NO136372B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for økonomisk fremstilling av stivelsessukkerprodukter inneholdende rett - kjedede oligosaccharider med lavere viskositet enn vanlige stivelsessukkere, hvilke stivelsessukkerprodukter inneholder glucose, fructose og maltose' i mindre mengder, unntatt fremstilling av pulverformige stivelsessukkerprodukter ved fremgangsmåten i krav 1 av hovedpateritet rir. 134-955, ved hvilken fremgangsmåte rensede stivelsesoppslemninger inneholdende 30 - 40% stivelse som er fremstilt fra forskjellige st ivelsesarter, efter forvansk-ning ved oppvarmning til en temperatur på 80 - 18Q°C og anvendelse av en syre eller forskjellige amyla ser ,. f . eks . a-amylase, (3-amylase og glucoamylase, og isomeraser, avkjøles til en temperatur på 40 - 70°C, karakterisert ved at det f or væskede, avkjølte" materiale underkastes innvirkning av en a-1,6-glucosidase og

ett eller flere enzymer valgt blant a-amylas.e, (3-amylase, gluco-amylase og isomerase, forutsatt at mengden av |3-amylase ikke er. høyere enn 10 [ i/ g, i valgfri rekkefølge.

Konvensjonelt syreomsatt stivelsessirup har en dextroseekvi-valentverdi (DE-verdi) fra 20 til 60. En stivelsessirup med en DE-verdi på 20 er altfor viskøs for. nedkokning, og den er bare lite søt. Sirup med en DE-verdi på 60 er lite viskos, men smaker ganske sott. Innholdet av glucose, maltose og oligosaccharider, sdtsmak, viskositet og andre egenskaper bestemmes altså av stivelsessirupens DE-verdi. Produktets sothet og viskositet kan derfor ikke reguleres fritt og uavhengig av hverandre. En annen ulempe ved den syreomsatte sirup er at både denssothet og smak er irriterende sterke, hvilket er uheldig når sirupen anvendes for fremstilling av konditorvarer.

På den annen side er enzymomsatt sirup vel egnet for anvendelse til konditorvarer på grunn av dens milde smak og sothet. Imidlertid er den vanligvis altfor viskos. Grunnen til den hoye viskositet er sannsynligvis gjenværende amylopectinlignende hoymolekylære dextriner. Det bor også påpekes at de enzymer som anvendes for omsetning har en spesiell innvirkning på substratet. F.eks. forhindres fullstendig nedbrytning av stivelsen med a- eller (3-amylase i nærvær av a-1,6-glucosidbindinger, og derved dannes a- eller (3-dextriner. Dette gir som resultat et produkt med hoy viskositet. På grunn av dette har ne-sten ingen av de forskjellige spesifikke enzymer som er kjent som amylaser hittil vært anvendt for fremstilling av stivelsessirup.

Undersøkelser har vært utfort for å eliminere' de nevnte bak-deler ved konvensjonell fremgangsmåte i den hensikt å kombinere bruken av enzym og syre, hvorved man fritt kan regulere forholdet mellom stivelsessirupens sothet og viskositet, og dessuten modifisere produktenes sothet og smak ved at sirupen kan fremstilies med en dnsket sammensetning. Man har nu funnet at man kan anvende en a-1,6-glucosidase, som hydrolyserer a-1,6-glucosidbindingene, som forhindrer den enzymatiske virkning av a- og (3-amylaser. Derved kan åmylasene virke fritt. Man modifiserer også oligosaccharidenes molekylstruktur således at man er-holder dextriner med rette kjeder i stedet for de tidligere forgrenede molekylstrukturer.. På denne måte reduseres produktenes viskositet.

Prinsippene for fremstilling av stivelsessirup ved anvendelse av a-1,6-glucosidaser skal forklares i det fdlgende: På grunn av de nevnte ulemper ved fremstilling av stivelsessirup ved anvendelse av bare syre, vil beskrivelsen i det vesentlige omfatte fremstilling av enzymomsatt sirup.

Et antall amylolytiske enzymer anvendes ved omsetningen, slike som a-amylase, (3-amylase, glucoamylase, saccharogeh-a-amylase og isomerase. Forskjellige kombinasjoner av disse enzymer bbr rent teoretisk gi siruper med mange forskjellige sammensetninger. Den enzymatiske

virkning av a- eller (3-amylase avbrytes•imidlertid ved a-1,6-bindingene i stivelsesmolekylene. Det er spesielt amylopectinet i stivelsen som

har forgrenet molekylstruktur. Derved dannes hoyviskose a- eller (3-dextriner som gjor det vanskelig å koke sirupen ved den efterfolgende fremstilling av sotsaker. Dessuten er det umulig fritt å modifisere sammensetningen med hensyn til maltose, glucose etc.

Av de ovenfor nevnte grunner ansees det for fordelaktig å lose stivelsen i vann i en slik tilstand at ubetydelig amylolyse finner sted, og derefter nedbryter stivelsen med en a-1,6-glucosidase til en amylose med rette kjeder. For dette formål kan vannsuspensjon-en av stivelse oppvarmes til en temperatur under 18Q°C, hvorved man fremmer dispergeringen og opplbsning.

Alternativt kan stivelsessuspensjonen forvæskes i nærvær av a-amylase ved en kort oppvarmning ved en temperatur på ca. 90°C som er en ovre temperaturgrense for enzymet deaktiviseres. Der skjer da ingen ytterligere amylolyse, og fullstendig dispergering og opplosning finner sted. Det er videre mulig å oppnå opplosning ved oppvarmning av stivelsessuspensjonen ved en lav pH-verdi ved en temperatur på ca. 120°C eller hdyere i et kortere tidsrom (f.eks. 10 - 15 minutter ved pH 4). I alle tilfelle avkjdles den oppnådde stivelsesopplosning raskt og omsettes med en a-1,6-glucosidase innen retrogradering av stivelsen finner sted. På denne måte erholdes en amyloseppplosning som kan nedbrytes fullstendig av a- eller (3-amylase. Når denne opplosning på passende måte nedbrytes med a-, eller (3-amylase eller gluco-amylase, oppnåes en stivelsessirup som inneholder passende mengder oligosaccharider, maltose og glucose, og de gjenværende dextriner utgjdres i det vesentlige av molekyler med rette kjeder.

Man oppnår et produkt som hovedsakelig inneholder oligosaccharider med rette kjeder og i en mindre utstrekning glucose og maltose. Stivelsessiruper med forskjellige sammensetninger har hittil ikke vært kommersielt tilgjengelige, og de har helt nye an-vendelsesområder. Hvis man har en sirup med hoy DE-verdi, som hovedsakelig består av glucose, og som oppviser krystallinske egenskaper,

er det mulig å omsette halvparten av glucosen til fructose ved påvirkning med glucoseisomerase, hvorved man oppnår en usedvanlig velsmakende sirup.

Når en a-1,6-glucosidase tilsettes sirupsorter, som er fremstillet på forskjellig måte, nedbrytes dextrinet eller oligosaccharid-ene til molekyler med rette kjeder. Sirupen kan altså modifiseres til lavviskdse produkter med fullstendig forskjellig smak og forskjellige fysikalske egenskaper.

a-l,6-glucosidaser, de spesielle enzymer som anvendes i henhold til oppfinnelsen, har lenge vært kjent under navnet R-enzymer eller isoamyl-aser, og er funnet i planter og gjær. Nylig har en pullulanase blitt isolert fra bakterier [(Biochem, 2, 334, 79 (1961)], og den har vært anvendt ved studier av strukturen til polysaccharider. Den enzymatiske aktivitet hos disse enzymer er imidlertid så svak at de ikke kun-ne anvendes innenfor stivelsesindustrien.

Man har nu isolert a-1,6-glucosidaseprodusérende bakterier fra mange typekulturer og jordbakterieprdver på mange forskjellige ste-der. Man har isolert bakterier som produserer enzymer med sterk enzymatisk aktivitet, tilhørende stammer av slektene Escherichia, Pseudomonas, Micrococcus, Agrobacterium, Azotobacter, Bacillus, Erwinia, Leuconostoc, Mycobacterium, Pediococcus, Sarcina, Serratia, Staphylococcus og Streptococcus. Man har også isolert stammer som produserer varmebe-standige enzymer fra artene Lactobacillus og Actinomycetales, såsom Nocardia, Actinomyces, Streptomyces, Micromonospora og Cermonospora.

Ingen a-amylase er i ren form kommersielt tilgjengelig, og ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blev der anvendt enzymer son erholdes fra hvete ved ekstraksjon med vann (britisk patent-skrift nr. 1.130.397), eller et enzym som erholdes ved malning, sam-ménpresning og ekstraksjon av rå batat eller kassava, eller lignendé. Enzymer fra disse vegetabilske kilder, selv i form av ekstrahert væske, som ikke efterbehandles inneholder bare en liten mengde forurens-ninger, slike som andre amylaser og proteiner. Forskjellig fra (3~ amylaseekstrakt fra soyabdnner kan- disse enzymer anvendes industrielt uten at det er nddvendig med noen ekstra behandling. Det er særskilt økonomisk å benytte enzymoppldsninger fra hvetekli eller batat, da disse kan erholdes i hoye konsentrasjoner med hoyt utbytte.

Den stivelse som anvendes som utgangsmateriale kan oppnåes fra mais, poteter, batat og hvete eller kan være vokslignende maisstivelse eller maisstivelse med hoyt amyloseinnhold eller lignende. Det er fordelaktig å benytte stivelse med hoyt amyloseinnhold, da man bn-sker å fremstille sirup som inneholder ikke forgrenede oligosacchari-dér, men denne stivelse er fremdeles for kostbar, og anvendes derfor vanligvis ikke. I stedet anvendes enten maisstivelse, potetstivelse eller tapiokastivelse som det nestbeste alternativ. Selv ora hoye sti-velseskonsentrasjoner er velegnet for fremstilling av vanlig sirup, oppnåes i henhold til oppfinnelsen gode resultater med noe lavere konsentrasjoner på grunn av de anvendte enzymers natur. Fordelaktig anvendes stivelseskonsentrasj oner i stdrrelsesorden 30 - 40 % i de neden-

for beskrevne forsdk.

Oppfinnelsen beskrives nærmere under henvisning til den ved-lagte tegning som skjematisk viser et anlegg for utfdrelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Forvæskningen utfores kontinuerlig, mens forsukringen utfores trinnvis, da forsukringen tar lengere tid. I en blandingsbeholder 1 innfores et enzym, syre og vann i forut-bestemte mengder, og pH-verdien samt konsentrasjonen reguleres. Den derved oppnådde stivelsessuspens jon pumpes inn i en f orvæskningsanor.d-ning 2 hvor den omrdres kraftig og oppvarmes til en temperatur som er tilstrekkelig hoy til å oppldse stivelsen. Oppvarmningen skjer ved direkte.innblåsning av damp. Stivelsesoppldsningen holdes derefter i beholderen 3 i en tid som er tilstrekkelig til å justere DE-verdien, hvorefter suspensjonen overfores gjennom en reduksjonsventil til en vakuumkjdler 4 hvor den.raskt kjoles ned til en forutbestemt temperatur. Samtidig tilsettes kontinuerlig en amylasemengde som er tilstrekkelig for den fdrste omsetning. Blandingen overfores til en for-forsukringsbeholder 6 hvor den omrdres kraftig. Derfra pumpes den til den fdrste forsukringsbeholder 7, og derefter til den annen forsukringsbeholder 8, hvor det annet trinn i forsukringen utfores ved tilsetning av enzymer. Oppholdstiden under forvæskningen reguleres ved dkning eller minskning av antall væskegjennomganger i beholderen 3. Oppholdstiden for den fdrste focsukring reguleres ved dkhing eller minskning av mengden av væske i beholderen.

Hvor lett forvæskning oppnåes, er avhengig av stivelsestypen. Maisstivelse er vanskelig å forvæske. Potetstivelse loses efter tilsetning av et forvæsknirgsenzym og oppvarmes til. 90°C, således at enzymene inaktiveres så lite som mulig. Stivelsen forvæskes raskt og nedbrytes derefter på passende måte. Om pH-verdien senkes noe ved tilsetning av en syre, opploses potetstivelsen raskt i lopet av kort tid.

De enzymer som blev benyttet var: a-amylase fremstillet av Bacillus subtilis (et kommersielt produkt fremstilt av Nagase Sangyo Co., Ltd. under navnet Neospitas) som forvæskningsenzym. Et enzym ekstrahert fra hvetøcli (britisk patent nr. 1.130.398) eller Bacillus polymyxa ATCC 8523 som (3-amylase. En enzymatisk produkt av Rhizopus delemar (et produkt fra Shin-Nihon Kagaku Co., Ltd.) som glucoamylase. Som a-1,6-glucosidase blev der benyttet et enzym fra Pseudomonas amyloderamosa ATCC 21262 eller Escherichia intermedium ATCC 21073. Som strålesopp blev der benyttet Streptomyces diastochronoges IFO 3337, Actinomyces grobisporus IFO 12208, Nocardia asteroides IFO 3384, Micromonospora IFO 12515, Cermonospora viridis IFO 12207 og i tillegg Agrobacterium tumef aciens IFO 30 35, Azotobacter indicus IFO 3744, Bacillus cereus IFO 3001, Erwinia aroideae IFO 3830, Lactobacillus plantarum ATCC 3008, Leuconostoc mes-enteroides IFO 3426, Mycobacterium phlei IFO 3153, Micrococcus lysodeikticus IFO 3333, Pediococcus acidilactici IFO 3884, Sarcina lutea IFO 3232, Serratia indica IFO 3759, Staphylococcus aureus IFO 3061 eller Streptococcus faecalis IFO 3128.

Aktiviteten av a-araylase blev bestemt på folgende måte: En blanding bestående av 1 g vannfri potetstivelse, 1 ml 0,1 M acetatbuf-fer og 8 ml vann blev innfort i flere prdveror, som hadde en indre di-ameter på 18 mm. Til proverorene blev der tilsatt enzymopplbsninger av forskjellige konsentrasjoner i 1 ml porsjoner. Rorene blev oppvar-met i kokende vann under kraftig rysting, og da stivelsen hadde gela-tinert, blev rorene holdt ved 65°C i 15 minutter. Derefter blev rorene igjen satt i kokende vann i 10 minutter for å deaktivere enzymene. Ef ter avkjdling i vann ved 17°C i 3 minutter blev der til hvert ror tilsatt 1 ml av en 0,1 %-ig fuksinoppldsning, og rorene blev vendt to ganger med gjenlukkede åpninger. Opplbsningene blev på denne måte jevnt farvede og klare. Den enzymoppldsning som hadde den laveste konsentrasjon, blev gitt aktivitetsverdien 1.

Aktiviteten av S-amylase blev bestemt på folgende måte: 5 ral av en 1 %-ig opplosning av en opploselig stivelse, 4 ml 0,1 M acetat-bufferopplosnin g og 1 ml av en enzymoppldsning blev blandet, og blandingen fikk reagere ved 40°C i 30 minutter. Enzymopplbsninger av forskjellige konsentrasjoner blev benyttet. Den derved dannede mengde reduserende sukkerarter blev bestemt som maltose, og den enzymoppldsning son på denne måte gav 10 mg maltose fikk aktivitetsverdien 1.

Aktiviteten av glucoamylase blev bestemt på folgende måte:

5 ml av en 1 %-ig opplosning av opploselig stivelse, 4 ml 0,1 M acetatbufferopplbsning (pH 4,5) og 1 ml av en enzymopplbsning blev blandet og fikk reagere ved 40°C i 30 minutter. Der blev benyttet enzymopplbsninger med forskjellige konsentrasjoner. De derved dannede reduserende sukkerarter blev bestemt som glucose, og den enzymopplbsning som på denne måte gav IO mg glucose, fikk aktivitetsverdien 1.

Aktiviteten av a-1,6-glucosidase blev bestemt på folgende måte: 1 ml av en enzymopplbsning, 5 ml av en 1 %-ig opplosning av glu-tinholdig risstivelse og 1 ml av en 0,5 M acetatbufferopplbsning blev blandet og fikk reagere ved 40°C i 30 minutter. 0,5 ral av reaksjons-opplbsnin gen blev tilsatt i en opplosning som bestod av 0,5 ml 0,01 M jodkaliumjodidopplbsning og 15 ml 0,01 -N svovelsyre. Derved fikk blan-dingen umiddelbart en blåaktig purpurfarve. Efter 15 minutter blev opp-lbsningens ekstinksjon målt ved en bdlgelengde på 620 mjJ., og forskjel-len mellom den målte verdi og den verdi som blev oppnådd umiddelbart

efter reaksjonen blev beregnet. En enzymoppldsning med en differanse på 0,01 fikk aktivitetsverdien 1.

Fremstilling av enzymopplds ningene

1. Escherichia "intermedium ATCC 21073 i en mengde av 1 platinaldkke blev inokulert i lOO ml av et kulturinedium som inneholde 0,5 % maltose, 0,8 % peptoner og 0,5 % natriumnitrat i en 500 ml Sakaguchi-kolbe. a-1,6-glucosidase aktiviteten i kulturoppløsningen oppnådde en maksimalverdi efter en inkubasjonstid på 48 timer ved 30°C, under hvilket opplesningen blev rystet i et frem- og tilbakegående rysteapparat (125 cycler/min.). Derefter blev soppen fraskilt ved hjelp av en sen-trifugalseparator for utvinnelse av den enzymholdige opplosning.

I Enzymet blev isolert fra den isoamylaseinneholdende opplosning ved at man utskilte de fraksjoner som falt ut i en 15 - 48 % ammoniumsulfatopplosning. Det awannede og tdrkede enzym blev anvendt i form av en enzymoppldsning med forutbestemt konsentrasjon. Den optimale pH-verdi var 5,5 - 6,0, <p>g den optimale temperatur var 45°C.

2. a-1, 6-glucosidase fra Pseudomohas amyloderamosa SB-15 ATCC

21262 blev fremstillet på folgende måte: Stammen blev inokulert i et sterilt medium som hadde en pH-verdi på 7 og inneholde 2 % maltoée, 0,2 % natriumglutamat, 0,3 % (NH4)2HP04, 0,1 % KH2P04 og 0,05 % MgS04'7H90, og blev dyrket under omrysting ved 38°C i 120 timer. Efter dyrkning blev oppldsningens enzymatiske aktivitet bestemt til 180 - 220 enheter pr. ml. Oppldsningen blev sentrifugert ved IO .000 omdreininger/minutt i 10 minutter for utfeldning av soppen.

Under avkjdling og omrdring blev der tilsatt kold aceton til den sentrifugerte opplosning opp til én konsentrasjon på 75 %, hvorved enzymet blev utfeldt. Enzymet blev oppsamlet ved sentrifugering og der-ef ter frysetdrket under vakuum. På denne måte blev der oppnådd a-1,6-glucosidase i pulverform med et utbytte på 80 - 90 %. Produktet var stabilt i torr tilstand. Det er mulig å rense produktet ved en ytterligere behandling, for eksempel ved utsaltning med ammoniumsulfat. Den optimale pH-verdi med hensyn til aktiviteten var 3, og produktet var stabilt i pH-orarådet 3-6. Den optimale arbeidstemperatur var 40 - 50°C. 3. Lactobacillus plantarum ATCC 8OO8 blev inokulert i 7 ml av et sterilt medium som inneholdt 1 % pepton, 0,5 % gjærekstrakt, 0,1 % K2HP04, 0,05 % NaCl, 0,05 % MgS04«7H20 , 0,001 % FeSO^ Tti^, 0,0002 % MnS04-4H20, 0,7 % forvæsket stivelse og 5 % maltose. Efter 1 dogns stillestående inkubasjon ved 30°C blev opplosningen overfort til IO media som pånytt blev inkubert stillestående ved 30°C i 2 ddgn. Efter avsluttet inkubasjon var pH-verdien 4,0, exo-a&tiviteten 16, og endo-aktiviteten var 17. Den totale aktivitet var 33 enheter/ml.

Micrococcus lysodeikticus IFO 3333 fra fersk skråkultur blev inokulert i en mengde av 1 platinaldkke i hver av fire foredlings-media (hver på 100 ml), sora hadde en pH-verdi på 7,0 og inneholdt 1 % maltose, 0,5 % pepton, 0,25 % gjærekstrakt, 0,2 % carbamid, 0,2 % kjdttekstrakt, 0,1 % K2HP04, 0,45 % KC1 og 0,05 % MgS04'7H20. Inkuba-sjonstiden var 1 ddgn. De derved erholdte fire media blev overfort til 20 beholdere, og luftet inkubasjon blev gjennomfort under omrdring med 200 omdieininger/min. ved 30°C i 3 ddgn. Slutt-pH-verdien var 3,2, exo-aktiviteten var 12, endo-aktiviteten var 39. Den totale aktivitet var 51 enheter/ml.

De ovenfor beskrevne kulturvæsker blev underkastet sentrifu-galseparering for oppsamling av soppene, som siden blev vasket én gang med rent vann og derefter suspendert i en bufferoppldsning (pH 7,0) inneholdende 0,1 % SDS. Der blev omrdrt ved 30°C i 2 ddgn for å fremkalle autolyse, hvorefter soppen blev adskilt fra opplosningen ved hjelp av sentrifugeseparering. Til hver og en av de sentrifugerte væsker blev tilsatt ammoniumsulfat til en metningsgrad på 0,8. De resulterende bunnfall blev opplost i vann og dialysert mot vann i 1 dogn og derefter sentrifugert. De derved oppnådde sentrifugerte væsker blev anvendt som de respektive enzymoppldsninger.

De optimale pH-verdier var 5-6,5 for Lactobacillus og ca. 6-7 for Micrococcus. De optimale temperaturer var ca. 45°C for Micrococcus og ca. 50 - 60°C for Lactobacillus, som viser at disse enzymer har en stdrre varraebestandighet enn andre enzymer. 4. De arter som tilhører Actinomycetales, dvs. arter av slektene Streptcmyces, Actinomyces, Nocardia, Micromonospora og Cermonospora, blev hver inn-podet i en mengde av 1 platinaldkke i et kulturmedium som hadde en pH-verdi på 7,0, og som var sterilisert på vanlig måte ved 120°C i 20 minutter. Kulturmediet inneholdt 1 % forvæsket stivelse, 0,5 % pepton, 0,5 % kjdttekstrakt og 0,5 % salt. Der blev inkubert i 1 liters kolber ved rystning ved 30°C i fire ddgn.

Enzymoppldsningen blev utsaltet méd svovelsyre ved en metningsgrad på 0,4 - 0,6, behandlet med 0,02 N acetatbufferoppldsning

(pH 7), og renset ved adsorpsjon på DEAE-cellulose og utvasket med 0,02 N acetatbufferoppldsning og 0,5 N NaCl-oppldsning. Den optimale pH-verdi var 5,0 - 7,0, og den optimale temperatur var 50 - 60°C. De erholdte enzymer utviste således en hdyere varmestabilitet enn andre enzymer. 5. 11 andre enzymproduserende arter, dvs. arter av slektene Agrobacterium,

Azotobacter, Bacillus, Erwinia, Leuconostoc, Mycobacterium, Pediococcus, Sarcina, Serratia, Staphylococcus og Streptococcus, blev hver og en inkubert under rysting i et sterilt kulturmedium som inneholdt 1,0 % pepton, 0,5 % gjærekstrakt, 0,1 % K2HP04, 0,05 % NaCl, 0,05 % MgS04.7H20, 0,001 % FeS04-7H20 og 1,4 % forvæsket stivelse. Inkuba-sjonen blev utfort i 1 liters kolber i 4 ddgn. Soppene blev adskilt ved sentrifugering og suspendert i en bufferoppldsning inneholdende 0,1 % SDS. Suspensjonen blev onrdrt i 2 ddgn for å fremkalle autolyse. De derved oppnådde væsker blev oppsamlet og renset ved utsaltning med ammoniumsulfat ved en metningsgrad på 0,8, hvorefter bunnfallet blev opplost i vann. Oppløsningene blev dialysert i 24 timer og derefter sentrifugert. De derved erholdte oppldsninger blev anvendt som enzymoppldsninger. Den optimale pH-verdi var ca. 5-7, og den optimale temperatur var 45 - 50°C.

6. Bacillus polymyxa, som produserer et enzym av S-typen, blev

dyrket under rysting ved 30°C i 4 ddgn i et sterilt dyrknings-medium som inneholdt 2 % opploselig stivelse, 0,5 % NH4C1, 0,1 % gjærekstrakt, 0,055 % K2HP04, 0,014 % NaHP04, 0,025 % MgS04 og 0,5 % CaOOg. Dyrkningen blev foretatt i 1 liters kolber. Kulturopplosningene blev sentrifugert i IO minutter, hvorefter soppen blev suspendert i 2 ml acetatbufferoppldsning,(pH 6,0) + 3 ml vann. Suspensjonen blev

underkastet ultralydbehandling i 20 minutter og derefter sentrifugert. Den resulterende opplosning blev anvendt som enzymoppldsning.

Bestemmelse av sukkersammensetning

Den amylolyserte opplosning blev renset med aktivt kull eller ionebytter. De enkelte komponenter blev separert ved hjelp av papirkromatografi og derefter ekstrahert med vann. Bestanddelene blev hydrolysert, hvorefter bestemmelsen blev utfort i henhold til Somogyl's metode. Innholdet av hver bestanddel er angitt i prosent av det totale fundne sukkerinnhold.

Nedbrytningsgraden i den f orvæskede oppldsning og i den Jbr-sukrede oppldsning angis i prosent, beregnet påO,9 ganger totalt" sukkerinnhold efter nedbrytning av direkte reduserende sukkerarter med

saltsyre i henhold til Lane-Eynon's metode.

I forsøkene 1 og 2 var nedbrytningsgraden efter forvæskning

lav, og oppløsningene var meget viskose. Derefter avkjøltes hver prb-veopplbsning raskt, blev blandet med enzym og omrort kraftig i forforsuk-ringsbeholderen for å unngå retrogradering. I begge tilfelle blev pH-verdien justert til 6,0, og temperaturen holdt under 50°C. Oppholdstiden blev trukket ut til 20-30 timer for å sikre at reaksjonen skul-le bli fullstendig. I forsokene 3, 4 og 5 blev mengden av (3-amylase eller gluco-amylase justert, hvorved man regulerte amylolysegraden.

Da det annet forsukringstrinn bestemmer sammensetningen av den resulterende sirup, må tilsetningen av enzymmengde og oppholdstid reguleres. Den amylose som blev dannet ved forsdk 1 ved nedbrytning av a-1,6-glucosidbindingene, ble vel blandet med a-amylase, hvorved der blev oppnådd en lavviskds sirup som hovedsakelig bestod av oligosaccharider samt mindre mengder glucose og maltose. I forsdk 2 blev benyttet L-enzym og (3-amylase for å gi en sirup som i det vesentlige bestod av maltose. Sirupen blev underkastet påvirkning av a-amylase for nedbrytning av gjenværende dextrin. Den derved oppnådde sirup lot sig lett koke ned til sdtsaker og hadde en fin kvalitet fordi den i det vesentlige bestod av maltose. I forsdk 3 blev der i fdrste forsukringstrinn oppnådd en sirup som inneholdt oligosaccharider med rette kjeder og som hovedsakelig bestod av glucose. Man oppnådde således en meget sot og velsmakende sirup. Ved forsokene 4 og 5 blev der oppnådd en sirup som i det vesentlige bestod av maltose. I forsdk 6 blev stivelsen grundig hydrolysert med a-amylase og derefter med a-1,6-glucosidase for ytterligere å redusere viskositeten. Den resulterende sirup som hovedsakelig bestod av oligosaccharider, hadde en relativt lav viskositet. I forsdk 7 utfortes forvæskningen ved hjelp av en sy-re. Da produktet inneholdt en stor mengde glucose, blev a-1,6-gluco-sidbindingene nedbrutt, og endel av glucosen blev isomerisert med isomerase til fructose. Disse behandlinger gav en jevn og fin sirup med en på fordelaktig måte endret sothet. Forsøksbetingelsene og resultatene er vist i den nedenstående tabell:

Benevnelsene P og B omfatter forsdk utfort med mange forskjellige enzymer, men da resultatene ikke skilte sig fra hverandre, har man benyttet disse sammenfattede betegnelser.

Ved forsokene 1 og 6 blev der oppnådd produkter som i det vesentlige bestod av oligosaccharider. Produktene har lav sothet, passende viskositet, er lite hygroskopiske og utviser ingen grumset-het selv ved hoye konsentraspner. De er egnet som utgangsmateriale for karameller og lignende, da der fåes produkter med ikke-krystallinske, fuktighetsbevarende og ikke-hygroskopiske egenskaper. De har egenskaper som gjor at de er egnet for anvendelse i kaker, alkohol-frie drikker og konserver, og som tilsetningsmiddel for kunstig flote, tyggegummi, pulverkaffe, pulverte og suppe i pulverform etc, dessuten som stabilisator for iskrem. Produktene fra forsdk 3 og 7 har passende sothet og god smak, og da de inneholder en passende mengde oligosaccharider som forhindrer krystallisering, kan de anvendes som hqvedutgangsmateriale ved fremstilling av karameller og lignende. De utviser dessuten en mild., fin og naturlig sothet, smak og aroma, når de anvendes som tilsetningsmiddel i konserver, og i japanske og vesterlandske kaker, drikker, frukter samt fisk og kjdttkonserver.

Produktene fra forsokene 2, 4 og 5 inneholder maltose og passende mengde oligosaccharider, og de har en mild og sot smak. Selv i pulverform er produktene ubetydelig hygroskopiske, og de kan anvendes som sdtningsmiddel eller tilsetningsmiddel i forskjellige drikker eller næringsmidler i pulverform. Dessuten kan de anvendes i vanlige japanske og vesterlandske kaker samt konserver. På den ovenfor beskrevne måte kan man fremstille hirsegeleer med lavt, middels' og hoyt sukkerinnhold og med forskjellig viskositet, sothet og smak. Uklar-het og krystallisering i hirsegeleene kan kontrolleres. Den: industri-elle betydning av foreliggende oppfinnelse er stor, da man ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan fremstille produkter med on-sket sammensetning, noe som ikke er mulig med de hittil kjente frem-gangsmåter .

Claims (2)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av stivelsessukkerprodukter inneholdende rettkjedede oligosaccharider med lavere viskositet enn vanlige stivelsessukkere , hvilke stiv elsessukkerprodukter inneholder glucose, fructose og maltose i mindre mengder, unntatt fremstilling av pulverformige stivelsessukkerprodukter ved fremgangsmåten i krav 1 av hovedpatentet nr. 134.955» ved hvilken fremgangsmåte rensede stivelsesoppslemninger inneholdende 30 - 40% stivelse som er fremstilt fra forskjellige stivelses-arter, efter forvæskning ved oppvarmning til en temperatur på 80 - lgO°C og anvendelse av en syre eller forskjellige amylaser, f.eks. a-amylase, 3-amylase og glucoamylase, og isomeraser, javkjøles til en temperatur på 40 - 70°C, karakterisert ved at det forvæskede, avkjølte materiale underkastes innvirkning av en a-1,6-glucosidase og ett eller flere enzymer valgt blant a-amylase, p-amylase, glucoamylase og isomerase, forutsatt at mengden av p-amylase ikke er høyere enn 10 (i/g, i valgfri rekkefølge.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at der som a-1,6-glucosidase anvendes et varmebestandig enzym produsert av Pseudomonas amyloderamosa (ATCC 21262), Lactobacillus plantarum (ATCC 8008) eller Aerobacter aerogenes (ATCC 8724)•