DE2162276B2

DE2162276B2 - Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen von reduzierenden Zuckern und Cyclodextrin freien Saccharose-Stärke-Produkten

Info

Publication number: DE2162276B2
Application number: DE2162276A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Mitsuhashi; Junsuke Okayama Ogasawara; Shigetaka Nara Okada; Naoto Tsuyama
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-16
Filing date: 1971-12-15
Publication date: 1981-07-23
Also published as: US3819484A; CA974470A; BE776816A; NO134356C; SE381886B; IT1049301B; FR2120793A5; NO134356B; DE2162276C3; GB1331389A; DE2162276A1; NL7117254A; CH543590A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen von reduzierenden Zuckern und Cyclodextrin freien Saccharose-Stärke-Produkten durch Einwirkenlassen von Enzymen auf Gemische aus Saccharose und Stärke oder deren Abbauprodukten und Isolierung des erhaltenen Produkts.

Gemische von Dextrinen, die gegebenenfalls Cyclodextrin und Rohrzucker (Saccharose) enthalten, ergeben bei Einwirkung von Cyclodextrin-glucanotransferase (CGT) im wäßrigen Medium hauptsächlich ein Oligosaccharid (Maltooligosylfructose), in welchem die Glucoseeinheiten der Dextrinkette an den Glucoseteil der Saccharose gebunden sind. Der Fructoseteil befindet sich in Endstellung.

Bei der Einwirkung von Cydodextrin-Glucanotransferase aus Bacillus macerans auf eine wäßrige Lösung von Stärke und Zucker wird als Nebenprodukt Cyclodextrin gebildet. Der erhaltene Sirup ist trüb. Wenn man die als Ausgangsmaterial verwendete Stärke durch ein Oligosaccharid ersetzt, das ein Dextroseäquivalent von 15 oder mehr besitzt, kann zwar die Bildung des Cyclodextrins vermieden werden, das so gebildete Produkt enthält jedoch erhebliche Mengen an reduzierenden Zuckern, die das Produkt instabil machen.

Außerdem waren Oligosaccharide bekannt, die eine Fructoseeinheit und mehrere Glucoseeinheiten enthalten. Derartige Oligosaccharide können beispielsweise aus Saccharose durch D-Glucose-Übertragung erhalten werden (J. Stanek et al »The Oligosaccharides«, Seite 133, Academic Press, New York— London, 1965).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von Stärke oder deren Abbauprodukten ein als Süßstoff geeignetes Saccharose-Stärke-Produkt zur Verfugung zu stellen, das im wesentlichen frei von Cyclodextrin und reduzierenden Zuckern ist, gute thermische Stabilität besitzt und in Lösung keine Trübung verursacht.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen von reduzierenden Zuckern und Cyclodextrin freien Saccharose-Stärke-Produkten durch Einwirkenlassen von Enzymen auf Gemische aus Saccharose und Stärke oder deren Abbauprodukten und Isolierung des erhaltenen Produkts, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Gemisch aus Saccharose und einem Dextrin mit einem Dextroseäquivalent von nicht mehr als 10, in weichem das Verhältnis von Saccharose zu Dextrin 2 :1 bis 1:8 beträgt, im wäßrigen Medium bei einem Feststoffgehalt von 15 bis 50 Gew.-% in Gegenwart von Cyclodextrin-Glucanotransferase umsetzt

Wenn Cyclodextrin-Glucanotransferase, beispielsweise aus Bacillus macerans oder Bacillus megaterium, auf verflüssigte (teilweise hydrolysierte) Stärke einwirkt, so wird diese zu Cyclodextrin und Oligosacchariden umgewandelt, wonach die Reaktion zum Abbruch kommt Wenn — wie erfindungsgemäß — das gleiche Enzym auf ein Gemisch von löslicher Stärke und Rohrzucker einwirkt, wird zwar anfänglich ebenfalls Cyclodextrin gebildet dieses wird jedoch in einem späteren Stadium der Reaktion vollständig verbraucht und es wird ein Sirup aus Produkten gebildet, in welchen die Oligosaccharidreste an dem Glucoseteil der Saccharose gebunden sind und kein wesentlicher Anteil an reduzierenden Zuckern zurückbleibt

Die Menge des Cyclodextrins, die sich in der Anfangsstufe der Reaktion bildet, hängt vom Molekulargewicht der verwendeten Stärke und von dem Verhältnis Stärke zu Saccharose in dem Gemisch ab. Die Bildung von Cyclodextrin wird verhindert, wenn man eine Stärke mit einem niedrigeren Molekulargewicht verwendet und wenn man die Saccharosemenge in dem Gemisch erhöht. Da es notwendig ist, verflüssigte Stärke zu verwenden, die nicht zu stark hydrolysiert ist, um die Anwesenheit von reduzierenden Zuckern zu vermeiden, ist die Bildung von Cyclodextrin unausweichlich. Das Cyclodextrin kann aber vollständig verbraucht werden, wenn man bei sonst unveränderten Bedingungen die Reaktionszeit verlängert oder die eingesetzte Menge des Enzyms vergrößert

«to Die optimale Reaktionstemperatur der CGT beträgt 50 bis 60° C. Bei dieser Temperatur werden Stärkehydrolysate mit extrem niedrigem Dextroseäquivalent (DA) abgebaut und die Viskosität des Produktes steigt scharf an. Bei der Verwendung von Stärkehydrolysaten mit sehr niedrigen DÄ.-Werten, wie 5 oder weniger, muß die enzymatische Reaktion innerhalb eines kurzen Zeitraums durchgeführt werden, um die rückläufige Reaktion des Stärkehydrolysats und die Verunreinigung des Produktes mit nichtumgesetzter Stärke zu verbinde dem. Das Cyclodextrin, das unvermeidbar gebildet wird, wird in Saccharose umgewandelt. Dieser erscheint in den letzten Stufen der Reaktion, so daß der zuletzt erhaltene Sirup nicht trüb ist.
Stärkehydrolysate mit niedrigen DÄ.-Werten, die verzweigte Saccharide enthalten, können nur durch die Verzweigung aufhebende Enzyme, wie Pullurase, erhältlich aus Aerobacter aerogenes, oder Isoamylase, erhältlich aus Pseudomonas amylodermosa, in Polysaccharide mit geraden Ketten umgewandelt werden. Die Umwandlung der Saccharose in ein Oligosaccharid mit einem Fructoseteil und einer Kette von Glucoseteilen, die an die Fructose gebunden sind, wird durch die Umwandlung der verzweigten Polysaccharide in gerade Ketten erhöht.

t>5 Wenn das Reaktionsgemisch relativ wenig lösliche Stärke enthält, dann setzt sich ein erheblicher Teil der vorhandenen Saccharose nicht um, das Verhältnis zwischen der an Oligosaccharid-Ketten gebundenen

Saccharose und das Umwandlungsverhältnis nehmen ab. In diesem Fall gewinnt der Geschmack der Saccharose Ober die SuSe der erfindungsgemäßen Verbindung die Oberhand.

Wenn die Saccharose und das Stärkehydrolysat am Anfang in gleichen Mengen vorhanden sind, dann werden 50 bis 70% der Saccharose umgewandelt und das erhaltene Produkt besitzt die Süße und den angenehmen Geschmack des erfindungsgemäßen Süßstoffes. Wenn die Menge der Stärke weiter erhöht wird, dann steigt die Umwandlungsrate der Saccharose über 60% an, wobei aber des Molekulargewicht des Produktes ansteigt und die Süße sich bis zu einem gewissen Ausmaß vermindert Dies ist auf den Mangel an ausreichender Saccharose als Akzeptor für die Oligosaccharid-Ketten zurückzuführen. Bei diesen Bedingungen ist es weiterhin notwendig, die Menge des verwendeten Enzyms zu erhöhen und/oder die Reaktionszeit zu verländern, um das anfänglich als Nebenprodukt gebildete Cyclodextrin vollständig zu verbrauchen. Auf diese Weise wird ein Sirup erhalten, der weniger süß ist als ein aus gleichen Mengen von Saccharose und Stärke erhaltener. Es ist jedoch viskoser, besitzt eine ungleich höhere thermische Stabilität und ist von reduzierenden Zuckern frei.

Die Menge der während der enzymatischen Reaktion in dem wäßrigen Gemisch vorhandenen Feststoffe beeinflußt die Eigenschaften des Endproduktes. In einem Substrat, dessen Feststoffe aus gleichen Mengen von Saccharose und Stärke bestanden, betrug bei einem Feststoffgehalt des Substrats von 15% die Umwandlungsrate 40%. Wenn bei sonst gleichen Bedingungen der Feststoffgehalt des Substrats auf 50% erhöht wurde, dann betrug die Umwandlungsrate 50 bis 70%. Demgemäß ist die vorteilhafteste Konzentration des Stärkehydrolysate oder des Dextrins 20 bis 30%.

Die bei dem Verfahren der Erfindung verwendeten Enzyme leiten sich von enzymbildenden Stämmen von B.macerans und Bjnegaterium ab. Beispiele hierfür sind Bacillus macerans IFO 3490 und IAM 1227 (ATTC 8244), 17-A-Stämme, die Bacillus macerans ähneln, und Bacillus megatenum var-Stämme ATCC 21 737 (FERM

-> P 935), ATCC 21 738 und ATCC 21 73S. Es können auch Enzyme verwendet werden, die von anderen Stämmen gebildet worden sind. Die vorstehend genannten Stimme sind bekannt

Die Wirkungen der von verschiedenen Stämmen

ίο gebildeten Enzyme sind in Tabelle I gezeigt Das Enzym der 17-A-Stämme wurde erhalten, indem eine Kulturbrühe mit einer Aktivität von 350 Einheiten/ml (Tilden — Hudson) auf 53 Einheiten/ml verdünnt wurde und 1 ml der verdünnten Brühe zu dem Substrat je Gramm Stärke gegeben wurde. Das Enzym von B. megatenum var-Stamm ATCC 21 737 wurde erhalten, indem die Brühe l,75fach verdünnt wurde. Die Kulturbrühe von ATCC 21 739 wurde für die gleiche Aktivität unverdünnt verwendet Jedes Fermentationsgemisch wurde auf einen optimalen pH-Wert von 5,5 eingestellt

Alle Substrate enthielten 50% Feststoffe. Die Verhältnisse Saccharose zu Stärke sind in der Tabelle angegeben. In jedem Falle wurde bei Reaktionszeiten von zwei Tagen (ungefähr 48 Stunden) bei 55° C gearbeitet. Die Tabelle gibt die Menge an reduzierendem Zucker im Produkt als prozentualer Bruch des vorhandenen Gesamtzuckers an. Das Umwaodlungsverhältnis ist in Prozent ausgedrückt

i» Bei den angegebenen Bedingungen war das Cyclodextrin vollständig verschwunden. Das Umwandlungsverhältnis wurde errechnet, indem das Fermentationsgemisch durch eine papierchromatographische Untersuchung auf die Fructose untersucht wurde. Das Cyclodextrin wurds in ähnlicher Weise durch papierchromatographische Untersuchungen bestimmt und anhand der Farbreaktion mit Jod bestimmt.

Tabelle I	: Stärke 17-A	Umwandlungs verhältnis	ATCC 21739	Umwandlungs verhältnis	ATCC 21737	Umwand lungsver hältnis
Saccharose	red. Zucker	37,7	red. Zucker	43,6	red. Zucker	45,5
	1,05	47,0	0,83	50,0	0,88	49,5
2: 1	0,99	58,1	0,82	60,1	0,85	58,8
3:2	1,05	73,3	1,06	74,0	1,01	74,0
1: 1	1,10	83,2	1,02	85,0	0,89	84,2
1 :2	1,11	88,0	1,12	90,2	0,99	89,1
1:4	1,13	88,0	1,40	91,1	1,24	90,0
1:6	1,25		1,47		1,37
1 :8

Wenn die vorhandenen Feststoffe auf 25%, bestehend aus gleichen Mengen von Stärke und Saccharose vermindert wurden, dann betrugen die Werte für den reduzierenden Zucker bei den drei Stämmen 1,10, 1,06 bzw. 1,19%. Die Umwandlungsverhältnisse waren in diesem Fall 49,7, 54,9 und 52,7%. In jedem Fall konnten Spuren von Cyclodextrin festgestellt werden. Bei einer Feststoffkonzentration von 16,7% (Verhältnis Rohrzukker : Stärke = 1:1) betrugen die Werte für den reduzierenden Zucker 1,28,1,18 und 0,91%. Die Umwandlungsverhältnisse waren in diesem Fall 41,3, 43,7 und 45,6%. In jedem der drei Reaktionsgemische fanden sich signifikante, obgleich geringe Mengen von Cyclodextrin. Diese Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit von höheren Enzymkonzentrationen oder von längeren Reaktionszeiten.

Die oben im Zusammenhang mit der Tabelle I beschriebenen Vergleichsversuche wurden mit den Kulturbrühen der Mikroorganismen durchgeführt. Es wurden die gleichen oder praktisch analoge Ergebnisse

erhalten, wenn Enzymzubereitungen verwendet wurden, die durch Aussalzen aus der Brühe und durch weitere Reinigung und Konzentration, beispielsweise durch Ausfällung des Enzyms mit einem wassermischbaren Lösungsmittel, auf die übliche Weise erhalten wurden. Die Wirkungen der einzelnen ßrühen können zwar etwas unterschiedlich sein, doch sind diese Unterschiede lediglich quantitativem Natur, die durch Variierung der verwendeten Mengen kompensiert werden können.

Die verwendete lösliche Stärke kann von jeder beliebigen Herkunft sein. Getreidestärke, wie Maisstärke oder Weizenstärke, ist Knollen- oder Wurzelstärke äquivalent Beispiele für letztere sind die Stärken, die aus Kartoffeln, Süßkartoffeln, Maniok und Sago erhalten werden. Aus den rohen Stärken können durch Säurehydrolyse oder durch Verwendung von Enzymen lösliche oder verflüssigte Stärken erhalten werden. Durch Enzyme, beispielsweise «-Amylase, verflüssigte Stärke wird bevorzugt, da sie einen geringeren Bruchteil von Oligosacchariden mit niedrigem Molekulargewicht enthält. Erfindungsgemäß wird ein Stärkehydrolysat mit einem Dextrose-Äquivalent (DA.) von 10 oder weniger verwendet Zur Vermeidung von reduzierenden Eigenschaften werden DA-Werte von 0,5 bis 5 bevorzugt.

Ein Anfangsgemisch aus Saccharose und Stärke im Verhältnis 1 :1 ergibt einen intensiv süßen Sirup. Wenn die höhere Viskosität und eine hohe thermische Stabilität wichtiger sind als die Süße, dann können mit einem Teil Saccharose soviel wie 10 Teile Stärke kombiniert werden. Beim Fehlen gegenteiliger Angaben sind sämtliche Teile hierin auf das Gewicht bezogen. Bei einem hohen Verhältnis von Stärke zu Saccharose ist es notwendig, mehr Enzym zu verwenden oder die Reaktionszeit zu verlängern, um eine vollständige Zersetzung des Cyclodextrins zu erhalten. Es ist am vorteilhaftesten, eine Anfangskonzentration der Feststoffe von etwa 50% aufrechtzuerhalten. *

Die Reaktionstemperatur und der pH-Wert werden entsprechend dem verwendeten spezifischen Enzym

Tabelle 11

ausgewählt Ein pH-Bereich von 4,5 bis 8,0 und eine Temperatur von 45 bis 60° C sind dür Enzyme aus den Stämmen 17-A oder ATCC 21 737 am besten. Die Reaktionszeit hängt von der Enzymaktivität ab.

Es wird bevorzugt die Enzymkonzentration so auszuwählen, daß die Reaktion innerhalb von zwei Tagen unter einem vollständigen Verschwinden des unlöslichen Cyclodextrins beendet ist

Die durch die Enzymeinwirkung erhaltene Lösung

ιό wird zur Inaktivierung des Enzyms erhitzt Sodann wird sie, bevor sie für Nahrungsmitte; verwendet wird, in herkömmlicher Weise gereinigt Eine typische Methode hierfür ist die Behandlung mit Aktivkohle und die anschließende Entfernung der Kationen durch Ionenaustauscher. Auf diese Weise wird ein farbloser, transparenter und geruchloser Stärkesirup erhalten, welcher zur Erhöhung der Viskosität zum Teil eingedampft werden kann oder zur Herstellung eines wasserlöslichen Pulvers sprühgetrocknet werden kann.

Die Zusammensetzung des Produktes variiert je nach dem Verhältnis des Stärkehydrolysats und der Saccharose im Substrat Das Produkt besteht hauptsächlich aus Maltooligosylfructose und aus geringen Mengen von Rohrzucker und Oligosacchariden. Tabelle H gibt die Zusammensetzung der Produkte an, die bei sonst gleichen Bedingungen erhalten wurden, wenn das Verhältnis Saccharose zu Stärke von 2:1 bis 1:4 variierte. Die reduzierenden Zucker und die Umwandlungsverhältnisse werden in Prozent wie in Tabelle I

jo angegeben. (GFR) gibt den gesamten prozentualen Gehalt der G!ucose, der Fructose und der Saccharose an. (A) bedeutet die umgewandelten Saccharide mit einem Polymerisationsgrad (GP) von weniger als 9, (B) die umgewandelten Saccharide mit einem GP von 9

3"> oder mehr. (O) bedeutet die Oligosaccharide. Diese Angaben stellen Gewichtsprozent dar. Die Süße wurde allmählich von sehr süß bei einem Saccharose-zu-Stärke-Verhältnis von 2 :1 bis zu einer sehr geringen Süße bei sehr viskosen Sirupen, erhalten mit einem Verhältnis

•to von 1 :4, vermindert.

Saccharose: Stärke Red. Zucker

Umwandlungsverhältnis (GFR)

(A)

(B)

2: 1
1 : 1
1 :2
1 :4

0,85	43,5
1,01	58,3
1,03	72,0
1,15	85,0

Das Umwandlungsverhältnis wird in günstiger Weise verändert, wenn zu der Stärke vor der Saccharifizierungsreaktion Amylopectin-1,6-Glucosidass zugegeben wird.

Die in erste Linie durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildeten Saccharose-Stärke-Sirupe und die aus diesen Sirupen erhaltenen trockenen Pulver enthalten als Hauptbestandteile neue Oligosaccharide, in denen das Verhältnis von Glucose zur Fuctose von 1:1 bis 9 :1 oder sogar höher variieren kann und die keine Signifikaten reduzierenden Eigenschaften zeigen. Die Süße kann so stark wie bei der gleichen Gewichtsmenge von Saccharose sein. Sie hat jedoch einen etwas verschiedenen Charakter, der von den meisten Leuten als angenehmer erachtet wird. Aufgrund 50,7
63,5
70,2
75,0

5,3 4,5 3.3 3,0

der Abwesenheit von signifikanten Mengen von reduzierenden Zuckern sind die erfindungsgemäßen Verbindungen thermisch stabil und auch in Gegenwart von Stickstoffverbindungen, die sich unter Bildung mit gefärbten Produkten der Maillard-Reaktion umsetzen, stabil. Sie zeigen die Strecker'sche Reaktion nicht.

bo Obleich sie von Dextrin mit hohem Molekulargewicht frei sind, können sie viskose Lösungen bilden, die für viele Nahrungsmittelprodukie erwünscht sind. Sie besitzen, wenn sie aus einem stärkereichen Gemisch hergestellt werden, eine ungewöhnlich hohe thermische

tn Stabilität.

Wenn man bei vergleichbaren Bedingungen eine Saccharoselösung einen aus gleichen Mengen Stärke und Saccharose gemäß der Erfindung erhaltenen Sirup.

eine Gluccselösung und eine Stärkelösung mit einem DA.-Wert von 40 der Maillard-Reaktion mit Polypepton 10,30 und 50 Minuten unterwirft und die Absorption der Reaktionsprodukte bei 480 ιτιμ bestimmt, dann werden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle	III	Saccharose	Sirup	DA. 40	Glucose
	0,0 0,03 0,08	0,018 0,088 0,265	0,205 0,88 >2	1,08 >2 >2
10 min. 30 min. 50 min.

Bei einem 30minütigen Erhitzen der vier in labeiie ill angegebenen Lösungen auf 100°, 120° und 130° C und bei Messung der Absorptionswerte bei 480 πιμ werden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle IV

Saccharose Sirup

DA. 40

Glucose

100 C	0,0	0,0	0,0	0,0
120 C	0,03	0,088	0,88	>2
130 C	0,375	0,700	>2	>2

Die aus Gemischen mit einem hohen Saccharosegehalt gemäß der Erfindung hergestellten Produkte haben einen niedrigen Polymerisationsgrad und eine hohe Süße. Bei gleicher Süßkraft sind die Lösungen viskoser als diejenigen von Saccharose. Wenn das Verhältnis von Zucker zu Stärke abnimmt, dann wird die Süße vermindert und die Viskosität wird weiter erhöht Beide Eigenschaften sind für Nahrungsmittel von vielen Arten wertvoll. Beispiele hierfür sind Konfekt, Schokolade, Karamel, Biskuits, Zuckerwerk, Brot, Schaumkuchen und andere Bäckerprodukte sowie kondensierte, eingedampfte und pulverförmige Milch, Instant-Nahrungsmittel vieler Arten, Soft-Getränke, die carbonisiert sein können oder nicht, Instant-Kaffee, Fruchsäfte, Milchsäuregetränke, wie Buttermilch und Joghurt, Eiscreme, Brauselimonade, Eisspeisen, Instant-Suppen und alle Arten von Büchsen-Lebensmittel.

Die erfindungsgemäßen Siruptypen können entsprechend den Werten der Süße und der Viskosität ohne weiteres für die jeweilige Anwendung ausgewählt werden. Sirups mit einem Feststoffgehalt von 70% wurden gemäß der Erfindung aus 1 :1-Gemischen von Saccharose und Stärke und aus Stärke mit hohem Maltosegehalt hergestellt Bei 22, 40 und 60° C hatten die Sirupe Viskositäten von 1380, 386 und 153 cp. Dagegen hatten Sirups aus Stärke mit hohem Maltosegehalt Viskositäten von 1000,233 und 131 cp.

Konfektwaren, die durch Eindampfen des genannten Sirups zur Trockne bei 140° C erhalten worden waren, waren weniger hygroskopisch als solche, die aus dem obengenannten Sirup von Stärke mh hohem Maltosegehalt oder aus einem Stärkesirup mit DA.-Werten von 43 erhalten wurden. Die einzelnen Ansätze der Konfektwaren wurden bei 30⁰C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit Ober gleiche Zeiträume gelagert Die Zunahme der bedeckten Oberfläche bei jedem Konfektteil wurde nach der gleichen Versuchszeit bestimmt Dabei betrug die Zunahme der Oberfläche bei Verwendung der erfmdungsgemäßen Produkte nur einen Bruchteil wie bei der Verwendung der anderen Produkte. Aufgrund der niedrigen Hygroskopizität bei relativ hohem Polymerisationsgrad sind die erfindungsgemäßen Oligosaccharide wirksame Dispergierungs- und Stabilisierungsmittel für Nahrungsmittel. Sie verhindern die Kristallisation in Nahrungsmitteln mit einem hohen Gehalt von kristallisierbarer Glucose oder von Rohrzucker, wie in harten Konfektwaren. Aus derzeit noch nicht vollständig bekannten Gründen verbessern sie die

ίο Textur und die Lagerungsfähigkeit von Backwaren sowie das Aroma von Fruchtgetränken. Sie stabilisieren das Protein in Milchsäuregetränken, wie Buttermilch.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.
Die Menge des Enzyms ist in allen Beispielen auf 1 g Stärke bezogen. Als Enzym wurde in jedem Fall Cyciodextrin-giucanotransferase verwendet in aiien Beispielen sind die Mengen an Saccharose in Prozent oder Teilen, bezogen auf Stärkefeststoffe, angegeben.

Beispiel 1

20 Teile lösliche Stärke und 20 Teile gepulverte Saccharose wurden in 60 Teilen Wasser aufgelöst Der pH-Wert der Lösung wurde bei 60° C auf 5,5 eingestellt Zu der heißen Lösung wurde ein aus einer Kultur von 17- Α-Stämmen ausgesalztes Enzym in einer Menge von 53 Tilden-Hudson-Einheiten je Gramm Stärke zugege ben. Das Gemisch wurde zwei Tage inkubiert Danach war das am Anfang in der Lösung vorhandene Cyclodextrin vollständig verschwunden, was aus der

jo negativen Jodreaktion hervorgeht

Die Brühe wurde mit Aktivkohle entfärbt und bei niedriger Temperatur mit einem Ionenaustauscher gereinigt. Die auf diese Weise erhaltene gereinigte Flüssigkeit wurde teilweise zu einem Sirup eingeengt.

Dieser war farblos, transparent und geruchlos. Er hatte eine intensive Süße, die sich in charakteristischer Weise von derjenigen von Saccharosesirup unterschied. Es wurde gefunden, daß das Umwandlungsverhältnis mehr als 60% betrug.

Bei der weiteren Eindampfung des Sirups durch direktes Erhitzen, um praktisch das gesamte vorhandene Wasser zu entfernen, wurden farblose, harte Süßwaren erhalten, die vollkommen transparent waren. Sie hatten eine niedrige Hygroskopizität und eine angenehme starke Süße.

Beispiel 2

- Eine aus gereinigter Kartoffelstärke hergestellte, 35%ige Stärkeaufschlämmung in Wasser wurde mit

st 0,2% Amylpectin-«-l,6-Glucosidase vermischt Das Gemisch wurde bei 90° C und einem pH-Wert von 6,0 gehalten, bis das Dextrose-Äquivalent (DA.) des Hydrolysate 5 betrug. Die verlüssigte Stärke wurde sodann mit warmem Wasser auf einen Feststoffgehalt von 20% verdünnt und mh gepulverter Saccharose in einer Menge von 150% der Stärke versetzt Das Gemisch enthielt demnach 30 g Saccharose auf 20 g Dextrin und hatte einen Gesamtfeststoffgehalt von 50% und ein Verhältnis Saccharose zu Dextrin von 3:2.

Nach dem Einstellen des pH-Wertes auf 53 und der Temperatur auf 57°C wurden 25 Einheiten gereinigte CGT. aus T-5 je Gramm vorhandener Stärke zugegeben. Die Brühe wurde zwei Tage »kubiert Danach wurde das Enzym durch Erhitzen inaktiviert Nach der Reinigung wie in Beispiel 1 wurde eine farblose Lösung erhalten. Diese war extrem süß. Durch ein längeres Erhitzen wurde sie nicht beeinträchtigt Das Umwandhingsverhältnis betrog 58%.

Beispiel 3

Eine wäßrige Aufschlämmung von 35% Maisstärke (hergestellt aus gereinigter Maisstärke und Wasser) wurde auf einen pH-Wert von 6,0 eingestellt. Es wurden 0,2% Amylopectin-«-1,6-Glucosidase (bezogen auf die feste Stärke) zugegeben. Die Stärke wurde auf einen DA,-Wert von 3 durch kurzes Erhitzen auf 90 bis 95° C unter Rühren verflüssigt. Es wurde ein Teil Saccharose auf 7 Teile Stärke zugesetzt, um den Feststoffgehalt auf 40% zu bringen. Der Gesamtfeststoffgehalt von 40% bestand aus 5 Teilen Saccharose auf 35 Teile Dextrin. Das Verhältnis Saccharose zu Dextrin betrug demnach 1 :7. Der pH-Wert der Lösung wurde auf 5,5 und die Temperatur auf 60⁰C eingestellt. Hierzu wurden 55 Einheiten CGT. je Gramm Feststoffe in Form einer Kulturbrühe von 17-A-Stämmen zugesetzt. Das Gemisch wurde drei Tage inkubiert Danach war das Cyclodextrin verschwunden. Das Enzym wurde durch Erhitzen inaktiviert. Die Brühe wurde wie in Beispiel 1 gereinigt und teilweise eingedampft. Der erhaltene Sirup zeigte ein Umwandlungsverhältnis von mehr als 90%. Er war nicht so süß wie die Produkte der Beispiele 1 und 2 und besaß eine höhere Viskosität. Er war bei erhöhten Temperaturen noch stabiler. Das durch vollständiges Trocknen erhaltene feste Produkt zeigte wenig Hygroskopizität.

Beispiel 4

Eine 30%ige Aufschlämmung von gereinigter Kartoffelstärke in Wasser wurde mit 0,2% des oben beschriebenen Enzyms, bezogen auf das Gewicht der Stärke, vermischt. Das Gemisch wurde bei einem pH-Wert von 6,0 und bei einer Temperatur von 90 bis 93° C gehalten, um die Stärke zu einem DA.-Wert von 10 zu verflüssigen. Das Gemisch wurde mit warmem Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von etwa 17% verdünnt, sodann abgekühlt und mit Saccharose versetzt, um den Gesamtfeststoffgehalt auf 50% zu bringen. Das Gemisch enthielt 33 Teile Saccharose auf 17 Teile Dextrin (Verhältnis Saccharose zu Dextrin 2:1) und hatte einen Gesamtfeststoffgehalt von 50%. Hierauf wurden der pH-Wert und die Temperatur auf 5^ bzw. 55⁰C eingestellt In einer Menge von 55 Einheiten je Gramm Stärke wurde ein Enzym zugegeben, das aus einer Brühe von Τ-26-Stämmen ausgesalzt worden war. Die Fermentation erfolgte durch zweitätige Inkubierung.

Die Brühe wurde wie in den vorstehenden Beispielen ausgearbeitet. Auf diese Weise wurde ein intensiv süßer, farbloser und transparenter Sirup erhalten, der 4% reduzierenden Zucker, bezogen auf den gesamten vorhandenen Zucker, enthielt. Die Süße, die reduzierenden Eigenschaften und die thermische Stabilität waren aber immer noch besser als bei einem Sirup, der durch ίο Stärkehydrolyse hergestellt worden war. Das Umwandlungsverhältnis betrug 45%.

Beispiel 5

Eine 30%ige Aufschlämmung von gereinigter Maisstärke in Wasser wurde durch Erhitzen auf 170° C und durch Einstellen des pH-Werts auf 5,0 zu einem DA.-Wert von 2 geliert. Dann wurde die Lösung mit warmem Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von etwa 20% verdünnt. Es wurde eine der Menge der Stärke entsprechende Saccharosemenge zugesetzt, um den Feststoffgehalt auf etwa 40% zu erhöhen. Der Gesamtfeststoffgehalt von 40% bestand aus 20 Teilen Saccharose auf 20 Teile Dextrin (Verhältnis 1:1). Das Gemisch wurde auf einen pH-Wert von 5,5 und eine Temperatur von 55° C eingestellt. Je Gramm Stärke wurden 50 Einheiten CGT, aus 17-A, zugesetzt. Die Brühe wurde 2,5 Tage inkubiert, wonach sie zu einem gereinigten Sirup wie in den vorstehenden Beispielen aufgearbeitet wurde. Der Sirup wurde auf eine Konzentration von 60% eingeengt und aus einer Düse in einen Luftstrom von 150°C versprüht Das durch das Sprühtrocknen erhaltene Pulver enthielt immer noch 3% Feuchtigkeit. Es hatte eine angenehme Süße und einen angenehmen Geschmack und es war praktisch von reduzierenden Zuckern frei.

Bei einer Modifizierung dieser Arbeitsweise wurde die gelierte Stärkelösung von 170° C auf 55° C abgekühlt und auf einen pH-Wert von 5,5 eingestellt Danach wurden je Gramm Stärke 20 Einheiten Pulluranase zugegeben, um die verzweigten Ketten des Amylopectins in der Stärke in lineare Ketten umzuwandeln. Danach wurde das CGT-Enzym und die Saccharose wie oben zugegeben. Die Viskosität des Reaktionsgemisches war niedriger als ohne die Behandlung mit Pulluranase. Das Umwandlungsverhältnis war erhöht

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen von reduzierenden Zuckern und Cyclodextrin freien Saccharose-Stärke-Produkten durch Einwirkenlassen von Enzymen auf Gemische aus Saccharose und Stärke oder deren Abbauprodukten und Isolierung des erhaltenen Produkts, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus Saccharose und einem Dextrin mit einem Dextroseäquivalent von nicht mehr als 10, in welchem das Verhältnis von Saccharose zu Dextrin 2:1 bis 1:8 beträgt, im wäßrigen Medium bei einem Feststoffgehalt von 15 bis 50 Gew.-% in Gegenwart von Cyclodextrin-glucanotransferase umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dieses mit Cyclodextrin-glucanotransferase durchführt, die aus Bacillus macerans oder Bacillus megaterium gewonnen worden ist.

3. Verwendung von nach Anspruch 1 oder 2 erhaltenen Saccharose-Stärke-Produkten als Süßstoff.

4. Verwendung nach Anspruch 3 als Süßstoff für Nahrungsmittel.