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Verfahren zur Inaktivierung der pektinabbauenden Enzyme in amylasehaltigen
Enzympräparaten In der Technik findet bekanntlich in steigendem Maße die Anlvendung
von Enzympräparaten Verbreitung. Die dabei benutzten Präparate stellen zumeist Gemische
von Enzymen dar. Dieser Umstand bringt es zwangsläufig mit sich, daß solche Enzympräparate
neben den für den besonderen Zweck erforderlichen Enzymen oft auch solche Enzymgruppen
enthalten, die Stoffe abbauen, deren Erhaltung gerade von Vorteil ist und deshalb
angestrebt werden muß. Bei der Klärung der bei der gewerblichen Pektinherstellung
anfallenden Heißextraktionspektindünnsäfte ist beispielsweise die Anwesenheit von
Diastase unbedingt erforderlich, wobei aber die zur Stärkeverzuckerung dienenden
Präparate nach Möglichkeit frei von pektinabbauenden Enzymen sein sollen.
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Es sind auch schon Verfahren bekannt geworden, in Diastasepräparaten
aus Schimmelpilzen oder Bakterien, mie überhaupt ganz generell aus Mikroorganismen
die pektinzerstörenden Enzyine unter praktisch vollständiger Erhaltung der diastatischen
Wirksamkeit zu inaktivieren. Sie beruhen auf der Behandlung von Diastasepräparaten
aus Mikro organismen mit Ammoniak oder in Weiterausbildung dieses Verfahrens mit
wasserlöslichen oder ohne Zersetzung verdampfbaren organischen Stickstoffbasen.
Diese Verfahren sind aber mit erheblichen Nachteilen verbunden, die einerseits darin
bestehen; daß die Behandlung sich über mehrere Stunden erstreckt, und zum anderen
die Präparate nach der Behandlung der Einwirkung der freien Basen entzogen werden
müssen.
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Es wurde- nun gefunden, daß man von dem in den Amylasepräparaten,
insbesondere von Schimmelpilzen, vorkommenden Enzyml;omplex -die Wirksamkeit der
das Pektin abbauenden Komponente auf einfachere Weise wenn nicht gänzlich unterbinden,
zum mindesten weitgehend hintanhalten kann, weun man die ausgewachsenen Kulturen
der Mikroorganismen
mit aliphatischen a-Aminocarbonsäuren behandelt.
Da Aminosäuren amphotere Elektrolyte sind, erübrigt sich bei diesem Verfahren jedwede
Maßnahme zur Unterbindung einer Schädigung der Amylase, deren Nichtausschaltung
unbedingte Voraussetzung für die technische Verwertbarkeit der Präparate ist. Ferner
ist es möglich, das beanspruchte Verfahren gegenüber den vorbekannten dadurch wesentlich
zu vereinfachen, daß die Behandlung der Kulturen der Enzymträger mit den wäßrigen
Lösungen der Aminosäuren mit der Trocknung verbunden werden kann.
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Beispiele I. 100 g einer getrockneten, in üblicher Weise auf Weizenkleie
gezüchteten Kultur von Aspergillus oryzae wurden mit 200 ccm einer 1%igen wäßrigen
Lösung von Glykokoll (a-Aminoessigsäure) gleichmäßig durchtränkt und anschließend
bei einer 600 nicht überschreitenden Temperatur getrocknet.
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Von dem auf diese Weise erhaltenen Trokkenpräparat wurden zu 600
ccm Heißextraktionspektindünnsaft, wie er bei der gewerblichen Pektinherstellung
aus Apfeltrockentrestern anfällt. 3 g = o,590 zwecks Verzuckerung der Stärke hinzugefügt.
Eine nach 15 stündiger Einwirkung des Präparates, die Stärke war bereits nach Verlauf
von I Stunde restlos verzuckert, vorgenommene Prüfung der wertbestimmenden Eigenschaften
des Pektindünnsaftes zeigte nachstehende Ergebnisse: Viscosität bei 20° ..........
7,91 cP, Gehalt der Trockensubstanz an alkoholfällbaren Pektinstoffen 52,46%, Durchschnittsmolekulargervicht
der alkoholgef. Pektinstoffe . 160 000, Zerreißfestigkeit eines mit IOOg Dünnsaft
gekochten Gelees nach Luers . .... 486,9 g.
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Der gleiche Dünnsaft, mit der gleichen Menge unbehandeltem Enzympräparat
zur Verzuckerung der Stärke versetzt, wies nach 15 stündiger Einwirkungszeit die
nachstehend wiedergegebenen Analysendaten auf: Viscosität bei 200 ......... 3,50
cP, Gehalt der Trockensubstanz an alkoholfällbaren Pektinstoffen 47,14%, Durchschnittsmolekulargewicht
der alkoholgef. Pektinstoffe . 105 ooo, Zerreißfestigkeit eines mit 100 g Dünnsaft
gekochten Gelees nach L u e r s ............ 198,4 g.
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2. 100 g der gleichen Kultur wie in Beispiel 1 wurden mit einer Lösung
von 2 g Alanin (a-Aminopropionsäure) in 200 ccm Wasser gleichmäßig durchtränkt und
anschließend bei Temperaturen unterhalb 60° getrocknet.
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Mit dem dadurch erhaltenen Trockenpräparat wurde in gleicher Weise,
wie bei Beispiel I angegeben, die Verzuckerung der Stärke im Heißextraktionsdünnsaft
durchgeführt Auch in diesem Falle war die Stärke nach Verlauf I Stunde bereits restlos
verzuckert, und die nach 15 Stunden vorgenommene Prüfung des Dünnsaftes im Hinblick
auf seine wertbestimmenden Eigenschaften ergab folgendes: Viscosität bei 20° ..........
7,96 cP, Gehalt der Trockensubstanz an alkoholfällbaren Pektinstoffen 52,33%, Durchschnittsmolekulargewicht
der alkoholgef. Pektinstoffe I 158 700, Zerreißfestigkeit eines mit IOOg Dünnsaft
gekochten Gelees nach L u e r s ............ 480,1 g.
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Bekanntlich spaltet das in den Aspergillusarten in mehr oder weniger
großer Menge enthaltene pektinaufschließende Enzym Pektinase (von Ehrlich später
als Pektolase bezeichnet) den hochmolekularen Pektinkemplex bis in einfache, echt
lösliche (Mono-) Galakturonsäure. Dabei bewirkt die enzymatische Hydrolyse zunächst
eine Umwandlung des grobdispersen hochmolekularen Pektins in feindisperses von geringerer
Molekül größe. Da nach den neuesten Erkenntnissen in der Pektinchemie die Gelierfähigkeit
eine Funktion der Molekülgröße ist, kann als verläßlichste aller Proben für die
Unversehrtheit des Pektins neben der Molekulargewichtsbestimmung die Bestimmung
der Gelierkraft, die sowohl in der Wissenschaft als auch in der Praxis Eingang gefunden
hat, herangezogen werden. Letztere ist bei den vorstehend mitgeteilten Ausführungsbeispielen,
wie von M e h 1 i t z in Ergebnisse der Apfeltresterforschung (abgedruckt in Vorratspflege
und Lebensmittelforschung, Bd. 2, 1939, S.543) angegeben, durchgeführt worden.