DE3228838A1 - Verfahren zur herstellung hochreiner maltose - Google Patents

Verfahren zur herstellung hochreiner maltose

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DE3228838A1 DE19823228838 DE3228838A DE3228838A1 DE 3228838 A1 DE3228838 A1 DE 3228838A1 DE 19823228838 DE19823228838 DE 19823228838 DE 3228838 A DE3228838 A DE 3228838A DE 3228838 A1 DE3228838 A1 DE 3228838A1
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Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
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Description

Anmelder: Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo
Verfahren zur Herstellung hochreiner Maltose
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hochreinen Maltose.
In neuerer Zeit wurden verschiedene Vorteile von Maltose in Nahrungsmittelprodukten und pharmazeutischen Produkten erkannt, und ihre Verwendung nahm rasch bei deren Herstellung zu. Die gesteigerten Anwendungsmöglichkeiten führten unausweichlich jzu einer gesteigerten Nachfrage nach hochreiner Maltose.
Bis jetzt war Maltose Üblicherweise als ein Produkt von verzuckerter Stärke mit einem Maltosegehalt von etwa 40-50 Gew.-96 verfügbar, bezogen auf die Basis der trockenen Feststoffe (alle Prozentangaben bedeuten in diesem Zusammenhang "Gew.-%, bezogen auf die Basis der trockenen Feststoffe", sofern nichts anderes angegeben ist), wobei man dieses Produkt erhalten kann, indem man eine Lösung von verflüssigter Stärke der Wirkung von Malzenzym (malt enzyme) aussetzt.
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Neuere Fortschritte bei der Stärkeverzuckerungsmethode ermöglichten eine relativ leichtere Herstellung einer verzukkerten Stärke mit einem Maltosegehalt von 50 96 oder mehr, indem man beispielsweise ß-Amylase mit einem Enzym kombinierte, das die Verzweigungen von Stärke löste (starch debranching enzyme).
Die beschriebene Stärkeverzuckerungsmethode macht jedoch vom ökonomischen und technischen Gesichtspunkt die direkte Herstellung einer hochreinen Maltose mit einem Maltosegehalt von 90 % oder mehr sehr schwierig.
Einige Versuche, hochreine Maltose zu erzielen, sind in neueren Patentanmeldungen beschrieben, wobei man eine Stärkezuckerlösung mit einem Gehalt an Maltose einer Säule eines Anionenaustauscherharzes zuführte: z.B. ist in der JP-Patentveröffentlichung Nr. 46 290/77 ein Versuch zur Herstellung einer hochreinen Maltose beschrieben, wobei man eine Stärkezuckerlösung herstellte, die im wesentlichen aus Dextrin und etwa 65 % Maltose bestand, und die Lösung einem Anionenaustauscherharz der OH-Form zuführte, um den Maltosebestandteil zu adsorbieren und ferner den Dextrinbestnndteil zu entfernen. Da man Jedoch bei einer Methode gemäß diesem Versuch den Maltosebestandteil auf dem Anionenaustauscherharz der OH-Form adsorbierte, sollte man die Lösung dem Harz bei der niedrigst möglichen Temperatur zuführen, vorzugsweise bei weniger als 20 C, um die Isomerisierung des Maltosebestandteils zu verhindern: Dadurch waren ein Anstieg der Viskosität und der Verunreinigung durch Mikroorganismen sowie ein geringes Reinigungsvermögen unvermeidbar und machten die Anwendung im technischen Maßstab sehr schwierig. Ferner ist in der JP-Patentveröffentlichung Nr. 20 579/79 ein Versuch zur Herstellung von hochreiner Maltose beschrieben, wobei man eine Stärkezuckerlösung mit einem Gehalt an Glucose und Maltose einer Säule zuführte, die man mit einem Anionenaustauscherharz der S0_ - oder S03H~-Form gepackt hatte, um die Lösung in die Glucose- und Maltosebestandteile zu fraktionieren. Diese Methode ist jedoch als
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Methode fUr eine Herstellung im technischen Maßstab einer hochreinen Maltose ungeeignet, weil die Bindung des S0_ oder S03H~-Restes labil ist.
Erfindungsgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von hochreiner Maltose unter Verwendung eines stark sauren Kationenaustauscherharzes, insbesondere der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallform anstelle des Anionenaustauscherharzes entwickelt, das die genannten Nachteile zeigte.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß man eine hochreine Maltose leicht erzielen kann, indem man eine Stärkezuckerlösung mit einem Maltosegehalt von mindestens 70 % einer Säule zufUhrt, die man mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallform zufUhrt; durch Zuführen von Wasser die Lösung in eine Fraktion mit hohem Dextringehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Dextrin- und Maltosegehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Maltose- und Glucosegehalt und in eine Fraktion mit einem hohen Glucosegehalt (die Ausdrücke "mit einem hohem A-Gehalt" bzw. "mit einem hohen A- und B-Gehalt" bedeuten in diesem Zusammenhang, daß die eluierten Fraktionen A bzw. A und B als Hauptbestandteil (e) enthalten) in dieser Reihenfolge fraktioniert; und die Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt gewinnt.
Ferner wurde erfindungsgemäß festgestellt, .daß man die gewünschte hochreine Maltose in einer höheren Konzentration und mit einer höheren Ausbeute konstant gewinnen kann, indem man eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anwendet, wobei man die eingesetzte Stärkezuckerlösung der Säule zusammen mit der bzw. den zuvor erhaltenen Fraktion(en) mit einem hohen Dextrin- und Maltosegehalt und/oder einem hohen Maltose- und Glucosegehalt zufUhrt, und wobei man die erhalte-
nen Fraktionen mit einem hohen Dextrin- und 11TaI tosegehalt und/oder mit einem hohen Maltose- und Glucosegehalt der Säule zusammen mit einer frisch e i.ngesetzten Strrkezuckerlb'-sung in der nächsten Fraktionierungsstufe zuführt. Die Erfindung wird durch eine Figur näher erläutert, die das EIu-1 erungsmuster der eingesetzten Stärkezuckerlösung nach der Fraktionierung zeigt, v/obei die Fraktionen A bis E die Fraktion mit einem hoh^n Dextringehalt, die Fraktion mit einem hohen Dextrin- und wnitosegehalt, die Fraktion mit einem Faltosegehalt, ό;·α Fraktion mit einem hohen ?>faltose- und Glucosegehalt bzw. die Fraktion mit einem hohen Glucosegehalt zeigen.
Die eingesetzte Stärkezuckerlösung, die man erfindungsgemäß verwenden kann, kann pine .iener im wesentlichen ketosefreien gemischten Alrioselb'sunj^n sein, die man aus Stärke gewonnen hat, und die eine Fraktion mit einem hohen Maltose- ^e hai t, wob.e i der Maltosep.ehalt 90 °<, vorzugsweise 93 0A oder mehr beträgt, in einer hohen Ausbeute liefert, wenn man sie der Fraktionierung gemäß der Erfindung unterwirft: beispielsweise kann man als eingesetzte StMrkezuckerlb'sung eine Losung von verzuckerter Stärke verwenden, die man dadurch erhalten hat, dan man Stärke der Wirkung von stärkeabbauenden Fnzymen unterwirft, z.1^. alpha- und P—Amylasen, oder einem Fnzym, das die Verzweigungen der Stärke löst; oder sie kann eine wässrige Lösung eines im Handel erhältlichen Stärkezuckerprodukts sein, wobei ,iedoch ihr PTaltosegehalt mindestens 70 "/. betragen sollte.
Das stark saure Kationenaustauscherharz der Alkali metall- und der Frdalkalimetallform, das man erfindungsgemäR verwenden kann, kann eines oder mehrere ^arze aus der Gruppe der Styrol/Divinylbenzol-^ischnolymerharze sein, das beispielsweise .SuIfonylgrunpen in der Alkalimetall- oder Frcl-r--·' alkalimetallform trägt, wie zum Reisniel als Na4*-, K+-, Ca"4"-
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Ί Γ;
oder TJffi| -Salz: Im Handel erhältliche Harze sind beispielsweise Dowex 50VX2, Dowex 50WX4 und Όoweχ 50WX8 von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, U.S.A., Anberlite CG-120 von Rohm & Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania, U.S.A., XT-1O22F, von Tokyo Chemical Industries, Kita-ku, Tokyo, Japan und Diaion SK IB, Diaion SK 102 und Diaion SK 104 von Mitsubishi. Chemical Industries Limited, Tokyo, Janan. Alle diese Harze haben fine ^usp.e zeichne te FraktionierunRRfnhi.cfkei t, un die Fraktion η it einem hohen "laltosegehalt zu erzielen und sind sehr wj ierstandsfähi c freien '-'arme und Abrieb, und demgemäß kann man sie vorteilhaft zur Herstellung von hochreiner Maltose im technischen Maßstab einsetzen.
Irn erfindun.qsgemäRen Verfahren nackt man das Harz mit einer nominalen ^eilchen.eröRe von etwa Ο,οΐ bis 0,5 rtim in eine oder mehrere Säulen. Die erfindunp.s.^emäß bevorzugte Betttiefe betr-igt im allgemeinen 7 m oder mehr. Wenn man 2 oder mehrere Säulen verwendet, ordnet man sie als Kaskade an, so daß man eine Gesamtbettiefe von 7 m oder mehr erreicht.
Als Säule, die man erfindungspremäR verwenden kann, kann man eine beliebige Säule unabhiinpiip; von ihrere Material, ihrer Größe und Form verwenden, sofern man damit die Aufgabe der Erfindung lösen kann: Die Säule kann beisnielsweise aus Glas, Kunststoff oder rostfreiem Stahl sein; und ihre Form ist beisnielsweise zvlindrisch oder die einer Quadratischen Säule, sollte aber derart ausgebildet sein, daß sie einen möglichst wirksamen laminaren Fluß ermöglicht, wenn man die eingesetzte Stärkezuckerlösung der Säule zuführt, die mit dem Harz p.enackt ist.
Nachstehend wird eine Ausführung form des erf indunps,s;emäR-en Verfahrens näher erläutert.
.. 1
Nachdem man ein stark saures Kationenaustauscherharz tier Alkalimetall- oder Erdalkalimetallforrn in eine wässrigen Suspension in eine oder mehrere Säulen bis zu einer Gesamtbettiefe von 7 m oder mehr gepackt hat, während man die Temperatur in der Säule bzw. in den Säulen bei 45 bis 8R 0C gehalten hat, fuhrt man der Säule bzw. den Säulen die einzusetzende StMrkezuckerlösung mit einer Konzentration von etwa 10 bis 70 Gew.-0/. in einer Menge von etwa 1 bis 60 VoI.- % zu, bezogen auf das Volumen des Bettes, setzt danach aufsteigend oder absteigend Wasser mit einer Flußrate von etwa 0,1 bis 2,0 SV
ein, bewirkt die Fraktionierung der eingesetzten Stärkezukkerlösung in eine Fraktion mit hohem Dextringehalt, eine Fraktion mit hohem Dextrin- und Maitonegehalt, eine Fraktion mit hohem Maltosegehalt, eine Fraktion mit hohem Maltose- und Glucosegehalt und eine Fraktion mit hohem Glucosegehalt in dieser Reihenfolge und gewinnt danach die Fraktion mit hohem Maltosegeha.lt.
Obwohl man die eluierten Fraktionen im allgemeinen in Anteilen von etwa 1 bis 20 Vol.-°4 sammelt, bezogen auf das Volumen des Bettes, kann man sie auch automatisch in die oben genannten Fraktionen unterteilen.
Wenn man die eingesetzte St.:;rkezuckerlösung der Säule vor, nach oder zusammen mit der oder den vorher erhaltenen Fraktionen) mit einem hohen Dextrin- und Maltosegehalt und/ oder, mi t einem hohen Maltose- und Glucosegehalt zuführt, kann man die Wassermenpe, die man zur deutlichen Fraktionierung der St^rkezuckerlttsung benötigt, sehr stark reduzieren, und man kann den "'altosebestandteil in der Lösung in höherer Reinheit, höherer Konzentration und. höherer Ausbeute gewinnen: Vorzugsweise führt man die vorher erhaltene Fraktion mit einem hohen Dextrin- und. Maltosegehalt, die einzusetzende Stärkezuckerlösung und die vorher erhaltene
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Fraktion mit einem hohen Maltose- und Glucosegehalt nacheinander der Säule in dieser Reihenfolge zu.
Obwohl man die derart erhaltene Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt als solche verwenden kann, kann man sie gegebenenfalls weiter folgendermaßen behandeln: Man kann diese Fraktion Üblichen Reinigungsstufen unterwerfen, z.B. der Filtration, Entfärbung und/oder Entionisierung. Danach engt man das gereinigte Produkt beispielsweise ein und erhält einen Sirup, oder man kristalliesiert es und erhält eine Füllmasse oder einen Kuchen (mascuit), der bzw. den man zu einem kristallinen Pulver sprühtrocknet oder in eine Mutterlauge und Maltosekristalle viel höherer Reinheit trennt.
Die so erhaltene hochreine Maltose kann man vorteilhaft für verschiedene Zwecke verwenden, z.B. zur Herstellung von Nahrungsmitteln oder pharmazeutischen Produkten.
Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Herstellung einer hochreinen Maltose.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer hochreinen Maltose, wobei man eine eingesetzte Stärkezuckerlösung mit einem Maltosegehalt von mindestens 70 % einer Säule zuführt, die man mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallform gepackt hat; durch Einsetzen von Wasser die Lösung in eine Fraktion mit einem hohen Dextringehalt, eine Fraktion mit einem hohen Dextrin- und Maltosegehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Maltose- und Glucosegehalt und eine Fraktion mit einem hohen Glucosegehalt in dieser Reihenfolge fraktioniert; und die Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt gewinnt.
Im Vergleich zu Üblichen Methoden zur Herstellung einer hochreinen Maltose unter Verwendung eines Ionenauntauscherharzes ergibt das erfindungsgemäße Verfahren konstant eine Fraktion mit einem Maltosegehalt von 93 % oder mehr und ermöglicht eine viel leichtere Herstellung hochreiner Maltose Im technischen Maßstab bei geringeren Kosten.
Nachstehend wird die Erfindung durch Versuche näher erläutert.
Versuch 1: Eingesetzte Stärkezuckerlösung:
Die eingesetzten Stärkezuckerlösungen, die man in diesem Versuch verwendete, stellte man mit im Handel erhältlichen Stärkezuckerprodukten gemäß Tabelle I von Hayashibara Company, Limited, Okayama, Japan, her, indem man sie in Wasser auflöste oder mit Wasser verdünnte und eine Konzentration von 45 Gew.-% erzielte.
"Dowex 5OWX4 (Na+)", ein im Handel erhältliches stark saures Kationenaustauscherharz der Alkalimetallform von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, U.S.A., in einer wässrigen Suspension packte man in eine mit einem Mantel versehene Säule aus rostfreiem Stahl mit einem inneren Durchmesser von 5,4 cm bis zu einer Bettiefe von 10 m.
Während man die Temperatur in der Säule bei 75 °C hielt, führte man jede einzusetzende Stärkezuckerlösung gemäß Tabelle I der Säule in einer Menge von 5 Vol.-% zu, bezogen auf das Volumen des Bettes, fraktionierte sie, indem man heißes Wasser von 75 0C mit einer Flußrate von 0,4 SV dazu einsetzte und gewann die Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 % oder mehr betrug. Die Ergebnisse sind in Tabelle II gezeigt.
Tabelle I
Zuckerzusammensetzunp, (%)
Maltrup 7,1 48,0 44,9
Malstar 3,2 66,0 30,8
HM-75 1,0 76,8 ??,?
Sunmalt 4,3 85,0 10,7
Maltose H 0,6 91,5 7,9
Bemerkung: A ist die eingesetzte Stärkezuckerlösunp,; H ist. Glucose; C ist Maltose und D ist Matotriose und höhere Oliftosacharide.
Tabelle II
A B C D E
Maltrup 48,0 132,2 44,2 Vergleich
Malstar 66,0 231,7 56,3 Vergleich
HM-75 76,8 403,6 84,3 Erfindung
Sunmalt 85,0 483 ,8 91,3 Erfindung
Maltose H 91,5 548,8 96,2 Erfindung
Bemerkung: A ist die eingesetzte Stärkezuckerlösung; B ist der Maltosegehalt in der eingesetzten Stärkezuckerlönung (%); C ist die Maltoseausbeute in der Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt (g); D ist die Maltoseausbeute, bezogen auf den Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung (%)·, und E sind Bemerkungen.
Die Versuchsergebnisse gemäß Tabelle II bestätigen, daß man hei einem Maltosegehalt in der eingesetzten Stärkezuckerlösung von 70 % oder mehr eine Fraktion mit einem hohem Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 % oder mehr beträgt, leicht in einer außerordentlich höheren Ausbeute, d.h. 80 % oder mehr, im Vergleich zum Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung gewinnen kann.
Versuch 2: Bettiefe bzw. Betthöhe:
Wie in Versuch 1 packte man das stark saure Kationenaustauscherharz in der Alkalimetallform in eine oder zwei Säulen bis zu einer Jeweiligen Gesamtbettiefe im Bereich von 1 bis 20 m gemäß Tabelle III.
Während man die Temperatur in den Säulen mit verschiedenen Bettiefen bei 75 0C hielt, führte man gleiche Mengen einer wässrigen Lösung mit 45 Gew.-% "Sunmalt", einem im Handel erhältlichen Stärkezuckerpulver mit einem Maltosegehalt von 85,0 % von Hayashibara Company, Limited, Okayama, Japan, den Säulen in einer Menge von 5 Vol.-% zu, bezogen auf das Volumen des Bettes, und fraktionierte sie danach, indem man dazu heißes Wasser von 75 C mit einer Flußrate von SV 0,4 einsetzte, und gewann danach die Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 % oder mehr betrug. Die Ergebnisse sind in Tabelle III gezeigt.
Tabelle III
A B 1 C D E
1 1 1 114,5 30,1 56,9
3 1 2 343,5 102,1 64,2
5 1 572,5 192,9 72,8
7 1 801,5 324,9 87,6
10 1 .145,0 483,8 91,3
15 1 .715,5 739,3 93,0
20 2* .290,0 994,1 93,8
Bemerkungen: A ist die Gesamtbettiefe (m); B ist die Anzahl der Säulen; C ist die Menge der eingesetzten Stärkezuckerlösung, die zugeführt wurde (ml); D ist die Maltoseausbeute in der Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt (g); E ist die Maltoseausbeute, bezogen auf den Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung (%); ·) bedeutet, daß zwei Säulen als Kaskade hintereinander geschaltet waren.
Die Versuchsergebnisse gemäß Tabelle III bestätigen, daß
man bei einer Bettiefe von 7 m oder mehr eine Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 %
oder mehr beträgt, leicht in einer außerordentlich höheren Ausbeute, d.h. 80 % oder mehr, im Vergleich zum Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung gewinnen
kann.
-Vt-
Versuch 3: Fraktionierungstemperatur:
Nachdem man wie in Versuch 1 das stark saure Kationenaustauscherharz in der Alkalimetallform in Säulen bis zu einer jeweiligen Bettiefe von 10 m gepackt hatte, flihrte man gleiche Mengen der einzusetzenden Stärkezuckerlösung zu, die man wie in Versuch 2 hergestellt hatte, und fraktionierte wie in diesem Versuch mit der Ausnahme, daß man die Säulen bei verschiedenen Temperaturen im Bereich von 35 bis 95 0C während der Fraktionierung hielt, und gewann danach die Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 % oder mehr betrug. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV gezeigt.
Die Versuchsergebnisse gemäß Tabelle IV bestätigen, daß man, wenn man die Säule bei einer Temperatur im Bereich von 45 bis 85 0C hält, eine Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 % oder mehr beträgt, leicht in einer außerordentlich höheren Ausbeute, d.h. 80 % oder mehr, im Vergleich zum Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung gewinnen kann, wobei man weniger befürchten muß, daß man eine Bräunungsreaktion bewirkt.
Tabelle IV:
-JA -
A B C D E
35 374,7 70,7 0,023 leicht
45 430,2 81,2 0,059 leicht
55 471,1 88,9 0,105 leicht
65 476,9 90,0 0,150 leicht
75 483,8 91,3 0,176 leicht
85 485,9 91,7 0,205 leicht
95 472,2 89,1 0,496 schwierig
Bemerkung: A ist die Fraktionlerungstemperatur ( C); B 1st die Gesamtausbeute der Zuckerbestandteile mit einem Maltosegehalt von 93 % oder mehr (g); C ist die Maltoseausbeute, bezogen auf den Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlb'sung (%); D ist der Verfärbungsgrad bzw. der Grad der Farbgebung, den man durch Messung der Absorption der Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt in einer Zelle von 10 cm (A420 bis A720 ) und Reduktion bzw. Umrechnung des erhaltenen Wertes auf jenen einer 30 #-igen Lösung (auf Gewichtsbasis) erhalten hat; und E bezeichnet die Entfärbung unter Verwendung von 0,1 % Aktivkohle bezogen auf die Zuckerbestandteile.
Nachstehend werden verschiedene AusfUhrungsformen der Erfindung erläutert.
Beispiel 1:
Eine einzusetzende Stärkezuckerlösung stellte man her, indem man "HM-75", einen im Handel erhältlichen Stärkezuckersirup mit einem Maltosegehalt von 76,8 %, von Hayashibara Company, Limited, Okayama, Japan, in Wasser bis zu einer Konzentration von 45 Gew.-% löste.
"XT-1O22E (Na+)", ein im Handel erhältliches stark saures Kationenaustauscherharz in der Alkalimetallform von Tokyo Chemical Industries, Kita-ku, Tokyo, Japan, in einer wässrigen Suspension packte man in 4 ummantelte Säulen aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 5,4 cm bis zu einer jeweiligen Bettiefe von 5 m und schaltete die Säulen als Kaskade, so daß man eine Gesamtbettiefe von 20 m erhielt
Während man die Temperatur in den Säulen bei 55 C hielt, fUhrte man die einzusetzende Stärkezuckerlösung in einer Menge von 5 Vol.-% zu, bezogen auf das Volumen des Bettes, und fraktionierte sie danach, indem man dazu heißes Wasser von 55 0C mit einer Flußrate von SV 0,13 einsetzte, und gewann danach die Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 % oder mehr betrug.
Diese Fraktion enthielt 808,2 g Maltose und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 84,3 %, bezogen auf den Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung.
Beispiel 2:
Eine einzusetzende Stärkezuckerlösung stellte man her, indem man "Sunmalt", ein im Handel erhältliches Stärkezuckerpulver mit einem Maltosegehalt von 85,0 %, von Hayashibara Company, Limited, Okayama, Japan, in Wasser bis zu einer Konzentration von 60 Gew.-% löste.
Das Harz, das man in Beispiel 1 verwendete, wandelte man auf Übliche Weise in die K+-Form um und packte es in eine ummantelte Säule aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 2,2 cm bis zu einer Bettiefe von 10 m.
Während man die Temperatur in der Säule bei 60 0C hielt, fUhrte man die einzusetzende Stärkezuckerlösung in einer Menge von 3 Vol.-% zu, bezogen auf das Volumen des Bettes, fraktionierte sie danach, indem man dazu heißes Wasser von 60 C mit einer Flußrate von SV 0,2 einsetzte, und gewann danach die Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 % oder mehr betrug.
Diese Fraktion enthielt 65,7 g Maltose, und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 88,3 %, bezogen auf den Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung.
Beispiel 3:
Eine einzusetzende Stärkezuckerlösung stellte man her, indem man "Sunmalt", ein im Handel erhältliches Stärkezuckerpulver mit einem Maltosegehalt von 85,0 % von Hayashibara Company, Limited, Okayama, Japan, in Wasser bis zu einer Konzentration von 45 Gew.-% löste.
"Dowex 50WX4 (Mg2+)", ein im Handel erhältliches stark saures Kationenaustauscherharz der Erdalkalimetallform von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, U.S.A., in einer wässrigen Suspension packte man in frische Säulen des gleichen Materials und der gleichen Dimensionen wie in Beispiel 1 bis zu einer Gesamtbettiefe von 15 m.
Während man die Temperatur in den Säulen bei 75 0C hielt, fUhrte man die einzusetzende Stärkezuckerlösung in einer Menge von 6,6 Vol.-96 zu, bezogen auf das Volumen des Bet-
ί'
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tes, fraktionierte sie danach, indem man dazu heißes Wasser von 75 0C mit einer Flußrate von SV 0,13 einsetzte, und gewann danach die Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 93 % oder mehr betrug.
Diese Fraktion enthielt 913,7 g Maltose, und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 87,1 %, bezogen auf den Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung.
Beispiel 4:
In diesem Beispiel führte man eine zweistufige Fraktionierung durch.
Die erste Fraktionierung führte man folgendermaßen durch: Wie in Beispiel 1 führte man eine einzusetzende Stärkezukkerlösung einer Säule zu und fraktionierte sie mit der Ausnahme, daß man die einzusetzende Stärkezuckerlösung der Säule in einer Menge von 20 Vol.-% zuführte, bezogen auf das Volumen des Bettes. Das Eluierungsmuster 1st in der Figur gezeigt, wobei die Fraktionen A bis E die Fraktion mit einem hohen Dextringehalt, die Fraktion mit einem hohen Dextrin- und Maltosegehalt, die Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, die Fraktion mit einem hohen Maltose- und G.1 ucosegehalt bzw. die Fraktion mit einem hohen Glucosegehalt bezeichnen, wobei man die Eluierung in der beschriebenen Reihenfolge durchführte. Fraktion C, die Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, gewann man, und die Fraktionen A und E entfernte man aus dem Fraktionierungssystem.
Die zusätzliche Fraktionierung führte man folgendermaßen durch: Der Säule führte man nacheinander Fraktion B, die einzusetzende Stärkezuckerlösung in einer Menge von etwa 10 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Bettes, und die Fraktion D in dieser Reihenfolge zu, setzte danach heißes Wasser von 75 0C wie in Beispiel 3 ein, um die Fraktionierung
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zu bewirken, und gewann danach die Fraktionen mit einem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 94 % betrug. Die zusatzliche Fraktionierung wiederholte man bis zu einer Anzahl von 30 Arbeitsgängen bzw. Chargen insgesamt und berechnete die durchschnittlichen Ergebnisse pro Arbeitsgang bzw. pro Charge: Durchschnittlich enthielt eine Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt 1.483 g Maltose, und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 93,3 96, bezogen auf den Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung.
Beispiel 5:
Eine einzusetzende Stärkezuckerlösung stellte man her, indem man "Maltose H", ein im Handel erhältliches Stärkezukkerpulver mit einem Maltosegehalt von 91,5 %, von Hayashibara Company, Limited, Okayama, Japan, in Wasser bis zu einer Konzentration von 45 Gew.-% löste.
"Amberlite CG-120 (Ca2+)", ein im Handel erhältliches stark saures Kationenaustauscherharz in der Erdalkalimetallform von Rohm & Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania, U.S.A., packte man in frische Säulen des gleichen Materials und der gleichen Dimensionen wie in Beispiel 1 bis zu einer Gesamtbettiefe von 10 m.
Ferner führte man in diesem Beispiel ein zweistufige Fraktionierung durch. Die erste Fraktionierung führte man folgendermaßen durch: Während man die Temperatur in den Säulen bei 80 0C hielt, führte man die einzusetzende Stärkezuckerlösung in einer Menge von 20 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Bettes, fraktionierte sie danach, indem man dazu heißes Wasser von 80 0C mit einer Flußrate von SV 0,6 einsetzte, und erzielte ein ähnliches Eluierungsmuster wie in Beispiel 4. Wie in Beispiel 4 gewann man Fraktion C, die
ID
Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt, und entfernte die Fraktionen A und E aus dem Fraktionierungssystem.
Eine weitere Fraktionierung führte man folgendermaßen durch Der Säule führte man nacheinander Fraktion B, die einzusetzende Stärkezuckerlösung in einer Menge von 10 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Bettes, und Fraktion D in dieser Reihenfolge zu, setzte danach heißes Wasser von RO 0C mit einer Flußrate von SV 0,6 zu, bewirkte die Fraktionierung und gewann danach die erhaltenen Fraktionen mit einem hohen Maltosegehalt, wobei der Maltosegehalt 96 % oder mehr betrug. Die zusätzliche Fraktionierung wiederholte man bis zu einer Anzahl von 100 Arbeitsgängen insgesamt und berechnete die durchschnittlichen Ergebnisse pro Arbeitsgang: Durchschnittlich enthielt eine Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt 1.084 g Maltose, und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 95 %, bezogen auf den Maltosebestandteil in der eingesetzten Stärkezuckerlösung.
Die Offenbarung umfaßt auch den korrespondierenden englischen Text.

Claims (9)

  1. Patentansprüche:
    ^ Verfahren zur Herstellung von hochreiner Maltose, dadurch gekennzeichnet, daß man
    (a) eine einzusetzende Stärkezuckerlösung mit einem Maltosegehalt von mindestens 70 % einer Säule zuflihrt, die man einem stark sauren Kationenaustauscherharz in der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallform gepackt hat;
    (b) dazu Wasser einsetzt und die Lösung in eine Fraktion mit einem hohen Dextringehalt, eine Fraktion mit einem hohen Dextrin und Maltosegehalt, eine Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, eine Fraktion mit einem hohen Maltose- und Glucosegehalt und eine Fraktion mit einem hohen Glucosegehalt in dieser Reihenfolge fraktioniert; und
    (c) die Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt gewinnt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Harz in der Säule mit einer Bettiefe von mindestens 7 m verwendet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, <
    hält.
    net, daß man die Temperatur in der Säule bei 45 bis 85 0C
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt gewinnt, deren Maltosegehalt mindestens 93 % beträgt.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzusetzende Stärkezukkerlösung der Säule zusammen mit der Fraktion mit einem hohen Dextrin- und Maltosegehalt und/oder der Fraktion mit einem hohen Maltose- und Glucosegehalt zuflihrt, die man vorher erhalten hat.
    -jo -
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fraktion mit einem hohen Dextrin- und Maltosegehalt, die man vorher erhalten hat, die einzusetzende Stä'rkezuckerlösung mit einem Maltonegehalt von mindestens 70 % und die Fraktion mit einem hohen Maltose- und Glucosegehalt, die man auch vorher erhalten hat, nacheinander der Säule in dieser Reihenfolge zuführt.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein stark saures Kationenaustausche rharz verwendet, das SuIfony!gruppen in Form ihrer Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze trägt.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein stark saures Kationenaustaus<
    tauscherharz in der Na+-, K -, Ca - oder Mg +-Form verwen-
  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung hochreiner Maltose, wobei man eine wässrige Lösung mit einem Gehalt an Maltose einer Säule zufUhrt, die man mit einem Ionenaustauscherharz gepackt hat und die Lösung in den Maltosebestandteil und andere Zuckerbestandteile fraktioniert, dadurch gekennzeichnet, daß man einen einzusetzenden Stärkezucker mit einem Maltosegehalt von mindestens 70 % einer Säule zufUhrt, die man mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz in der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallform zufUhrt, dazu Wasser einsetzt und in eine Fraktion mit einem hohen Dextringehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Dextrin- und Maltosegehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Maltosegehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Maltose- und Glucosegehalt und in eine Fraktion mit einem hohen Glucosegehalt in dieser Reihenfolge fraktioniert und danach die Fraktion mit dem hohen Maltosegehalt gewinnt.
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