DE2532005C2 - Verfahren zur Herstellung von verzuckerten Stärkeprodukten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von verzuckerten StärkeproduktenInfo
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Description
pH-Wert von 3,0 bis 9,0 sowie eine Zugabe von Taka-Amylase A in einer Menge von einer bis mehreren
Einheiten dextrinogener Aktivität je Gramm verzuckerten Stärkehydrolysats, bezogen auf Trockengehalt,
bevorzugt und die Zugabe der Taka-Amylase A kann entweder während der Verzuckerung des Stärkehydrolysates
oder danach erfolgen. Auch kann die Taka-Amylase A zusammen mit einem maltogenen Enzym oder
maltogenen Enzymen auf das verzuckerte Stärkehydrolysat einwirken gelassen werden oder nach der Verzukkerung
des verzuckerten Stärkehydrolysates mit einem maltogenen Enzym oder mit maltogenen Enzymen.
In diesem Zusammenhang ist unter maltogenem Enzym ein Enzym zu verstehen, das Maltose aus Stärke
bildet, jedoch keinen Abfall in der Maltosereinheit verursacht
Durch den Einsatz der Taka-Amylase A wird die in dem verzuckerten Stärkehydrolysat vorhandene Maltotriose,
die eine weitere Erhöhung der Maltosereinheit verhindert, zersetzt, so daß die Maltosereinheit des
Endproduktes beträchtlich verbessert wird.
Die erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukte werden anschließend erhitzt, um die Enzyme bzw. das Enzym zu
inaktivieren, filtriert, mit Aktivkohle entfärbt und mit Ionenaustauschern einer Entionisierung unterworfen.
Sirup, kristalline und pulverförmige Produkte werden in Ausbeuten von 96 bis 99%, bezogen auf das Stärkehydrolysat
nach Konzentration, erhalten.
Die für die Bestimmung der enzymatischen Aktivität und die quantitative Zuckerbestimmung angewandten
Verfahren werden im folgenden beschrieben.
Bestimmung der dextrinogenen Aktivität
Ein Gemisch aus 5 ml einer l%igen (Gewicht zu Volumen) Lösung von löslicher Stärke und 4 ml einer 0,1 m
Acetatpufferlösung vom pH 5,3 wurden in einem Reagenzglas auf 400C vorerhitzt, unter Rühren mit 1 ml einer
enzymatischen Lösung versetzt und das Ganze bei 400C reagieren gelassen. In Abständen wurden 0,5 ml Proben
entnommen und durch Zugabe von Anteilen von 0,5 ml einer 0,002 η Jod-Jodkalilösung, die vorher hergestellt
worden war, eingefärbt Es wurde die Zeit bestimmt, die eine bestimmte Probe benötigte, bis ihre Färbung der
Standardfärbung einer 0,1 η Jod-Jodkalilösung entsprach. Als eine Einheit der dextrinogenen Aktivität wurde die
Fähigkeit angesehen, die zu der äquivalenten Färbung nach lOminütiger Umsetzung führte.
Bestimmung der Maltotriase-Aktivität (Aktivität der Maltotriosezersetzung)
10 ml einer 0,1 m Acetatpufferlösung vom pH 6,0 mit einem Gehalt von 0,55% (Gewicht zu Volumen) Maltotriose
wurde mit 0,5 ml einer enzymatischen Lösung zersetzt und das Ganze bei 40° C inkubiert. Die Glucosebildung
je ml Umsetzungsgemisch wurde gemäß der Glucose-Oxidase-Methode (J. B. Lloyd und W. J. Whelan:
»Anal. Biochem.«, 30,467 [1969]) bestimmt, und die Enzymmenge, die die Hydrolyse von einem μπιοί Maltotriose
bei 400C während einer Minute hervorrief, wurde als eine Maltotriaseeinheit bezeichnet.
Maltase-Aktivität (Maltosezersetzungsaktivität)
Die quantitative Bestimmung und die Berechnung wurden analog ausgeführt, wie für die Maltotriaseaktivität
beschrieben, mit der Abweichung, daß Maltotriose durch Maltose ersetzt wurde.
Quantitative Zuckerbestimmung
Entwickelte Papierchromatogramme, die gemäß der in »Sugar Handbook«, S. 686—687, Herausgeber Hamaguchi
und Sakurai, Verlag Asakura Shoten Inc., Tokyo, Japan (1964) beschriebenen Methode erhalten worden
waren, wurden in die einzelnen Bestandteile zerlegt, die quantitativ nach der Anthronmethode bestimmt und in
Prozenten ausgedruckt wurden.
Die im Handel erhältliche Taka-Amylase A kann so, wie sie ist, oder nötigenfalls nach Reinigung verwendet
werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von experimentellen Ergebnissen näher erläutert.
Versuch 1
Als Substrat wurde ein im Handel erhältliches Stärkehydrolysat mit hoher Maltosereinheit in einer Konzentration
von 0,2 bis 40% verwendet. Die Ergebnisse, die durch Verzuckerung des Hydrolysates durch Zugabe von
Alpha-Amylase in einer Menge von 50 dextrinogenen Aktivitätseinheiten je Gramm Feststoff bei pH 6,0 und
400C während 20 h erhalten wurden, sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.
Malz-Alpha-Amylase wurde nach dem Verfahren von S. Schwimmer und A. K. Balls (J. Biol. Chem., 179,1063
[1949]) hergestellt.
Die bakterielle verflüssigende Alpha-Amylase, die bakterielle saccharogene Alpha-Amylase und die Taka-Amylase
A, die in den Versuchen und Beispielen verwendet wurden, waren kristalline Handelsprodukte.
Quelle für
Alpha-Amylase
Alpha-Amylase
Maltotriase-Aktivität/
Dextrinogene
Aktivität
Dextrinogene
Aktivität
Stärkehydrolysat
Konzentration, %
Konzentration, %
Zuckerzusammensetzung, % Gi G2 G}
Wirksamkeit
Dext
kein Zusatz
Taka-Amylase A,
kristallin
kristallin
kein Zusatz
0,031!
0,031!
Bakterielle
verflüssigende
alpha-Amylase,
kristallin
verflüssigende
alpha-Amylase,
kristallin
Bakterielle
saccharogene
alpha-Amylase,
kristallin
saccharogene
alpha-Amylase,
kristallin
MaIz-Alpha-Amylase
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0,4 0,5 0,9 0,7 0,8 0,4
73,7 77,0 68,6 64,4 64,5 60,3
90,5
91,7
934
94,6
93,8
94,8
94,0
93,2
93,0
923
90,8
934
94,6
93,8
94,8
94,0
93,2
93,0
923
90,8
90,3
90,8
90,9
90,7
89,9
90,7
90,8
90,9
90,7
89,9
90,7
23,5
20,1
28,7
31,7
29,6
32,0
20,1
28,7
31,7
29,6
32,0
90,6
90,7
90,6
90,7
90,6
7,4
5,8 3,2 1.0 1,8 0,7 0,9 1.2 13 1,4 22
7,6 6,7 6,8 6,6 7,4 6,8
1,3 1,0 0,8 1,5 23 3,0
6,8 6,7 6,3
1,7
1,7
13 1.6 1,5 1,1 1,4 1,4 13 1,6 1,7
1,7 2,0 1,4 2,0 1,9 2,1
1,5 1,9 1,9 2,4 3,6 4,7
1,7 1,4 1,7
*) Die Meng; an verwendetem Enzym betrug 10 Einheiten je Gramm festen Stärkehydrolysate.
Anmerkung: In der Tabelle und in der Beschreibung bedeuten Gi Glucose, G2 Maltose, G3 Maltotriose, Dext Dextrine mit
einem Molekulargewicht, das gleich dem oder höher als das von Maltotetraose ist, + als wirksam bestimmt, ± schwierig
bestimmbar durch die Zuckerzusammensetzung und — als ungünstig bestimmt.
Wie aus der Tabelle I hervorgeht, wurde bei Verwendung von bakterieller, verflüssigender Alpha-Amylase
mit einem m/d-Verhältnis von unter 0,001, bakterieller saccharogener Alpha-Amylase mit einem m/d-Verhältnis
von 0,5580 oder Malz-Alpha-Amylase mit einem m/d-Verhältnis von 0,00047 keine Erhöhung der Maltosereinheit
über das Ausmaß erzielt, das bereits im Stärkehydrolysat vorhanden war. Insbesondere wurde bei Verwendung
von bakterieller saccharogener Alpha-Amylase eine beträchtliche Verminderung der Maltosereinheit
erzielt.
Im Gegensatz dazu wurde bei Verwendung von handelsüblicher Taka-Amylase A (m/d-Verhältnis 0,0311)
eine beträchtliche Erhöhung der Maltosereinheit in den verzuckerten Stärkeprodukten, die durch Einwirkung
der Enzyme auf Stärkehydrolysat erhalten worden waren, erzielt.
Versuch 2
Die im Versuch 1 verwendete Taka-Amylase A wurde in Mengen von 50 Einheiten dextrinogener Aktivität
des Enzyms je Gramm Stärkehydrolysat-Feststoff 10%igen wäßrigen Lösungen von Stärkehydrolysaten mit
unterschiedlichen Zuckerzusammensetzungen zugesetzt, worauf die Gemische bei pH 6,0 und 450C 24 Stunden
lang umgesetzt wurde, um die Wirkungen der Enzyme zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in Tabelle H
7iisammpn«Tpfaßt.
| G2 | G3 | Dext. | 25 32 | 005 | G3 | Dext. | Maltose | |
| Tabelle II | 43,0 | 14,3 | 35,1 | 12,6 | 32,4 | bildung, % *) | ||
| 52,0 | 14,0 | 31,2 | 11,5 | 26,7 | ||||
| 74,0 | 13.5 | 11,0 | Zusatz | 9,5 | 9,0 | 18,9 | ||
| 81,8 | 8.1 | 8,8 | G, | G2 | 4,3 | 7,4 | 22,1 | |
| 87,9 | 7,5 | 3,7 | 9,3 | 45,7 | 1,9 | 3,1 | 22,2 | |
| Zuckerzusammensetzung, % | 92,5 | 5,1 | 2,0 | 6,7 | 55,1 | 1,1 | 1,1 | 40,7 |
| kein Zusatz | 94,5 | 4,1· | 1,0 | 4,5 | 77,0 | 0,8 | 0,9 | 49,3 |
| G1 | ι. 1--1J μ. (G2-Gehalt nach | 3,2 | 85,1 | Umsetzung minus G2-Gehalt vor Umsetzung) · f ;*_f lakilt mirtl·· I IrM fat*vi ins* |
100 | 58,8 | ||
| 7,6 | 3,4 | 91,6 | 53,7 | |||||
| 2,8 | 2,3 | 95,5 | ||||||
| 1,5 | 1,6 | 96,7 | ||||||
| 1,3 | ||||||||
| 0,9 | ||||||||
| 0,4 | ||||||||
| 0,4 | ||||||||
| Ann!.: *)Ma! | ||||||||
Aus den Ergebnissen der Tabelle II geht hervor, daß, je höher die Maltosereinheit in dem Stärkehydrolysat ist,
um so stärker die Zersetzung der in dem Hydrolysat enthaltenen Maltotriose durch die Taka-Amylase A unter
weiterer Erhöhung der Maltosereinheit ist. Insbesondere führt die Verwendung eines Substrates mit einer
Zuckerzusammensetzung, in der die Maltose einen Anteil von über 80% ausmacht, zu einer höheren Umwandlung
von Maltotriose in Maltose. Diese Tatsache war vom bisherigen Wissensstand aus völlig unvorhersehbar,
da man bisher geglaubt hatte, daß die Wirkung von Alpha- Amylase durch Maltose kompetitiv inhibiert wird.
Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand der folgenden Beispiele erläutert, die bevorzugte Durchführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreiben.
Ein Teil Kartoffelstärke wurde 10 Teilen Wasser, die eine Einheit bakterieller, verflüssigende Alpha-Amylase
je Gramm Stärke enthielten, unter Rühren zugemischt und das Gemisch wurde auf pH 6,0 eingestellt. Die
Suspension wurde anschließend auf 9O0C erhitzt, um Gelatinierung und Verflüssigung zu erzielen, und anschließend
sofort auf eine Temperatur von 1300C erhitzt, bei der sie 5 Minuten gehalten wurde. Danach wurde das
erhaltene Produkt rasch auf 500C abgekühlt und nach Zugabe von je 20 Einheiten eines die Verzweigungen im
Stärkemolekül abbauenden Enzyms, das aus einer Kulturlösung von Escherichia intermedia ATCC 21073
erhalten worden war, sowie einer Sojabohnen-Beta-Amylase (Produkt Nr. 1500 der Nagase & Co. Ltd. Osaka,
Japan) je Gramm Stärke bei einer Temperatur von 500C über 46 Stunden der Verzuckerung unterzogen,
während der der pH-Wert bei 6,0 gehalten wurde. Das erhaltene Produkt wurde als Hydrolysat A bezeichnet.
Das 24 Stunden nach Beginn der Verzuckerung gesammelte Hydrolysat und das inaktivierte 46 Stunden lang
verzuckerte Hydrolysat wurden als Hydrolysate B bzw. C bezeichnet. Die Hydrolysate B und C wurden nach
Zugabe von jeweils 100 Einheiten dextrinogener Aktivität einer Taka-Amylase A, die aus Aspergillus oryzae
hergestellt war und ein m/d-Verhältnis von 0,0311 aufwies, weitere 22 Stunden weiter verzuckert und die dabei
erhaltenen Produkte wurden als b und c bezeichnet Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III zusammengefaßt
~
Die Zuckerzusammensetzung des nach 24stündiger Verzuckerung erhaltenen Stärkehydrolysates betrug
0,2% Glucose, 903% Maltose, 4,9% Maltotriose und 4,6% Dextrine.
Die erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukte A, b und c wurden zur Inaktivierung der Enzyme erhitzt, mit
Aktivkohle entfärbt, mit Hilfe eines Ionenaustauschers entionisiert und anschließend unter vermindertem Druck
eingedampft Die Ausbeuten betrugen jeweils 97%, bezogen auf feste Stärke. Danach wurden die Produkte
kristallisiert und im Hinblick auf Kristallform, Größe und Aussehen sowie auf die Zeit, die für die Zentrifugierung
von der Mutterlauge erforderlich war (Zentrifugierungszeit) und schließlich hinsichtlich der Ausbeute
(Gesamtausbeute der 1. und 2. Kristallisation) verglichen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle IV
zusammengefaßt
| Tabelle | III | G2 | G3 | Dext |
| 91,5 | 5,2 | 2,7 | ||
| 96,0 | 03 | 1,0 | ||
| (A) | Zuckerzusammensetzung, % | 95,1 | 0,5 | 1,7 |
| (b) | G1 | |||
| (C) | 0,6 | |||
| 2,7 | ||||
| 2,7 |
Kristallform, -größe und -aussehen
Zentrifugierungszeit
Ausbeute an krist. Maltose, %
| (A) | gut | 100 |
| (b) | ausgezeichnet | 37 |
| (C) | ausgezeichnet | 42 |
35,0 71,4 67,7
Wie sich aus der Tabelle IV ergibt, zeigt sich die deutliche Wirksamkeit der Taka-Amylase A mit einem
m/d-Verhältnis von 0,0311 vollständig darin, daß die Maltosereinheit der erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukte
beträchtlich erhöht wurden, ob nun diese Amylase so zugesetzt wurde, daß sie während der Verzuckerungsstufe
einwirken konnte, oder erst nach Beendigung der Verzuckerung. Außerdem geht aus der Tabelle IV
hervor, daß die Verwendung von Taka-Amylase A die Zentrifugierungszeit auf etwa die Hälfte bis ein Drittel
senkt und die Ausbeute an kristalliner Maltose etwa verdoppelt. Wegen der Verkürzung der Verzuckerungszeit
wird die Alpha-Amylase vorzugsweise gemeinsam mit anderen Enzymen einwirken gelassen.
Anteile des Stärkehydrolysates gemäß Beispiel 1, das nach 24stündiger Verzuckerung erhalten worden war
(Hydrolysat B), wurden jeweils mit 50 Einheiten dextrinogener Aktivität Alpha-Amylase, hergestellt gemäß
Versuch 1, je Gramm Stärkehydrolysat versetzt und analog Beispiel 1 der weiteren Verzuckerung unterworfen.
Die Zuckerzusammensetzung der auf diese Weise erhaltenen Produkte ist in der folgenden Tabelle V angegeben.
Quelle für Alpha-Amylase
Maltotriase-Aktivität/ dextrinogene Aktivität
Zuckerzusammensetzung, % Gi G2 G3
Dext.
kein Zusatz Taka-Amylase A (krist.)
0,0311
91,5 95,3
5,2 0,8
2,7 1,5
| Quelle für | Maltotriase- | Kristallform, | Zentrifugieren | Ausbeute an |
| Alpha-Amylase | Aktivität/ | -größe u. -aussehen | kristalliner | |
| dextrinogene | Maltose, % | |||
| Aktivität |
0,0311
gut ausgezeichnet
100 37
35,0 70,6
Die dui ch Ausführung von Reinigung und Konzentrierung analog Beispiel 1 erhaltenen Konzentrate wurden
in einer Ausbeute von etwa 97%, bezogen auf die eingesetzte Stärke, gewonnen. Die Konzentrate wurden
anschließend kristallisiert und im Hinblick auf Kristallform, Größe und Aussehen sowie in bezug auf die
Maltoseausbeute (Gesamtausbeute der 1. und 2. Kristallisation) untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle VI zusammengefaßt.
40 Tabelle VI
kein Zusatz Taka-Amylase A (krist)
Die Ergebnisse der Tabelle VI zeigen wiederum die Wirksamkeit der Verwendung von Taka-Amylase A als
einer Alpha-Amylase mit einem m/d-Verhältnis von 0,0311, indem eine deutliche Verbesserung der Maltosereinheit
sowie eine Verminderung der Zentrifugierzeit und eine annähernde Verdoppelung der Maltoseausbeute
erhalten wurden. Die auf diese Weise erhaltene kristalline Maltose eignet sich zur Injektion.
Ein Teil Maisstärke wurde mit vier Teilen Wasser, die zwei Einheiten bakterieller, verflüssigender Alpha-Amylase
je Gramm Stärke enthielten, versetzt und die Suspension wurde auf pH 6,0 eingestellt Anschließend
wurde sie auf 90° C erhitzt, um gleichzeitige Gelatinierung und Verflüssigung zu erzielen, und das erhaltene
Produkt wurde 10 Minuten bei einer Temperatur von 120° C gehalten. Danach wurde auf 50° C abgekühlt und
mit jeweils 10 Einheiten einer aus Pseudomonas amyloderamosa ATCC 21262 hergestellten Isoamylase sowie 10
Einheiten aus Weizenkleie erhaltener Beta-Amylase je Gramm feste Stärke versetzt und 46 Stunden bei
Einhaltung eines pH-Wertes von 5,0 und einer Temperatur von 50°C verzuckert Danach wurde die Umsetzung
durch Erhitzen des erhaltenen Stärkehydrolysates auf 70° C unterbrochen. Die Zuckerzusammensetzung des
Produktes, das nach Verzuckerung des Hydrolysates bei 50° C, einem pH-Wert von 6,0 während 24 Stunden
unter Verwendung der gleichen Taka-Amylase A wie in Versuch 1 erhalten worden war, ist in der folgenden
Tabelle VII angegeben.
| Tabelle VII | 25 32 | 005 | G3 | Dext. |
| Taka-Amylase A | G, | G2 | 8,1 4,2 |
8,8 7,3 |
| Kein Zusatz Zusatz |
1,3 3,3 |
81,8 85,2 |
||
Die mit Taka-Amylase A behandelten verzuckerten Stärkeprodukte wurden analog gereinigt wie in Beispiel 1
beschrieben, und anschließend bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10% konzentriert. Verfestigung und
Vermählen des Produktes, das nach Animpfen erhalten wurde, gingen leicht vonstatten, und das erhaltene io
vermahlene Produkt fiel in einer Ausbeute von etwa 96%, bezogen auf die eingesetzte Stärke, an.
Ein Anteil der mit Taka-Amylase A behandelten verzuckerten Stärkeprodukte wurde analog den Vorschriften 15
von Beispiel 3 gereinigt, anschließend bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 25% konzentriert, mit fvialtoseimpfkristallen
zur Auslösung der Kristallisation versetzt und zu einer Füllmasse verarbeitet, die sprühgetrocknet
wurde. Das kristalline pulverige Produkt wurde in einer Ausbeute von etwa 97%, bezogen auf eingesetzte
Stärke, erhalten. Im Vergleich mit dem ohne Verwendung von Taka-Amylase A hergestellten Hydrolysat besaß
das Produkt weit bessere Kristallpulvereigenschaften und war in vieler Hinsicht als Handelsprodukt überlegen. 20
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von verzuckerten Stärkeprodukten, dadurch gekennzeichnet, daß
man ein Stärkehydrolysat mit hoher Maltosereinheit der Einwirkung von Taka-Amylase A unterwirft
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stärkehydrolysat ein Hydrolysat
mit einer Maltosereinheit von 80% oder höher verwendet
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von verzuckerten Stärkeprodukten, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man ein Stärkehydrolysat mit einer hohen Maltosereinheit der Einwirkung von Taka-Amylase
A unterwirft
In den verzuckerten Stärkeprodukten ist Maltose der Hauptbestandteil, und durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Maltosereinheit der Produkte erhöht während gleichzeitig ihr Maltotriosegehalt erniedrigt wird Die Einwirkung der Taka-Amylase A, einer von Aspergillus oryzae erzeugten Alpha-Amylase, erfolgt während der Verzuckerung durch ein maltogenes Enzym oder nach einer derartigen Verzuckerung. Im folgenden sind alle Angaben über Teile und Prozente, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht und auf Trockenfestsubstanz bezogen.
In den verzuckerten Stärkeprodukten ist Maltose der Hauptbestandteil, und durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Maltosereinheit der Produkte erhöht während gleichzeitig ihr Maltotriosegehalt erniedrigt wird Die Einwirkung der Taka-Amylase A, einer von Aspergillus oryzae erzeugten Alpha-Amylase, erfolgt während der Verzuckerung durch ein maltogenes Enzym oder nach einer derartigen Verzuckerung. Im folgenden sind alle Angaben über Teile und Prozente, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht und auf Trockenfestsubstanz bezogen.
Die in letzter Zeit gemachten Entdeckungen über viele vorteilhafte Merkmale der Maltose haben zu einer
raschen Ausweitung des Maltoseverbrauchs geführt Daher erhalten verzuckerte Stärkeprodukte mit Maltose
als Hauptbestandteil erhöhte Beachtung und werden in immer stärkerem Ausmaß auf vielen Gebieten, besonders
in der Nahrungsmittelverarbeitung und pharmazeutischen Industrie, benötigt.
Herkömmlicherweise erhält man verzuckerte Stärkehydrolysate mit einer Maltosereinheit im Bereich von 40 bis 50%, indem man verflüssigte Stärke der Einwirkung eines maltogenen Enzyms, der Malz-Amylase, unterwirft In neuerer Zeit hat man durch Anwendung von Enzymen, die die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauen, und von Beta-Amylase verzuckerte Stärkehydrolysate mit einem Maltosegehalt von 50% oder darüber verhältnismäßig leicht erhalten.
Notwendigerweise bildet sich in reichem Maße in den verzuckerten Stärkehydrolysate^ die aus Stärke mit Hilfe von maltogenen Enzymen oder mit Hilfe eines maltogenen Enzyms, wie beispielsweise von Beta-Amylase oder einem die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzym, erhalten werden und bei denen Maltose der Hauptbestandteil ist, Maltotriose. Da sich die gebildete Maltotriose durch die genannten Enzyme nicht zersetzen läßt, war das Ausmaß der sog. Maltosereinheit, insoweit beschränkt.
Herkömmlicherweise erhält man verzuckerte Stärkehydrolysate mit einer Maltosereinheit im Bereich von 40 bis 50%, indem man verflüssigte Stärke der Einwirkung eines maltogenen Enzyms, der Malz-Amylase, unterwirft In neuerer Zeit hat man durch Anwendung von Enzymen, die die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauen, und von Beta-Amylase verzuckerte Stärkehydrolysate mit einem Maltosegehalt von 50% oder darüber verhältnismäßig leicht erhalten.
Notwendigerweise bildet sich in reichem Maße in den verzuckerten Stärkehydrolysate^ die aus Stärke mit Hilfe von maltogenen Enzymen oder mit Hilfe eines maltogenen Enzyms, wie beispielsweise von Beta-Amylase oder einem die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzym, erhalten werden und bei denen Maltose der Hauptbestandteil ist, Maltotriose. Da sich die gebildete Maltotriose durch die genannten Enzyme nicht zersetzen läßt, war das Ausmaß der sog. Maltosereinheit, insoweit beschränkt.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Zersetzung oder weitere Umwandlung der in den Stärkehydrolysaten
enthaltenen Maltotriose in Maltose, um dadurch den Maltosegehalt in diesen Hydrolysaten zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Fähigkeit von Alpha-Amylase, die bisher als Maltotriosezersetzungsenzym
(im folgenden als Maltotriase bezeichnet) praktisch keine Bedeutung besessen hatte, den Maltotriosegehalt
der verzuckerten Stärkehydrolysate zu verringern und gleichzeitig verzuckerte Stärkeprodukte mit
höherer Maltosereinheit zu liefern. Die Tatsache, daß Alpha-Amylase gegenüber hohen Temperaturen verhältnismäßig
stabil ist, ist bekannt. Ebenso bekannt ist es, daß im allgemeinen Alpha-Amylase leicht höhermolekulare
Substrate angreift, jedoch verhältnismäßig schlecht auf niedermolekulare Substrate, wie beispielsweise Maltotriose,
einwirkt und daß dieses Enzym den Nachteil besitzt, daß es durch Maltose kompetitiv inhibiert wird.
Die Forschung auf dem Gebiet der Alpha-Amylase, die eine Maltotriase-Aktivität besitzt, sowie der Entwicklung
eines Verfahrens zur Gewinnung von verzuckerten Stärkeprodukten mit höherer Maltosereinheit durch
Zersetzung des Maltotriosegehaltes in verzuckerten Stärkehydrolysaten wurde daher besonders intensiv betrieben.
Dabei wurde gefunden, daß überraschenderweise bei steigendem Maltosegehalt des Substrates, d. h. des
verzuckerten Stärkehydrolysates, die Taka-Amylase A mit einem Verhältnis von Maltotriaseaktivität zu dextrinogener
Aktivität (im folgenden als m/d-Verhältnis bezeichnet) von 0,0311 die in dem Hydrolysat vorhandene
so Maltotriose unter Erhöhung der Maltosereinheit in immer stärkerem Maße zersetzt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist jede Stärke unabhängig von ihrer Herkunft verwendbar, beispielsweise
Stärke aus Getreide, anderen Körnern, Samen, Knollen und Wurzeln; diese Unabhängigkeit besteht auch
in bezug auf das Verhältnis von Amylose zu Amylopektin in der verwendeten Stärke. Um eine verzuckerte
Stärkehydrolysatiösung mit hohem Maltosegehalt zu erhalten, wird die Stärkeaufschlämmung zunächst gelatiniert
oder verflüssigt. Danach wird die Verzuckerung der gelatinierten oder verflüssigten Stärke mit Hilfe von
Beta-Amylase oder einer Kombination von Beta-Amylase und einem die Verzweigungen im Stärkemolekül
abbauenden Enzym durchgeführt.
Als Beta-Amylase können im allgemeinen enzymatische Präparate, wie solche aus Weizenkleie (vgl. JP-AS
70-18937), Sojabohnen und Süßkartoffeln, verwendet werden. Als die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauende
Enzyme kommen als verwendbar Pullulanase und Isoamylase solche in Betracht, wie sie ir. den japanischen
AusiegesL'hniicii 68-28939,69-8070,70-9229,70-16788,71 -28151 uncl 73-1SS26 beschrieben Sind. >·
Durch die Verzuckerung werden verzuckerte Stärkehydrolysate erhalten, in denen der Maltotriosegehalt im *i
allgemeinen etwa 5 bis 25% beträgt, was von der verwendeten Umsetzungsmethode abhängt; die Maltoserein- |-
heit ist auf etwa 50 bis 93% beschränkt. |<
Je höher die Maltosereinheit des verzuckerten Stärkehydrolysates ist, umso besser eignen sich die Hydrolysa- |-
te als Substrate für die Taka-Amylase A. Insbesondere werden günstige Ergebnisse von verzuckerten Stärkehy- i'
drolysaten erhalten, die eine Maltosereinheit von 80% oder darüber besitzen, sowie mit Hydrolysaten mit einer |1
Konzentration von 2,0 bis 30,0%. Von den Reaktionsbedingungen sind eine Temperatur von 30 bis 70°C, ein "'<
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