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Verfahren zur Gewinnung von zuckerhaltigen oder alkoholischen Lösungen
bzw. Konzentraten aus stärkehaltigen Knollengewächsen Bei der Verwertung der Kartoffel
auf veredelte Produkte für die Nahrungsmittelindustrie stößt man immer auf die Schwierigkeit.
daß man zuerst die Stärke als Hauptbestandteil isolieren muß. Dabei gehen wegen
des großen Wassergehaltes die anderen wertvollen Bestandteile, wie Eiweiß, Fett
und Wirkstoffe verloren. Eine Gesamtveredelung der Kartoffel scheitert auch daran,
daß sich bei den Konzentraten usw. ein zu hoher Salzgehalt einstellt. Die Herstellung
von abgebauten Kohlehydratpräparaten,wie z. B. Zuckerlösungen u. dgl., geht daher
allgemein von einer isolierten Stärke aus, die z. B. mit Säuren hvdrolisiert oder
durch Enzyme abgebaut wird. Der Versuch, diese Arbeitsweise auf die Gesamtkartoffel
zu übertragen, führt zu dünnen Zuckerlösungen und zuckerähnlichen Abbauprodukten,
die im Geschmack absolut unbefriedigend und als Konzentrate für die menschliche
Ernährung unbrauchbar sind. Diese noch Ionen enthaltenden Zuckerlösungen finden
bekanntermaßen Anwendung zur Gewinnung von Kartoffelsprit durch alkoholische Vergärung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus derartigen Lösungen
hochwertige, ionenfreie Produkte zu gewinnen, und zwar Zuckerlösungen oder alkoholische
Lösungen.
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Es wurde gefunden, daß dies gelingt, wenn man die in an sich bekannter
Weise erzeugten Lösungen der Abbauprodukte in an sich ebenfalls bekannter `''eise
mit Ionenaustauschern behandelt. Überraschenderweise zeigt sich dabei, daß nicht
mir die Entfernung der unerwünschten Mineralbestandteile
erfolgt;
sondern auch eine -wesentliche geschmackliche Verbesserung eintritt. Die rohe Zuckerlösung
schmeckt zwar süß, ist aber ungenießbar, da der hohe Salzgehalt und sonstige Begleitstoffe
Widerwillen erregen. Die erfindungsgemäß durch Ionenaustauscher behandelte Lösung
hat demgegenüber einen rein süßen, angenehmen Geschmack. Es überraschte vor allem,
daß zwar die widerwärtigen Geschmackstoffe entfernt waren, das Aroma bzw. der Charakter
z. B. des Diastasträgers (Malz). aber in voller Höhe erhalten blieb.
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Beim Aufschluß oder bei der Verzuckerung können gleichzeitig Stoffe
zugefügt werden, 'die direkt oder infolge eintretender Reaktionen gewünschte Aromatisierungen
herbeiführen. Auf diese Weise werden wesentlich ausgeglichenere und edlere Aromatisierungen
erreicht, als dies durch nachträgliche Einstellungen mit künstlichen oder natürlichen
Aromastoffen möglich ist. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gereinigten Lösungen
werden durch Eindicken konzentriert und können direkt z. B. als Brotaufstrich oder
Malzbonbons eingesetzt werden oder als Grundstoff für die Süßwaren-, Nährmittel-
und Getränkeindustrie dienen. Sie unterscheiden sich von den aus isolierter Stärke
hergestellten Produkten dadurch, daß sie nicht nur Kohlehydrate, sondern die sehr
wertvollen Eiweiß-, Fett- und Wirkstoffe enthalten, die nach den bisherigen Arbeitsweisen
sinnlos in die Abwässer gegangen sind.
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Unter Ionenaustauschern, die im Sinne dieses Verfahrens zur Anwendung
kommen können, werden alle handelsüblichen Produkte verstanden, die als Kationenaustauscher
beständig gegen Säuren, als Anionenaustauscher beständig gegen Alkalien sind. Vor
allem sind' darunter Ionenaustauscher auf Kohle- bzw. Kunstharzbasis zu verstehen.
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Die Behandlung mit Ionenaustauschern ist nicht an eine bestimmte Reihenfolge
gebunden. Im allgemeinen wird man zuerst über einen als H-Austauscher betriebenen
Kationenaustauscher gehen und anschließend durch einen OH-Austauscher die gebildete
Säure entfernen. Man kann aber auch zuerst über einen Anionenaustauscher gehen.
Vor allem dann, wenn man den Stärkeabbau durch Säurehydrolyse durchführt. Die Behandlung
mit Ionenaustauschern kann gegebenenfalls wiederholt werden.
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Die praktische Durchführung dieses Verfahrens gestaltet sich so, daß
man die rohen, gewaschenen Kartoffeln nach einem Aufschluß durch Dämpfen mit einem
Diastasträger bzw. Malz versetzt; innerhalb einiger Stunden vollzieht sich dann
die Verzuckerung, wobei das Reaktionsgemisch dünnflüssig wird und die unveränderten
Schalen bzw. Zellsubstanzen abfiltriert werden. Diese so erhaltene rohe Zuckerlösung
wird nacheinander über einen H-Ionenaustauscher und anschließend über einen OH-Ionenaustauscher
geschickt. Diese Behandlung mit Ionenaustauschern kann gegebenenfalls mehrmals wiederholt
werden.. Die aus den Ionenaustauschern abfließende Lösung wird in üblicher Weise
eingedickt und verarbeitet. Es liegt im -Sinne der Erfindung, däß die Verzuckerung
in jedem gewünschten Stadium unterbrochen werden kann, so daß man Produkte mit verschiedenen
Verhältnissen, Zucker und höheren Polymeren erhält.
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Die Verwertung der erhaltenen Zuckerlösung kann auch in der Weise
erfolgen, daß man primär eine Vergärung eines Teiles der Zuckersubstanz vornimmt
und erst dann die Entfernung der störenden Salze und Geschmackstoffe vorsieht, so
daß man zu anregenden Getränken mit hohem Nährwert gelangt. Beispiel i io kg Kartoffeln
werden unter einem Druck von a Atm. gekocht. Der Kartoffelbrei wird bei 55 bis 6o°
mit 3 % Gerstenmalz versetzt und so lange bei der Temperatur gehalten, bis die gesamte
Stärke verzuckert ist. Dann wird der inzwischen dünnflüssig gewordene Brei durch
Filtration von den Trubstoffen befreit und die klare Lösung über einen als H-Austauscher
betriebenen Kationenaustatxscher und anschließend über einen OH-Austauscher von
den Salzen befreit. Der entsalzene Saft wird bis zur Sirupkonsistenz eingedickt.
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Ausbeute an Zucker: 8o% der in der Kartoffel enthaltenen Stärke. Beispiel
2 io kg roh geriebene Kartoffeln werden vom Fruchtwasser abgepreßt. Der Filterrückstand
wird in mit Salzsäure angesäuertes kochendes Wasser unter Rühren eingetragen, bis
die Masse Breikonsistenz besitzt. Dann wird der pH-Wert auf 2,7 eingestellt und
im Autoklav bis auf 3 Atm. so lange erhitzt, bis sich gegen Jodlösung keine Stärkereaktion
mehr zeigt. Dann wird der Autoklav abgeblasen und die nunmehr dünnflüssige Lösung
mit Soda bis PH 5,8 abgestumpft. Nach dem Abfiltrieren des Trubs kann die Lösung
mit eiweißfällenden Mitteln und Entfärbungsmitteln je nach Anforderung behandelt
werden. Dann wird die Lösung über einen als H-Austauscher betriebenen Kationenaustauscher
und anschließend über einen OH-Austauscher von den Salzen befreit. Der entsalzene
Saft wird bis zur Sirupkonsistenz eingedickt und kann dann gegebenenfalls vergoren
werden.- Die Vergärung kann auch vor der Behandlung mit Ionenaustauschern stattfinden.
Beispiel 3 io kg Kartoffeln werden unter einem Druck von z Atm. gekocht. Der Kartoffelbrei
wird bei 55° mit 3 0/a Gerstenmalz und i kg geriebenen Äpfeln versetzt und so lange
bei der Temperatur gehalten, bis die gesamte Stärke verzuckert ist. Dann wird der
inzwischen dünnflüssig gewordene Brei durch Filtration von den Trubstoffen befreit
und die klare Lösung über einen als H-Austauscher betriebenen Kationenaustauscher
und anschließend über einen OH-Austauscher von den Salzen befreit. Der entsalzene
Saft wird bis zur Sirupkonsistenz eingedickt.
Das erfindungsgemäße
Verfahren eignet sich nicht nur zur Verwertung von Kartoffeln, sondern auch zur
Verwertung anderer stärkehaltiger Knollengewächse, wie Möhren, Tombinambur, Dahliengewächse
u. dgl.