FI57129B - Foerfarande foer framstaellning av fruktos ur kornig staerkelse - Google Patents

Description

1^71 rB] KUULUTUSJULKAISU C710o lj '1Ί' utlAgg N I NGSSKKI ft OflZy

C (45) Patentti ^y^iv'Uy 1) :6 1 vCO

^ v ' (51) Kv.ik.*/int.ci.* C 13 K 11/00 C 07 H 1/02 C 13 K 1/06 C 12 D 13/02 SUOMI —FINLAND (21) PK*nttihik«mu» — P*t*nttn*6knln| 7508U6 (22) H«k*ml*pilYl—An*ökninpdt| 21.03-75 (23) ΑΙΙαιρβΜ— GIMgh«tad>g 21.03-75 (41) Tullut JulklMksi — Bllvlt offwicllf 22-09-76 hUMtl- rekiit.rlh.Httu. (+,) |. kutj.ll»».

Patent* och raglstaratyralMn ' AmBk*n utlagd och utljkrMkwt puMkand 29-02.00 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeui —Begird prloritet (71) CPC International Inc., International Plaza, Englewood Cliffs,

New Jersey 07632, USA(US) , (72) Ronald Emil Hebeda, Woodridge, Illinois, Harry Woods Leach, Chicago

Illinois, USA(US), Raoul Guillaume Philippe Walon, Bryssel, Belgia-Belgien(BE) (I1*) Oy Roister Ab (5U) Menetelmä fruktoosin valmistamiseksi raemaisesta tärkkelyksestä -Förfarande för framställning av fruktos ur kornig stärkelse r Tärkkelys on polymeerinen, erittäin suuren molekyylipainon omaava hiili-hydraattimateriaali. Sen monomeeriyksiköt päättyvät anhydroglukoosiyksiköihin ja tärkkelyksen hydrolysoituessa täydellisesti saadaan glukoosia. Glukoosi voidaan isomeroida fruktoosiksi käyttäen alkalista tai entsymaattista katalyyttiä. Fruktoosin merkitys on viime aikoina suuresti kasvanut, kun on keksitty menetelmä glukoosin muuttamiseksi fruktoosiksi nyös entsymaattisen katalyysin ^ avulla.

Kaikesta maailmassa kulutetusta "sokerista" on sakkaroosi ylivoimaisesti tavallisimmin käytetty. Se on erittäin pysyvä tuote ja sen makeutusominai-suudet ovat erittäin hyvät. Se ei kuitenkaan ole täysin vapaa haitoista, koska suurina pitoisuuksina se pyrkii kiteytymään ja vaikuttaa täten haitallisesti sitä sisältävän ruuan rakenteeseen ja ulkonäköön. Lisäksi jotkut sanovat, että sen makeudesta puuttuu syvyys ja täyteläisyys. Glukoosi on vaihtoehto, mutta glukoosilta puuttuu sakkaroosille ominainen voimakas makeus. Glukoosin makeuden katsotaan yleensä olevan noin 6Ο-8Ο % sakkaroosin makeudesta ja glukoosin 2 57129 myyntihinta on vastaavasti pienempi kuin sakkaroosin. Samoin kuin sakkaroosi glukoosi pyrkii kiteytymään helposti.

Fruktoosi puolestaan on vielä makeampaa kuin sakkaroosi, eikä sillä ole epäedullista kiteytymistaipumusta.

Fruktoosia ei kuitenkaan esiinny luonnossa suurina määrinä, ja sen valmistus tähän mennessä on ollut vaikeaa. Sen valmistus sakkaroosista hydrolysoimalla suolahapolla tai entsyymi-invertaasin avulla on kauan ollut tunnettu. Tässä hydrolyysissä saadaan niin sanottua inverttisokeria, josta puolet on fruktoosia ja puolet glukoosia.

Tärkkelyksen täydellinen konversio fruktoosiksi käsittää tavallisesti kolme erillistä päävaihetta: tärkkelyksen hydrolysoiminen, jonka jälkeen suoritetaan sokeriksi muuttaminen ja sitten vuorostaan isomerointi. Ensimmäisessä vaiheessa tärkkelyksen vesilietettä kuumennetaan tärkkelyksen gelatinoimieeksi ja samanaikaisesti sitä käsitellään alfa-amylaasilla tai hapolla sen muuttamiseksi hydrolyysivälituotteeksi, jonka viskositeetti on huomattavasti alempi kuin alkuperäisen tahnamaisen tärkkelysseoksen viskositeetti. Toisessa vaiheessa, tälle hydrolyysivälituotteelle suoritetaan sokeriksi muuttaminen, so. se konvertoidaan glukoosiksi käsittelemällä sokeroivalla entsyymillä, esim. gluko-amylaasilla. Kolmannessa vaiheessa tätä glukoosituotetta käsitellään isomeraa-silla, jolloin muodostuu tuote, joka sisältää noin puolet glukoosia ja puolet fruktoosia, tai emäksellä, kuten natriumhydroksidilla tuotteen muodostamiseksi, joka sisältää korkeintaan noin 30 % fruktoosia.

Jokainen edellä mainituista vaiheista suoritetaan erilaisissa pH- ja lämpötila-olosuhteissa kunkin vaiheen hyötysuhteen optimoimiseksi. Täten on välttämätöntä suorittaa huomattavia säätöjä näissä olosuhteissa jokaista vaihetta varten, jolloin tuloksena on prosessin kokonaishyötysuhteen huomattava aleneminen.

Esiteltävän keksinnön pääkohteena on parannetun menetelmän aikaansaaminen tärkkelyksen konvertoimiseksi fruktoosiksi.

Esiteltävän keksinnön seuraavana kohteena on menetelmän aikaansaaminen, jossa fruktoosin saanto on suuri.

Esiteltävän keksinnön seuraavana kohteena on menetelmän aikaansaaminen, jolle on tunnusomaista verrattain matalien lämpötilojen käyttö.

Vielä esiteltävän keksinnön kohteena on menetelmän aikaansaaminen, joka voidaan tarkoituksenmukaisesti ja taloudellisesti suorittaa yhtenä vaiheena.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että raemaista tärkkelystä sekoitetaan veden, bakteerisen alfa-amylaasin, glukoamylaasin ja glukoosi-isomeraasin kanssa l+0-70°C:n lämpötilassa, tärkkelyksen geeliytymispisteen 3 57129 alapuolella «ja pH-arvossa 5»0-7,0 pitäen tärkkelys oleellisesti raemaisena, kunnes muodostuu liukoinen fruktoosia sisältävä hydrolysaatti, jolloin mahdollisesti jäänyt liukenematon tärkkelys on pääasiassa raemaisena ja geeliytymättö-mänä.

Tärkkelys voi olla mitä tahansa yleisesti saatavaa lajia, mukaan luettuna maissitärkkelys, vahamainen tärkkelys, saago, durra ja vastaavat. Vahamaiset ja ei-vahamaiset tärkkelykset ovat sopivia. Kuten on mainittu, tärkkelys on raemaista. Karkeaa maissijauhoa ja muita suuren tärkkelyspitoisuuden omaavia raaka-aineita voidaan käyttää tyydyttävästi. Maissitärkkelys on suositeltava raaka-aine sen helpon saatavuuden vuoksi.

Eräs menetelmän huomattava etu on, että se voidaan suorittaa vesilietteessä verrattain suurina pitoisuuksina. Tärkkelyslietteen kiinteäainepitoisuus on yleensä alueella noin 10-70 %\ tavallisesti kiinteäainepitoisuus on 20-50 %. Luonnollisesti voidaan käyttää pienempiäkin pitoisuuksia ja yleensä pitoisuuden laskiessa tärkkelyksen liukenevuus kasvaa ja siten fruktoosin saanto suurenee. Käytännössä on kuitenkin useimmissa tapauksissa erittäin edullista käyttää pieniä tilavuusmääriä, so. suuria tärkkelyspitoisuuksia. Tämä poistaa tai ainakin huomattavasti alentaa verrattain kallista konversioseoksen väkevöimistä ennen fruktoosin lopullista erottamista. Eräissä tapauksissa kuitenkin suuremman saannon antama etu voi olla riittävä tämän epäkohdan korvaamiseksi ja noin 10 $:n kiinteäainepitoisuudet ovat suositeltavia.

Esiteltävä menetelmä sallii tärkkelyksen liuottamisen 90 j£:sti tai enemmän 30-Uo %:ssa vesilietteessä. Lisäksi liukenematonta tärkkelystä voidaan kierrättää sen liuottamiseksi ja sen muuttamiseksi fruktoosiksi, jolloin kokonaishyöty-,, suhde paranee. Tällaisen kierrätysvaiheen lisäetuna on se, että huomattava määrä entsyymin aktiivisuudesta saadaan talteen. Täten saadun liuenneen tärkkelyksen dekstroosiekvivalentti (dekstroosi = fruktoosi) (D.E.) on 90-95· Termillä "D.E." tarkoitetaan tässä osoittamaan isomeroidun hydrolysaatin pelkistävän sokerin pitoisuutta laskettuna fruktoosina ja ilmaistuna painoprosentteina läsnäolevasta kuiva-aineesta.

Bakteeri-alfa-anylaasi om sellainen, joka on aktiivinen verrattain alhaisilla pH-arvoilla, so. alueella noin 5,0-7,0 ja myös verrattain matalissa lämpötiloissa, so. käytetyn tärkkelyksen geeliytymispisteen alapuolella olevissa lämpötiloissa. Tällaisten alfa-amylaasien suositeltaviin lähteisiin kuuluvat määrätyt Bacillus mikro-organismilajit, kuten B. subtilis, B. licheniformis, B. coagulans ja B. anyloliquefaciens. Sopivia alfa-asy leaseja on esitetty DE-hakemusjulkaisussa n:o 2 025 7^8 ja USA-patentissa 3 697 378. Erityisen k 57129 sopivia amylaaseja ovat B. licheniformis-lajista johdetut, kuten edellä mainitussa DE-hakemusjulkaisussa on esitetty. Erittäin sopiva on alfa-amylaasi johdettuna B. licheniformis kannasta NCIB 8059; muita erityisen sopivia mikro-organismeja ovat B. licheniformis-kannat NCIB 8059, ATCC 6598, ATCC 663U, ATCC 8U80, ATCC 99^5A ja ATCC 119^5· Erästä tällaista alfa-amylaasivalmistetta kutsutaan kauppanimellä "THERMAMYL" jota myy Novo Terapeutisk Läboratorium, Kööpenhamina, Tanska. THERMAMYL'in tärkeimmät ominaisuudet ovat seuraavat: a) se on lämpöä kestävä; h) se on aktiivinen suurella pH-alueella; ja c) sen aktiivisuus ja lämpökesto ovat riippumattomia lisättyjen kalsium-ionien läsnäolosta.

Sopivan valmisteen analyysi on seuraava: - kuiva-ainetta, % 9^,6

- alfa-anylaasi-aktiivisuus yks./g (sellaisenaan) 9»12U

- proteiinia, % kuivapainosta 21,2 - tuhkaa, % kuivapainosta 6k,k - kalsiumia, % kuivapainosta U,9

Muihin sopiviin alfa-amylaaseihin kuuluvat "THERMAMYL 60 (neste) ja "THERMAMYL 120"®(kiinteä aine), joiden analyysit ovat seuraavat: "THERMAMYL 60" "THERMAMYL 120"

Kuiva-ainetta, % 35 98,8

Alfa-amylaasi-aktiivisuus, yks./g (sellaisenaan) 1,156 2,105

Proteiinia, % kuivapainosta 26,5 21,2

Tuhkaa, % kuivapainosta 60,1 91,2

Kalsiumia, % kuivapainosta 0,0U 0,72

Natriumia, % kuivapainosta 12,3 12,2 Käyttökelpoisia alfa-amylaaseja ovat lisäksi seuraavat: 5 57129

Taulukko I

Entsyymi valmiste Yhtiö Muoto Aktiivisuus "Rhozyme H-39" Rohm & Haas jauhe U,87^ yks./g "Takamine HT-1000" Miles jauhe 3,7^0 yks./g "Tenase" Miles neste 2,0^3 yks./ml "Dex-Lo MM" Wallerstein neste 1,213 yks./ml "Novo SP-96" Novo jauhe 7,310 yks./g "Novo B. subtilis" Novo neste 1,599 yks./ml "Kleistase GM-16" Daiwa Kasai jauhe 26,593 yks./g "Kleistase L-1" Daiva Kasai neste 1,91ö yks./ml "Rapidase SP-250" Societe "Rapidase" jauhe 11,655 yks./g

France Käytettävän bakteeri-alfa-amylaasin määrä on alueella noin 1,0-25 yksikköä grammaa kohti tärkkelystä (kuivapaino). Suurempien määrien käyttö ei tuo mukanaan mitään käytännöllisiä etuja', tärkkelyksen kasvanut liukenevuus, joka saavutetaan käyttämällä enemmän kuin 25 yksikköä grammaa kohti, ei korvaa lisääntyneitä entsyymikustennuksia.

Alfa-amylaasin aktiivisuus määritetään seuraavasti:

Entsyymin annetaan reagoida standarditärkkelysliuoksen kanssa valvotuissa olosuhteissa. Entsyymin aktiivisuus määrätään tärkkelyksen hydrolyysi-asteen perusteella, joka määritetään mittaamalla spektrofotometrisesti jodin kanssa muodostunut väri. Bakteeri-alfa-amylaasin aktiivisuuden yksikkö on se määrä entsyymiä, joka tarvitaan hydrolysoimaan 10 g tärkkelystä minuutissa käsittely-olosuhteissa. Menetelmää voidaan soveltaa bakteeri-alfa-anjylaasiin teolliset valmisteet mukaanluettuina paitsi materiaaleihin, jotka omaavat huomattavan sokeroimisaktiivisuuden.

0,3-0,5 grammaa kiinteää näytettä tai 0,3“1»0 ml nestemäistä näytettä " liuotetaan riittävään määrään 0,0025 M kalsiumkloridin vesiliuosta entsyymi- liuoksen saamiseksi, joka sisältää noin 0,25 aktiivisuusyksikköä ml:aa kohti.

Seos, joka sisältää 10 ml 1 $:sta Lintner-tärkkelysliuosta, tasapainoi-tettu 6o°C:een, ja 1 ml tutkittavaa entsyyminäytettä sekoitetaan keskenään ja seosta pidetään 60°C:n vakiolämpötilassa olevassa hauteessa tarkoin 10 minuuttia.

1 ml:n näyte lisätään seokseen, joka sisältää 1 ml 1 M suolahapon vesiliuosta ja noin 50 ml tislattua vettä. Happamen näytteen jodivärjäyskyky määrätään lisäämällä 3,0 ml 0,05 £:sta vesipitoista jodiliuosta, laimentamalla 100 ml:n tilavuuteen tislatulla vedellä ja sekoittamalla hyvin. Liuoksen absorptiokyky 6 57129 tislatun veden suhteen mitataan 620 nm:llä 2 cm:n kennossa. Samanlainen mittaus suoritetaan standarditärkkelysliuoksella (johon on lisätty vettä entsyymiliuoksen asemesta) ve rt ailuabsorpti on määräämiseksi.

Entsyymin aktiivisuus, yksiköitä grammaa tai millilitraa kohti on: (vertailuabsorptio-näytteen absorptio) x laimennuskerroin x 50 vertailuabsorptio x 10 x 10

Glukoamylaasi voi olla jokin hyvin tunnetuista amylaasivalmisteista, erikoisesti sellainen, joka on johdettu Aspergillus-, Endonyces- tai Rhizopus-sukuun kuuluvasta mikro-organismista. Erikoisen suositeltava glukoamylaasi on se, joka saadaan USA-patentissa 3 0k2 58I1 esitetyn menetelmän avulla (Kool et ai), jossa sieniperäisestä amylaasivalmisteesta poistetaan epäsuotava transglukosidaasi käsittelemällä sitä vesipitoisessa väliaineessa savimineraalin avulla. Käytetyn glukoanylaasin määrä on alueella noin 0,1-5,0 yksikköä grammaa kohti tärkkelystä (kuivapainosta). Entsyymin hinta/teho-suhteen perusteella käytetään edullisesti noin 0,25 yksikköä glukoamylaasi a grammaa kohti tärkkelystä (kuivapainosta).

Glukoamyläänin aktiivisuus määritetään seuraavasti:

Substraattina on 15~18 D.E.:n maissitärkkelyksen happohydrolysaatti liuotettuna veteen ja laimennettuna U,0 g:n kuiva-ainepitoisuuteen 100 ml kohti liuosta. 50 ml liuosta pipetoidaan 100 ml:n mittapulloon. Pulloon lisätään 5y0 ml 1,0 molaarista natriumasetaatti-etikkahappopuskuriliuosta (pH = k,3). Pullo sijoitetaan vesihauteeseen 60°C:n lämpötilaan ja 10 minuutin kuluttua lisätään sopiva määrä entsyymivalmistetta. Tarkalleen 120 minuutin kuluttua entsyymivalmisteen lisäämisen jälkeen liuos säädetään fenolftaleiini-muutospisteeseen yksinormaalisella natriumhydroksidilla. Liuos jäähdytetään sitten huoneen lämpötilaan ja laimennetaan täyteen tilavuuteen. Pelkistävien sokerien määrä, laskettuna glukoosina, määritetään laimennetusta näytteestä ja vertailunäytteestä, johon ei ole lisätty entsyymivalmistetta. Glukoamylaasin aktiivisuus lasketaan seuraavasti: a-

2 x E

jolloin A = glukoamy laas in aktiivisuusyksiköitä ml kohti (tai grammaa kohti) entsyymi-valmistetta.

S = pelkistävää sokeria entsyymillä konvertoidussa näytteessä, grammaa 100 millilitraa kohti.

τ 57129 Β * pelkistävää sokeria vertailynäytteessä, grammaa 100 millilitraa kohti.

E = käytetyn entsyymi valmi steen määrä, millilitraa (tai grammaa).

"S" ei saa olla suurempi kuin 1,0 gramma 100 millilitraa kohti.

Isomeraasi voi olla mikä tahansa entsyymi, joka pystyy konvertoimaan glukoosin fruktoosiksi. Näitä tunnetaan nykyisin useita, joista mainittakoon Steptonyces-suvun mikro-organismien avulla valmistetut. Suositeltava laji on S. albus YT-No 5 (ATCC n:o 21 132). Muita ovat S. bobiliae, S. fradiae, S. roseochromogens, S. olivacens, S. californicus, S. vinacens, S. virginiae, S. olivochromogenes ja S. phaeochromogenes. Isomeraasit valmistettuina Arthro-bacter-suvun mikro-organismeista, esim. A. nov. sp. NRRL B-372^*, A. nov. sp.

NRRL B-3725, A. nov. sp. NRRL B-3726, A. nov. sp. NRRL B~3727 ja A. nov. sp.

NRRL B-3728, ovat myös käyttökelpoisia. Samoin myös isomeraasit valmistettuina Lactobacillus-suvun mikro-organismeista, esim. L. brevis, L. Mannitopens ja L. buchneri, samoin Aerobacter cloacae ja A. aerogenes.

Käytetyn isomeraasin määrä on alueella noin 0,1-20 yksikköä grammaa kohti tärkkelystä (kuivapainosta). Tavallisesti suositeltavassa tapauksessa käytetään alueella noin 0,2-2,0 olevaa määrää.

Isomeraasin aktiivisuus määritetään seuraavasti:

Menettely käsittää glukoosiliuoksesta muodostuneen ketoosin spektro-fotometrisen määrityksen standardisoiduissa olosuhteissa.

Analysoitava entsyymi valmiste laimennetaan ensin niin, että se sisältää 1-6 isomeraasiyksikköä millilitraa kohti.

Varastoi!uos valmistetaan seuraavasti:

Aineosa Määrä 0,1 M MgSO^ . 7H20 1 ml 0,01 M CoCl2 . 6H20 1 ml 1 M fosfaattipuskuri, pH 7*5 0,5 ml vedetön D-glukoosi 1 ,H g tislattu vesi kunnes kokonaistilavuus on 7,5 ml

Entsymäattinen isomerointi suoritetaan lisäämällä 1 ml entsyymivalmistetta 3 ml:aan varastoliuosta ja inkuboimalla 30 minuuttia 60°C:ssa. Tämän inkubointi-jakson päätyttyä otetaan 1 ml:n näyte ja pannaan 9 ml:aan 0,5 N perkloorihappoa. Jäähdytetty näyte laimennetaan sitten 250 ml:n kokonaistilavuuteen. Vertailun vuoksi menettely toistettiin korvaamalla entsyymivalmistetta liuoksessa inku-bointijakson alkaessa 1 ml:11a vettä.

Ketoosi määritetään sitten kysteiini-rikkihappomenetelmän avulla.Kts. Dische et ai, J. Biol. Chem. 192, sivu 5Ö3 (1951) * Tämän analyysin tarkoituksia varten e 57129 yksi isomeraasi-yksikkö määritellään entsyymiaktiviteetin määräksi, joka tarvitaan muodostamaan yksi mikromooli fruktoosia minuutissa esitetyissä iso-merointiolosuhteiss a.

Esitetyn menetelmän reaktioseoksen lämpötilan tulee, kuten on mainittu, olla noin Uo-70°C. Tavallisesti lämpötila on tämän alueen yläosassa, mutta kuitenkin alempi kuin se lämpötila, jossa tärkkelys geeliytyy. Menetelmän erityisenä etuna on se, että vältytään korkeiden lämpötilojen käytöltä. Tämän avulla saavutetaan huomattava säästö menetelmässä käytetyn lämmön hinnassa ja minimoidaan värillisten aineiden muodostuminen, mikä puolestaan säästää puhdistus-kustannuksia.

Sopivan pH-arvon valinta riippuu kulloisestakin.menetelmässä käytetystä entsyymistä. Edullisimmin hydrolysointi, sokerointi- ja isomeraasi-entsyymien optimivaikutukset olisivat samalla pH-arvolla, mutta -tavallisesti tämä on epätodennäköistä. Glukoany 1 aasi on sokeroimisentsyymi ja sen optimitehokkuus on pH-alueella 3,5-5,0. Alfa-aaylaasin optimitehokkuus on pH-alueella 5,5~7, eikä se ole riittävän tehokas pH:n ollessa pienempi kuin 5 halutun tärkkelyksen liukenevuuden saamiseksi. Isomeraasit ovat yleensä tehokkaita vielä korkeammilla pH-arvoilla, so. alueella 7,0-9,0. On siten yllättävää, että kaikki nämä kolme entsyymiä toimivat yhdessä samassa pH-arvossa. Keksinnön tarkoituksiin sopiva pH on 5,0-7,0.

Hydrolyysiseoksen tulisi sisältää magnesium- ja koboltti-ioneja. Nämä voidaan lisätä magnesiumsulfaattiheksahydraattina (MgSO^.öHgO) ja kobolttikloridi-heptahydraattina (CoClg.THgO). Näiden suolojen tai muiden vesiliukoisten magnesium- ja kobolttisuolojen määrien tulee olla sellaisia, että liuokseen saadaan noin 0,005-0,10 moolia litraa kohti magnesiumioneja ja noin 0,000ΙΟ,005 moolia litraa kohti koboltti-ioneja. Nämä ionit näissä pitoisuuksissa parantavat isomeraasin tehokkuutta eikä niillä havaita olevan haitallisia vaikutuksia muiden entsyymien tehoon.

Vaikkakin kalsiumionin tiedetään vaikuttavan edullisesti alfa-amylaasin tehokkuuteen, ei sen lisääminen tämän keksinnön mukaiseen konversioseökseen ole välttämätöntä ja määrätyissä suositeltavissa tapauksissa on edullista olla lisäämättä sitä, koska on havaittu sen vaikuttavan haitallisesti isomeraasin tehoon ja täten fruktoosin lopulliseen saantoon.

Kuten esimerkissä 1 osoitetaan, 73 % tärkkelyksestä liukenee 18 tunnissa saannon ollessa 29,3 % (liuenneesta tärkkelyksestä) fruktoosia. h2 tunnin kuluttua vastaavat arvot ovat 81 % liuennutta tärkkelystä ja 36,6 % fruktoosia ja 67 tunnin kuluttua vastaavat arvot ovat 91 % ja 38,9 %· Esimerkissä 2 enemmän 9 57129 kuin 98 % tärkkelyksestä on liuennut U8 tunnin aikana ja U0,7 % tästä liuenneesta tärkkelyksestä on muuttunut fruktoosiksi.

Seuraavissa esimerkeissä on esitetty eräitä keksinnön yksityiskohtia.

Esimerkki 1 32,7 #:een (18,U Baume) raemaisen maissitärkkelyksen vesisuspensioon lisätään 0,01 moolia magnesiumioneja (magnesiumsulfaattiheksahydraattina) ja 0,001 moolia koboltti-ioneja (kobolttikloridiheptahydraattina) ja pH säädetään arvoon 5,7« Lisätään tarvittaessa natriumkarbonaattia (yksihormaalisena vesi-liuoksena) pH:n säilyttämiseksi tässä arvossa. Lämpötila säädetään 60°C:een ja pidetään siinä sekä lisätään 0,075 % (6,8 yks./g tärkkelystä) alfa-aaoy-laasia "Thermamyl" , 0,1 % (0,2 yks./g tärkkelystä) glukoamylaasia (valmistettu US-patentin 3 0^2 58^ menetelmällä) ja 0,8 % (0,32 yks./g tärkkelystä) iso-^ meraasia (Streptonyces albus YT-5).

Saatiin seuraavat tulokset:

Aika (tuntia) 18 k2 67 D.S. suodoksessa ^ 2k % 26tk % 29»8 %

Suodoksen D.E. 93,6 % 9^tk % 9^,1 %

Fruktoosia suodoksessa 29,3 % 1 36,5 % 1 38,3 % 1

Glukoosia suodoksessa 62 % ^ 57Λ % 53,8 % ^ kiinteistä aineista laskettuna 2 .. . „ D.S. = kiinteitä aineita

Liuennut osa on suodos, joka saadaan suodatettaessa konversioseos. Suodatus tapahtuu helposti, koska konversioseoksessa ei ole gelatinoitunutta tärk-- kelystä. Edellä mainitun reaktion päätyttyä raemaista tärkkelystä oli k % kökonai smaäräst ä.

Esimerkki 2 ^ U0,9 $:een (23 Baume) raemaisen tärkkelyksen vesisuspensioon lisätään koboltti-ioneja ja magnesiumioneja kuten esimerkissä 1. Suspension pH säädetään arvoon 5,7 ja pidetään tässä arvossa konversion aikana lisäämällä tarvittaessa yksinormaalista natriumkarbonaattiliuosta. Lämpötila pidetään 60°C:ssa ja 0,15 % (13,7 aktiivisuusyksikköä grammaa kohti tärkkelystä) "THERMAMYL" ® alfa-anylaasia, 0,1 % (0,2 yks./g tärkkelystä) glukoamylaasia ja 0,8 % (0,33 yks./g tärkkelystä) isameraasia (Streptonyces albus YT-5) lisätään. Lietettä pidetään U8 tuntia 60°C:ssa ja suodatetaan sitten. Suodokselle on tunnusomaista seuraavat analyyttiset arvot: 10 571 29 D.S. Ηθ,2 % D.E. 91,5 %

Fruktoosi 1+0,7 % 1

Glukoosi 51 %

Tuhka (% sui- 0,35 % faatti d.e.) Tärkkelyskoe negatiivinen ^ kiinteistä aineista.

Esimerkki 3

Valmi st et aan raemaisesta maissitärkkelyksestä 25 paino-/G:nen vesiliete, joka sisältää seuraavat aineosat: 125 g maissitärkkelystä 250 ml 1,0 N vesipitoista kaliumfosfaattipuskuria, pH * 7,5 5 ml 1,0 N magnesiumsulfaattiheksahydraattia 5 ml 0,1 N kobolttikloridiheptahydraattia

Riittävästi kalsiumkloridin vesiliuosta kalsiumionien saamiseksi arvoon 100 ppm.

Alfa-amylaasia (Bacillus licheniformis), 5 aktiivisuusyksikköä/g tärkkelystä (kuivapaino)

Glukoamylaasia (1,0 aktiivisuusyksikköä/g tärkkelystä (kuivapaino)

Isomeraasia (Streptomyces olivochromogenes), 10 aktiivisuusyksikköä/g tärkkelystä (kuivapaino).

Edellä mainittua vesilietettä pidetään 60°C:ssa 2k tuntia, pH säädetään arvoon 6,0 lisäämällä tarvittaessa kaliumhydroksidin vesiliuosta. Konversio-seos suodatetaan ja suodoksen pH säädetään arvoon H,5 lisäämällä suolahappoa ja keitetään entsyymien tekemiseksi tehottomiksi. Kiinteäainepitoisuus on HU,9 % alkuperäisestä raemaisesta tärkkelyksestä, mikä tarkoittaa, että 55»1 % raemaisesta tärkkelyksestä on liuennut. Tämän liuenneen tärkkelystuotteen glukoosi-pitoisuuden on havaittu olevan 51,2 % ja ketoosi-(fruktoosi) pitoisuuden 20,6 %t molemmat laskettuina kiinteäainepitoisuudesta.

Esimerkki H

Esimerkin 3 menettely toistetaan paitsi, että pH pidetään koko ajan arvossa 6,5. Liuenneen tärkkelyksen osuus on H8,8 % ja tämän liuenneen osan glukoosipitoisuus on 36,1 %\ ketoosi- (fruktoosi) pitoisuus on 23,0 %.

Kaikki osat ja prosenttiluvut tässä käytettynä ovat painon mukaan, ellei toisin ole mainittu.

Claims (7)

1. Menetelmä tärkkelyksen muuttamiseksi fruktoosiksi, tunnettu siitä, että raemaista tärkkelystä sekoitetaan veden, bakteerisen alfa-amy-laasin, glukoamylaasin ja glukoosi-isomeraasin kanssa l+0-70°C:n lämpötilassa, tärkkelyksen geeliytymispisteen alapuolella ja pH-arvossa 5,0-7,0 pitäen tärkkelys oleellisesti raemaisena, kunnes muodostuu liukoinen fruktoosia sisältävä hydrolysaatti, jolloin mahdollisesti jäänyt liukenematon tärkkelys on pääasiassa raemaisena ja geeliytymättömänä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys on maissitärkkelystä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunn ettu siitä, että tärkkelyksen pitoisuus on 10-70 %. 1*. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetyn bakteerisen alfa-amylaasin määrä on sellainen, että aktiivisuudeksi saadaan 1,0-25 yksikköä grammaa kohti tärkkelystä.

5· Jonkin patenttivaatimuksen 1-1+ mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetyn glukoamylaasin määrä on sellainen, että aktiivisuudeksi saadaan 0,1-5,0 yksikköä grammaa, kohti tärkkelystä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetyn isomeraasin määrä on sellainen, että aktiivisuudeksi saadaan 0,1-20 yksikköä grammaa kohti tärkkelystä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bakteerinen alfa-amylaasi on johdettu Bacillus-mikro-organismista, edullisesti Bacillus· licheniformis-lajista. ^ 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että glukoosi-isomeraasi saadaan Streptomyces-mikro-organismista, edullisesti Streptomyces albus-lajista, erityisesti kannasta Streptomyces albus YT-5 (ATCC n:o 21 132).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään 90 % tärkkelyksestä liukenee.