyme with an activity of less than 5 Sumner units is used The pH of the enzyme solution is left at a pH of 6.5. You get a "soft" Sugar with a water content of 0.25% and a low invert sugar content of 0.1 to 5%, depending on the grain size of the sugar and the enzyme activity used

2. 1 kg Weißzucker, brauner Zucker oder Karamelzucker in der Korngröße von 0,005 bis 030 mm wird mit 10 bis 50 ml Enzymlösung vermischt, die nach Beispiel 1 hergestellt wurde. Je nach dem gewünschten Invertierungsgrad und der vorhandenen Korngröße des Zuckers variiert man die Enzymaktivität von 5 bis über 25 Sumner-Einheiten/g Zucker. Man erhält einen Zucker mit einem Wassergehalt von maximal 5% und einem Invertzuckergehalt von 5 bis etwa 15%.2. 1 kg of white sugar, brown sugar or caramel sugar with a grain size of 0.005 to 030 mm is mixed with 10 to 50 ml of enzyme solution prepared according to Example 1. Depending on what you want With the degree of inversion and the existing grain size of the sugar, the enzyme activity is varied from 5 to over 25 Sumner units / g Sugar. A sugar with a maximum water content of 5% and an invert sugar content of 5 to about 15% is obtained.

Zusammenfassend ergeben sich beim erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber der bekannten Herstellung von Bastardzucker folgende Vorteile:In summary, the method according to the invention results in comparison with the known production of bastard sugar has the following advantages:

1. Das Verfahren ist auch außerhalb der Zuckerkampagne mit jeder Zuckerqüalität durchführbar;1. The process can also be carried out outside of the sugar campaign with any sugar quality;

2. geringe Lagerkosten, da nur kristalliner Zucker gelagert werden muß;2. low storage costs, since only crystalline sugar has to be stored;

3. kein Ablauf mit Invertzucker (erhöhte Melassebildung); 3. no process with invert sugar (increased molasses formation);

4. keine Trocknung erforderlich, trotzdem4. No drying required, anyway

5. geringerer Wassergehalt;5. lower water content;

6. keine Klumpenbildung bei Lagerung;6. no clumping during storage;

7. Einhaltung eines Verhältnisses von 1 :1 von Traubenzucker : Fruchtzucker.7. Adherence to a 1: 1 ratio of glucose : Fructose.

Claims

Claim:

Process for the production of invert sugar containing Granulated sugar with an invert sugar content of up to about 15%, characterized in that that crystalline sugar with a grain size between 0.005 and Z5 mm with one on one pH of 6.2 to 7.0 adjusted solution of the sucrose hydrolyzing enzyme mixed depending on the grain size of the sugar and the desired degree of inversion, the enzyme activity is varied. .