DE927140C

DE927140C - Verfahren zur Fraktionierung von Staerke

Info

Publication number: DE927140C
Application number: DEC6805A
Authority: DE
Inventors: Willem Christiaan Bus; Pieter Hiemstra
Original assignee: Cooperative Avebe UA
Current assignee: Cooperative Avebe UA
Priority date: 1951-12-15
Filing date: 1952-12-13
Publication date: 1955-04-28
Also published as: DE946339C; GB779261A; US2829987A; GB722586A; BE516156A; DE946338C; BE529328A; CH320288A; BE529330A; FR74703E; FR74704E; FR74702E; GB757449A; GB779262A; FR1080506A; US2822305A; BE529329A; US2829990A; DE946340C; US2829989A

Description

Die meisten in der Natur vorkommenden Stärkesorten betrachtet man als Mischungen von wenigstens zwei Komponenten; eine Fraktion, die hauptsächlich aus linearen Molekülen besteht. Amylose oder Α-Fraktion genannt, und eine zweite, Amylopektin oder B-Fraktion genannt.

Zweck der Erfindung ist, ein neues Verfahren zur Trennung von Stärke in diese zwei Komponenten zu schaffen und, wenn erwünscht, einer Verfärbung der Stärkefraktionen während der Trennung vorzubeugen.

Es sind verschiedene Verfahren zur Fraktionierung in diese beiden Komponenten vorgeschlagen worden. Die älteren Methoden sind für die technische Fabrikation ungeeignet; ausschließlich das Verfahren nach Schoch, bekannt aus der US A.Patentschrift 2515095, scheint für praktische Anwendung geeignet zu sein. Nach diesem Verfahren wird eine warme, klare, verdünnte Stärkelösung hergestellt, indem man Stärke mit einer wäßrigen Lösung von 10 bis 30% einer Mischung von aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen z.B. bei 120⁰C in einem Autoklav verarbeitet. Bei langsamer Abkühlung bis auf Zimmertemperatur scheidet sich die Amylose aus der Lösung aus und kann von der Lösung mit

Hilfe einer Superzentrifuge getrennt werden. Bei weiterer Kühlung kann sich das Amylopektin gleichfalls ausscheiden. Nachteile dieser Methode sind die hohen Kosten, die mit dem Gebrauch einer Superzentrifuge verbunden sind, und die geringe Reinheit der erhaltenen Amylose, die im günstigsten Fall nur 75 %■ ist. Für die weitere Reinigung der Amylose ist wiederholtes Umkristallisieren aus Wasser-Alkohol-Mischungen erforderlich. In Pfmgers Archiv für Ges. Phys. 196, 92 (1922) ist ein Verfahren zur Kontrollierung des Fortschrei tens der Stärkehydrolyse beschrieben, wobei man die Stärke aus. einer i°/oigen wäßrigen Dispersion mit Magnesiumsulfat, Ammoniumsulfat oder Natriumsulfat aussalzt. Ein Hinweis, daß Stärke hierdurch in zwei Fraktionen verschiedener Struktur getrennt werden könnte/ ist in dieser Veröffentlichung nicht zu finden.

Es wurde gefunden, daß durch Auflösen von ao Stärke unter Druck in einer wäßrigen Lösung eines Salzes, das in hoher Konzentration Stärke aus einer wäßrigen Lösung auszufällen vermag, und Kühlen der Lösung zuerst die Amylose aus der ' Lösung in einer Form ausgeschieden wird, die leichte Trennung von Niederschlag und Flüssigkeit ermöglicht. Die Amylopektinfraktion wird durch Weiterkühlen aus der Lösung gleichfalls niedergeschlagen und kann dann leicht von dieser Lösung getrennt werden. Wenn die Salzkonzentration niedriger ist als 5 %>, wird zwar durch Abkühlen bis etwa 20⁰ während längerer Zeit, z..B. 24 Stunden, die'Amylose ausgeschieden, aber das Amylopektin schlägt durch Abkühlen nicht aus dieser Lösung nieder. Das Amylopektin kann aus der Lösung niedergeschlagen werden durch Frieren und später durch Tauen oder durch Zufügung eines Alkohols oder eines anderen mit Wasser mischbaren Stoffes. Die Konzentration des Salzes soll mehr als 5 % und vorzugsweise zwischen 10 und 20 Gewichts-4.0 prozent des wasserfreien Salzes betragen.

Das Verfahren kann angewandt werden bei sämtlichen verschiedenen Stärkesorten, wie z. B. Maisstärke, Weizenstärke, Kartoffelstärke, Tapiokastärke und auch Stärke aus Erbsen und Bohnen. Manchmal empfiehlt es sich, die Stärke vor dem Auflösen zu entfetten; ein Vorteil der Verwendung von Kartoffelstärke ist, daß hierbei ein Entfetten nicht erforderlich ist.

Sehr gute Resultate wurden mit einer Stärkelösung von 3 bis 8% in einer Lösung von Magnesiumsulfat in einer Konzentration von 20 bis 30 g Mg S O₄-7 aq pro 100 ecm Lösung erhalten.

Auch mit konzentrierten Lösungen von (N H₄) ₂ S O₄ und mit Mischungen dieser Salze hat man.

Erfolg.

Die Temperatur, wobei die Stärke aufgelöst wird, soll vorzugsweise mehr als 115⁰C betragen. Bei Temperaturen von 120 bis 125⁰¹C wurden gute Resultate erhalten. Bei höheren Temperaturen, z. B. 150 bis i6o° C, verläuft das Auflösen viel schneller. Dies hat den Vorteil, daß die Stärke weniger hydrolysiert wird als bei i2o'°'C, wodurch das Molekulargewicht der Fraktionen höher bleibt und daher die Trennung der Fraktionen von der Lösung leichter auszuführen ist.

Ein Nachteil dieser höheren Temperatur ist die Bildung von dunkelgefärbten Produkten während des Lösungsverfahrens. Dies ist besonders schlecht, wenn die nach der Ausscheidung der Frakionen resultierende Mutterlauge aufs neue für das Lösen von Stärke angewandt werden soll.

Man fand, daß diese unerwünschte Verfärbung beim Auflösen von Stärke in einer wäßrigen Salzlösung bei hoher Temperatur nahezu vollkommen durch Zufügung einer geringen Menge eines reduzierenden Stoffes an die Lösung vermieden werden kann. Dieser reduzierende Stoff soll beständig sein gegen Einwirkung von Wasser bei der Lösungstemperatur der Stärke. Die für einen guten Schutz ausreichende Menge dieses reduzierenden Stoffes kann ohne weiteres beträchtlich kleiner sein, als der Sauerstoffmenge entspricht, die in der Flüssigkeit und dem Druckgefäß anwesend ist. Geeignete bekannte reduzierende Stoffe sind z. B. Natriumsulfit und Natriumthiosulfat. Eine Menge von 0,006% Natriumsulfit ist genügend, um der Verfärbung der Stärke bei Auflösen bei hoher Temperatur unter Druck in einer wäßrigen Magnesiumsulfatlösung praktisch vollkommen vorzubeugen, während die Menge Sauerstoff, die in Lösung und im Druckgefäß anwesend ist, etwa ο, ι % Natriumsulfit binden könrite. Im allgemeinen wird weniger als 1 Gewichtsprozent des reduzierenden Stoffes zu der Lösung hinzugefügt.

Ein besonderer Vorteil der nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Stärkelösungen ist, daß diese eine sehr niedrige Viskosität haben im Vergleich zu Stärkelösungen in Wasser mit demselben Stärkegehalt. Gemäß Molekulargewichtsmessungen ist diese niedrige Viskosität nicht durch Hydrolyse der Stärke verursacht. Dieser niedrigen Viskosität zufolge ist es möglich, mit viel konzentrierteren Lösungen zu arbeiten, als bei dem bekannten Verfahren. Man kann Stärkekonzentrationen bis 20 Gewichtsprozent verarbeiten, was mit den ¹QS üblichen Verfahren völlig unmöglich ist. Die Fabrikationskosten werden hierdurch erheblich erniedrigt. Bei Stärkelösungen mit einer Konzentration von mehr als etwa 8%>, wie z.B. 15⁰/», kann die Fraktionierung ausgeführt werden mit niedrigeren Salzkonzentrationen als bei Stärkelösungen die weniger als 8% Stärke enthalten.

In einigen Fällen ist es vorteilhaft, eine geringe Menge eines organischen Stoffes (wie beschrieben in der deutschen Patentanmeldung C 5992 IVa/89k) zuzufügen, welcher imstande ist, Amylose aus einer wäßrigen Stärkelösung auszufällen, wie z. B. ein nicht mit Wasser mischbarer Alkohol. Die erforderliche Konzentration dieses organischen Stoffes ist aber sehr viel niedriger als die Konzentrationen, die nach der USA.-Patentschrift 2515095 angewandt werden, und gleichfalls niedriger als die optimale Konzentration (angegeben in der deutschen Patentanmeldung C 5992 IVa/89 k). Nach dem Zusatz verläuft die Ausscheidung des Amyloseniederschlage aus der Lösung noch leichter, und bei

weiterem Kühlen fällt das Amylopektin gleichfalls in einer leicht abzuscheidenden Form aus. Nach Ausscheidung des Amylopektins kann die Mutterlauge aufs neue für das Auflösen von Stärke gebraucht werden. Im allgemeinen sind die zugefügten Mengen dieses organischen Stoffes weniger als 5 Volumprozent.

Ein weiterer erheblicher Vorteil des Gebrauchs von Magnesiumsulfat oder eines ähnlichen Salzes gegenüber dem Schochverfahren ist die schnelle Ausscheidung des Amylopektins; nach dem Schochverfahren ist 12 Stunden Kühlen auf eine Temperatur von etwa o° C erforderlich, während nach dem Verfahren der Erfindung die Amylopektinausscheidung sehr schnell verläuft, z. B. in 10 bis 60 Minuten.

Der gleichzeitige Gebrauch eines Salzes und eines organischen Stoffes ist vorteilhafter als der Gebrauch von nur einem dieser Stoffe und liefert auch einen besseren Ertrag und größere Reinheit der Fraktionen. Auch ist in der Regel die Geschwindigkeit, womit die Amylose und das Amylopektin ausgeschieden werden, besser, wenn mit der Kombination dieser Stoffe gearbeitet wird, als wenn einer der beiden zu dem Wasser hinzugefügt wird, worin die Stärke aufgelöst wird. Die Form der Niederschläge ist sehr günstig, wenn Mg S O₄ · 7 aq in einer Konzentration von 24 bis 27 Gewichtsprozent und eine Lösung, die 3 bis 8 °/o Stärke enthält, gebraucht wird. Ausscheidung des Amyloseniederschlags aus der Mutterlauge kann mit einer normalen Trommelzentrifuge ausgeführt werden, und das Amylopektin kann sogar mit einer Filterpresse von der Mutterlauge getrennt werden.

Der Amyloseertrag und die Reinheit der Amylose sind abhängig sowohl von der ,Konzentration des Magnesiumsulfate als auch von der des Alkohols und der Stärke.

Die ausgeschiedenen Niederschläge enthalten noch Mutterlauge und daher auch noch die darin aufgelösten Stoffe. Der Amyloseniederschlag kann, wenn erwünscht, nach Konzentrierung z. B. durch Auspressen, ausgewaschen werden, was z. B. mit kaltem Wasser geschieht, wozu eine geringe Menge Alkohol hinzugefügt wird. Der Amylopektinniederschlag kann von dem Magnesiumsulfat ebenfalls durch Waschen mit kaltem Wasser befreit werden. Es ist bekannt, daß die Lösbarkeit von verschiedenen Kolloiden durch Salze beeinflußt wird; diese Salze können je nach der Stärke ihres Einflusses in die sogenannte Hoffmeisterreihe gesetzt werden. Die Anionen zeigen eine zunehmende Wirkung in der Reihenfolge Jodid ( Chlorid {Acetat { Tartrat ( Sulfat { Zitrat. Bei den Kationen ist diese Folge K ( Na { Zn ( NH₄ { Mg. Im Prinzip müßten Tartrate, Sulfate und Zitrate von Natrium und den hinter Natrium in der Hoffmeisterreihe stehenden Metallen Einfluß auf die Lösbarkeit von Stärke in Wasser haben. Wenn man diese Salze aber für das Fraktionieren von Stärke zu gebrauchen versucht, entstehen in verschiedenen Fällen Schwierigkeiten.

Bei der Ausführung des Fraktionierprozesses zeigten Zitrate weniger Eignung als die entsprechenden Sulfate, vermutlich weil beim Auflösen von Stärke in zitratenthaltenden Flüssigkeiten Reaktionen zwischen Zitrat und Stärke stattfinden. Weiter zeigten sich auch die Tartrate weniger geeignet als die entsprechenden Sulfate, was übrigens in Übereinstimmung ist mit ihrem Platz in der Hoffmeisterreihe. Infolgedessen sind die Sulfate für das Ausführen des Fraktionierungsprozesses gemäß dem Verfahren am geeignetsten.

Von den Sulfaten gibt Zinksulfat ein weniger günstiges Resultat, da das pjj einer Zinksulfatlösung der benötigten Konzentration niedrig ist und bei niedrigem p_H während der Auflösung eine starke Verfärbung auftritt, die nicht genügend durch Zufügung einer geringen Quantität eines reduzierenden Stoffes verhindert werden kann. Außerdem findet bei diesem niedrigen p_H merkbare Hydrolyse der Stärke bei der hohen, für das Auflösen erforderliche Temperatur statt.

Die günstigsten Resultate wurden erreicht mit Lösungen von Magnesiumsulfat, Ammoniumsulfat oder Natriumsulfat und von Mischungen von zwei oder drei dieser Salze.

Mit Natriumsulfat aber stellt sich die Schwierigkeit ein, daß durch die geringe Lösbarkeit dieses Salzes bei niedriger Temperatur beim Abkühlen einer Stärkelösung bis zu einer Temperatur, bei der das Amylopektin sich abtrennt, in einer wäßrigen Natriumsulfatlösung zu gleicher Zeit ein Teil des Natriumsulfats sich in kristalliner Form aus der Lösung ausscheiden würde. Trennung von Amylopektin und Natriumsulfat durch Auflösen des Salzes in Wasser ist zwar möglich, bedeutet aber einen separaten Arbeitsgang. Außerdem enthält die resultierende Mutterlauge nicht mehr genügend Natriumsulfat, um ohne weitere Zufügung für das Auflösen von Stärke aufs neue gebraucht werden zu können.

Man kann aber ohne Bedenken Gebrauch machen von Lösungen, die Magnesiumsulfat und Natriumsulfat oder Ammoniumsulfat und Natriumsulfat enthalten, oder auch von Lösungen von Magnesiumsulfat, Natriumsulfat und Ammoniumsulfat.

Ammoniumsulfat hat die günstige Eigenschaft, daß Stärke in seinen wäßrigen Lösungen schneller n₀ auflöst als in Lösungen anderer Salze. Ein Nachteil des Ammoniumsulfats ist aber, daß es beim Auflösen eine stärkere Verfärbung der Stärke verursacht -als Magnesiumsulfat; diese Verfärbung kann aber fast ganz durch Zufügung einer geringen Quantität eines reduzierenden Stoffes, wie z. B. Natriumsulfit, verhindert werden.

Die Temperatur, wobei die Amylose und das Amylopektin sich aus der Lösung ausscheiden, wird sowohl von der Konzentration als auch von dem gegenseitigen Verhältnis der Quantitäten dieser Salze beeinflußt. Der Ertrag und die Reinheit der Amylose sind hierbei in verschiedenen Fällen ungleich. Die Ausscheidungstemperaturen von Amylose und Amylopektin aus einigen verschiedenen Lösungen sind in der Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Versuch	Stärke	MgSO₄'- 7aq	(NHJ₂SO₄	Na₂SO₄	Ausscheid.	Ausscheid, temp.
					temp. Amylose	Amylopektin
Nr.	gpro 1	gpro 1	gpro 1	gprol	⁰C	⁰C
17	50	_	200	_	±40°	± 0°
I8	50	—	100	70	±50°	±10°
19	50	152	32		±20°	± 0°
						(langsam)
20	50	152		30	±40°	± 0°
21	50	—		180	± 20° 1)	±10°
22	50	270	•—■	—	60 bis 70°	±20°
23	50	260		—	40 bis 50°	±10°
24	50	250		—	20 bis 30°	± 0°
25	50	135	60	50	45 bis 55°	0-10° ■
26	150	150		—	15 bis 25°	± 0°
27	150	50		—	± 20°²)	—

Aus den Zahlenwerten der Tabelle geht deutlich hervor, daß die Ausscheidungstemperatur sowohl der Amylose wie auch des Amylopektins durch Änderung der Menge und des gegenseitigen Verhältnisses der Salze reguliert werden kann.

Diese Ausscheidungstemperatur der einzelnen Fraktionen wird gleichfalls noch geändert, wenn

Tabelle II

Versuch	Stärke	Alkohol	Q„\|,„	Volum	MgSO₄- 7aq	Auflösung	Amylose	Amylose	Amylopektin
Nr.	Gewichts	ocUze	prozent	Gewichts	temp.	Gewichts	Reinheit	Gewichts
	prozent			prozent	°C	prozent	0/ /0	prozent
I	3	Amylalk.	1,2	25	122°	19,8	± 60	64
2	3	-	1,0	25	122°	26,7	90 bis 95	70
3	3 .	-	0,5	25	.122°	26,2	90 bis 100	68
4	3	-	1,2	25	122°	24,5	± 86	69
5	8	-	1,2	21	120°	27,4	—	— ·
6	8	-	2,2	25	122°	32,8	75 bis 80	55
7	- 8	-	1,2	O	120°	28,3	55	—
8	3	Kaprylalk.	0,1	30	122°	19,0	±85	—
9	3	-	0,035	25	122°	16,7	± 9°	78
IO	3	25	122°	18,3	±85	79

Aus den Versuchen 1, 2, 3 und 4 geht der Einfluß der Zufügung von verschiedenen Mengen Isopentanol auf Magnesiumsulfatlösung hervor, in welcher die Stärke aufgelöst wird. Amylose von maximaler Reinheit wird niedergeschlagen aus einer Lösung, die neben 25 Gewichtsprozent Magnesiumsulfat etwa ι Volumprozent Isopentanol enthält.

Die Amylose kann auch aus einer wäßrigen Lösung ausgeschieden werden, welche ausschließlich 2,2% Amylalkohol enthält (Versuch Nr. 7); aber die Reinheit der Amylose ist in diesem Fall viel geringer, als wenn die Amylose aus einer Lösung mit dem gleichen Stärkegehalt niedergeschlagen wird, welche neben dem Amylalkohol noch Magnesiumsulfat enthält (Versuche Nr. 5 und 6).

Beim Auflösen von Stärke in Wasser findet immer in geringem Maß Abbruch der Stärke statt, wodurch das Molekulargewicht erniedrigt wird. Wenn der Auflösungsprozeß beschleunigt wird, z. B. durch Arbeiten in einem Druckgefäß bei hohen Temperaturen, ist dieser Abbruch zwar geringer, aber je nachdem die Temperatur höher ist, werden während des Auflösens mehr dunkelgefärbte Produkte gebildet, besonders wenn die Stärke in konzentrierten Salzlösungen aufgelöst wird. Diese dunkelgefärbten Produkte haben einen ungünstigen Einfluß auf die Farbe der ausgeschiedenen Fraktionen, insbesondere, wenn die nach Ausscheidung des Amylopektins zurückbleibende Mutterlauge aufs neue für das Auflösen von Stärke gebraucht wird. Demzufolge war es bis jetzt nicht

¹J' Verdünnung mit dem gleichen Volumen Wasser ist erforderlich, um Ausscheidung von Natriumsulfat vorzubeugen; aus dieser verdünnten Lösung scheidet die Amylose sich langsam und meiner schwer von der Lösung zu trennenden Form aus.

²) Nach einer Abkühlungszeit von etwa 24 Stunden.

eine geringe Menge eines organischen Stoffes der Amylose aus einer wäßrigen Lösung niederzuschlagen vermag, wie z. B. Isopentanol, hinzugefügt wird, und eine solche Hinzufügung hat auch Einfluß auf die Menge und die Reinheit der Amylosefraktion. Dieser letzte Einfluß ist in der Tabelle II angegeben.

möglich, Stärkelösungen zu diesem Zweck in wäßrigen Salzlösungen bei Temperaturen über 120° C herzustellen. Sogar bei dieser Temperatur hat der während des Auflösens stattfindende Abbruch schon einen merkbar ungünstigen Einfluß auf die Zentrifugierbarkeit der Fraktionen.

Es wurde angenommen, daß diese Verfärbung bei höheren Temperaturen die Folge von oxydativem Zerfall der Stärke ist. Es wurde versucht, diesen durch Arbeiten in einer Stickstoffatmosphäre zu verhindern. Hiermit wurde tatsächlich eine Verbesserung erzielt, jedoch war der Erfolg nicht genügend, und die Kosten des Verfahrens wurden hierdurch nicht unbeträchtlich erhöht. Damit man nämlich eine einigermaßen merkbare Verbesserung erhält, muß die Stärkelösung völlig von Sauerstoff befreit werden, was durch Durchleiten von Stickstoff bei Kochtemperatur während ungefähr ι Stunde geschehen kann.

Fügt man einen reduzierenden Stoff zu, welcher gegenüber Wasser bei der Auflösungstemperatur der Stärke beständig ist, so genügt eine Menge, die beträchtlich kleiner ist als die Menge, die dem in der Flüssigkeit und im Druckgefäß anwesenden Sauerstoff entspricht, um die Verfärbung während des Auflösens bei Temperaturen von I2o° C und höher nahezu vollkommen zu verhindern.

Als geeignete reduzierende Stoffe können z. B. Natritimsttlfit und Natrktmtfhiosulfat genannt werden.

Es zeigte sich, daß Natriumsulfit in einer Konzentration von o,oo6°A> ausreichend war, um eine Verfärbung von Stärke beim Auflösen in einer Magnesiumsulfatlösung vorzubeugen, während die Sauerstoffmenge, welche im System anwesend war, eine Menge von 0,05% Natriumsulfit hätte binden können.

Das Vorbeugen von Verfärbung ist insbesondere wesentlich, wenn die Stärkefraktionierung als ein Kreislaufverfahren ausgeführt wird, mit anderen Worten, wenn die Mutterlauge, woraus die Stärke ausgeschieden wird, aufs neue zum Stärkelösen gebraucht wird.

Beispiel I Tabelle III

Versuch	p_Hvor	Ph hinter	r_H vor Druck	rjj hinter Druck	Na₂SO₃	MgO	Farbe	Farbe	Farbe
Nr.	Druck gefäß	Druck gefäß	gefäß MV	gefäß MV	Vo anhydrisch	0/ /0	Mutter lauge	Amylose	Amylopektin
I	7.9I	7.70	+ 49	+ 50	0,05	0,006	farblos
2	7,60	7.70	+ 41	+ 50	0,05	0,006	farblos	—	—
3	7,60	7.50	+ 51	+ 55	0,05	0,006	sehr hell	—	—
							grau
4	7.53	7,16	+ 40	+ 22	0,05	0,006	hellgrau	weiß	weiß
5	7.19	6,80	+ 22	+ 16	0,05	0,006	hellgrau	•—·	—
6	7,12	7.50	+ 28	+ 23	0,05	0,006	hellgrau	weiß	weiß

NB: Die Menge Abbruchprodukte in der Mutterlauge, nach sechsmaligem Gebrauch, Abkühlen bis auf 20°C und nach 24 Stunden Stehen, wurde bestimmt in Versuch Nr. 6 und zeigte o,5°/₀. Diese Bestimmung wurde mittels zweier unabhängiger Methoden vorgenommen, nämlich 1. gravimetrisch, durch Eindampfen und Veraschung, und 2. oxydimetrisch, durch Oxydieren mit Chromsäure und jodometrisches Bestimmen des verbrauchten O₂. Beide Methoden gaben dasselbe Resultat.

Lösungsmittel Eine wäßrige Magnesiumsulfatlösung, die 270 g Magnesiumsulfat · 7 aq pro Liter enthielt.

Kartoffelstärkekonzentration 50 g pro Liter.

Erhitzungstemperatur i6o° C.

Erhitzungsdauer .... 15 Minuten.

Ph Wird mit Hilfe von Mg O

zwischen 7 und 8 festgehalten.

γη Wird von Natriumsulfit

0,05 % konstant gehalten.

Eine Reihe von Versuchen wurde vorgenommen, wobei die bei jedem Versuch erhaltene Mutterlauge (die Lösung, die zurückbleibt, nachdem alle Kohlenhydrate durch Zentrifugieren entfernt worden sind, die nach 24 Stunden Stehen bei 20⁰ C ausgeschieden sind) als Fraktioniermilieu für den nächsten Versuch gebraucht wird.

Diese Bearbeitung wurde bis sechsmal wiederholt, so daß bei dem sechsten Versuch also eine Mutterlauge gebraucht wurde, die fünfmal den gesamten Fraktionierkreis durchlaufen hat.

Das Resultat dieser Versuche ist in der Tabelle III festgehalten worden.

Es.geht daraus hervor, daß es möglich ist, durch Zufügung einer geringen Menge Natriumsulfat das rH der Lösung während des Auflösungsverfahrens innerhalb gewünschter Schranken zu halten und damit bei geringerem Abbruch während des Auflösens der Verfärbung vorzubeugen. Es ist von Vorteil, einen Stoff wie z.B. MgO hinzuzufügen, um das pn der Lösung etwa konstant zu -120 halten.

Auch wenn eine wäßrige Lösung von Natriumsulfat oder Ammoniumsulfat als Fraktionierflüssigkeit gebraucht wird, wird durch Zufügung eines Reduktionsmittels ein ähnliches Resultat erreicht.

Es muß aber hierbei erwähnt werden, daß Ammoniumsulfat viel stärkere Verfärbungen als Magnesiumsiuäifat verursacht und daß diese stärkere Verfärbung nicht völlig aufgehoben warden kann. Einige weitere Beispiele, wie das Verfahren der Erfindung mit Kartoffelstärke, entfetteter Maisstärke oder entfetteter Weizenstärke ausgeführt werden kann, folgen.

Beispiel II

5 Gewichtsprozent Stärke werden durch 2V2-stündiges Autoklavieren bei 125⁰C in einem Druckgefäß in einer Lösung aufgelöst, die 25 g Mg S O₄ · 7 aq und 1 ecm Amylalkohol pro 100 ecm Lösung enthält. Beim Abkühlen auf etwa 90⁰ C scheidet sich Amylose nahezu· quantitativ aus der Lösung in einer Form aus, die leichte Trennung von Flüssigkeit und Niederschlag mit einer Zentrifuge zuläßt und wobei die Zeit für die BiI-dung des Niederschlags nur einige Minuten beträgt.

Bei weiterem Abkühlen bis etwa o° C wurde

das Amylopektin nahezu völlig in etwa Va Stunde aus der Mutterlauge ausgeschieden, gleichfalls in einer Form, die leichte Trennung von Flüssigkeit und Niederschlag zuläßt.

Die zurückbleibende Mutterlauge kann aufs neue für das Auflösen von Stärke gebraucht werden.

Beispiel III

8 Gewichtsprozent Stärke werden während 15 Minuten in einer Lösung auf eine Temperatur von i6o° C in einem Druckgefäß erhitzt, die 27 Gewichtsprozent Mg S O₄ · 7 aq nebst 0,03 % MgO und 0,01% Na₂ S O₃ enthält. Beim Abkühlen

der Lösung auf etwa 65⁰C wird die Amylose nahezu quantitativ niedergeschlagen. Nach Trennung von Niederschlag und Lösung wird weitergekühlt, wobei bei etwa 15⁰C das Amylopektin sich nahezu quantitativ aus der Lösung in einer leicht zentrifugierbaren Form ausscheidet.

Beispiel IV

8 Gewichtsprozent Stärke werden bei i6o° C während 5 Minuten in einer Lösung erhitzt, die 20 Gewichtsprozent (NILJ₂SO₄, 0,03 Gewichtsprozent Mg O und ο, ι Gewichtsprozent Na₂ S O₃ enthält. Hierbei löst sie sich nahezu völlig auf. Bei nachfolgendem Abkühlen auf etwa 40⁰ C scheidet sich die Amylose nahezu völlig aus, der Niederschlag ist leicht von der Flüssigkeit zu trennen. Nach Trennung ist weiteres Abkühlen bis auf etwa o° C während 1 Stunde genügend, um das Amylopektin zur Ausscheidung zu. bringen. ■

Beispiel V

15 Gewichtsprozent Stärke werden während " 30 Minuten auf eine Temperatur von i6o° C in einem Druckgefäß erhitzt in einer Lösung, die 15 Gewichtsprozent Mg S O₄- 7 aq nebst 0,08% MgO und 0,1 °/o Na₂SO₃ enthält. Beim Abkühlen der Lösung auf etwa 20⁰C scheiden sich 70% der anwesenden Amylose in einer Reinheit von 80% aus. Nach Trennung von Niederschlag und Lösung

wird weitergekühlt, wonach das Amylopektin bei o° C sich ausscheidet. 6g

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Fraktionierung von Stärke mit Hilfe wäßriger Salzlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß Stärke durch Erhitzen unter Druck in einer wäßrigen Lösung von mindestens einem Salz aufgelöst wird, welches imstande ist, Stärke aus einer wäßrigen Lösung niederzuschlagen, worauf die Flüssigkeit abkühlt, die ausgeschiedene Amylose aber getrennt und durch weiteres Abkühlen der Flüssigkeit das Amylopektin ausgeschieden und von der Mutterlauge getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 3 bis 8 Gewichtsprozent Stärke durch Erhitzen unter Druck in einer wäßrigen Lösung von 25 bis 30 g Mg S O₄ · 7 aq pro 100 ecm Lösung aufgelöst werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 8 bis 20 Gewichtsprozent Stärke durch Erhitzen unter Druck in einer wäßrigen Lösung von 12 bis 30 g Mg S O₄ ■ 7 aq pro 100 ecm Lösung aufgelöst werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke unter Druck bei einer Temperatur von wenigstens 120⁰ C aufgelöst wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke unter Druckbereiner Temperatur von 150 bis i6o^p C aufgelöst wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung der Stärke in Gegenwart eines in weniger als 1 °/o vorhandenen reduzierenden Stoffes, der in Wasser bei der Lösungstemperatur beständig ist, erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zurückbleibende Mutterlauge aufs neue für das Auflösen von Stärke gebraucht wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung der Stärke in Gegenwart einer in 5 Volumprozent vorhandenen organischen Verbindung, die imstande ist, Amylose aus einer wäßrigen Stärke- no lösung niederzuschlagen, erfolgt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf lösung der Stärke in Gegenwart eines in weniger als 1 °/o vorhandenen reduzierenden Stoffes, beständig in Wasser bei der Lösungstemperatur und einer in weniger als 5 Volumprozent vorhandenen organischen Verbindung, die Amylose aus einer wäßrigen Stärkelösung niederzuschlagen vermag, erfolgt. ' "

IQ. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß 3 bis 20 Gewichtsprozent Stärke durch Erhitzung unter Druck in einer wäßrigen Lösung, welche wenigstens zwei der Stoffe Magnesiumsulfat, Ammoniumsulfat und Natriumsulfat enthält, aufgelöst werden.

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