DE2142362B2

DE2142362B2 - Verfahren zur Gewinnung niedermolekularer körniger Dextrine

Info

Publication number: DE2142362B2
Application number: DE2142362A
Authority: DE
Inventors: Kaname Okayama Sugimoto (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-09-02
Filing date: 1971-08-24
Publication date: 1978-10-05
Also published as: BE772105A; US3799805A; DE2142362A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung niedermolekularer körniger Dextrine mit geringer Molekularstreuung durch Stärkeabbau mittels Säuren.

Ein derartiger Stärkeabbau erfolgt üblicherweise durch mehrtägiges Behandeln von Stärkekörnern in verdünnten wäßrigen Säuren unterhalb der Raumtemperatur, worauf das Produkt entsäuert und getrocknet wird. Da der Quell- und Gelatinierpunkt der Stärkekörner bei etwa 60° C liegt, wurde bisher der Stärkeabbau zur Verhütung der Stärkegelatinierung bei einer Temperatur unterhalb der Raumtemperatur durchgeführt. Die deshalb zwangsläufig mehrere Tage dauernde Stärkebehandlung war daher unwirtschaftlich. Vorzugsweise bei der Gewinnung niedermolekularer Dextrine, die stark wasserlöslich sind, war eine niedrige Behandlungstemperatur besonder? notwendig, widrigenfalls die Ausbeute sank. Würde man nämlich die Reaktionstemperatur auf über 37° C erhöhen, so würden die Stärkekörner quellen, mit Fortschreiten des Abbaues die Körner löslich und gegebenenfalls niedermolekulare Dextrine vom Polymerisationsgrad unter etwa 28 erhausgelöst werden. Demnach war die Umwandlung unversehrter Stärkekörner in Dextrine nach den bekannten Verfahren unmöglich.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit in der Entwicklung eines Verfahrens zur Gewinnung niedermolekularer Dextrine in erhöhter Ausbeute und in verkürzter Zeit ohne Gelatinierung der Stärkekörner. Die Schwierigkeit bestand in der zur Verringerung der Reaktionsdauer zwangsweise notwendigen Erhöhung der Reaktionstemperatur, gleichzeitig jedoch in der Vermeidung einer der Temperaturerhöhung naturgemäß folgenden Quellung, Gelatinierung und Elution der Stärkekörner. Überraschenderweise wurde gefunden, daß diese Aufgabe, nämlich die gleichzeitige Verhinderung einer Stärkegelatinierung und eines teilweisen Inlösungsgehens der gebildeten Dextrine und Oligosaccharide, durch Mitverwendung wasserlöslicher organischer Lösungsmittel mit Erfolg gelöst wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung niedermolekularer körniger Dextrine durch Abbau von Stärkekörnern mittels verdünnter wäßriger Säuren ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Stärkeabbau durch Erwärmen der Stärkekörner mit Lösungen der Säuren in einem Gemisch von Wasser und mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln bei über 60° C, vorzugsweise 65° C durchführt.

Als Lösungsmittel werden gemäß der Erfindung vorzugsweise niedere Alkanole, wie Äthanol, Methanol, n-Propanol und iso-Propanol sowie Aceton und

ίο niedere Fettsäuren bzw. deren Gemische angewandt. In Gegenwart derartiger, mit Wasser mischbarer Lösungsmittel kann die Reaktionstemperatur bis zu den Temperaturen, bei weichen die Stärkekörner üblicherweise gelatinieren, gefahrlos erhöht, dadurch die

is Reaktionsdauer im beträchtlichen Ausmaße verkürzt und in hoher Ausbeute Dextrine von niedrigen Polymerisationsgraden (P.G.) gewonnen werden.

Während beispielsweise zur Gewinnung von Dextrinen vom P.G. etwa 28/29 bei 37° C bei Anwendung einer rein wäßrigen ln-Salzsäure oder-Schwefelsäure eine Reaktionsdauer von 18 Tagen, bei Anwendung einer wäßrigen 1 η-Salpetersäure sogar eine Dauer von 60 Tagen erforderlich ist, läßt sich bei Verwendung einer Lösung von ln-Salzsäure in 70%igem Äthanol die Reaktionstemperatur auf über 65 ° C erhöhen und damit die Reaktionsdauer auf unter 12 Stunden erniedrigen.

Ein wesentliches Merkmal des neuen Verfahrens besteht in der Gewinnung von niedermolekularen

JO Dextrinen, die einen hohen Gehalt an geradkettigen Bestandteilen aufweisen. Demzufolge lassen sich die erhaltenen Dextrine in einem höheren Grad mit Beta-Amylasen hydrolysieren, als dies mit üblichen Dextrinen möglich ist. Die Erhöhung des Gehaltes an geradkettigen Molekülen ist die Folge der Abspaltung der in den anwesenden Amylopektinmolekülen enthaltenen Verzweigungen, wodurch sich seinerseits eine verstäikende Auswirkung der Beta-Amylolyse ergibt. Hieraus folgt die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Dextrinprodukte als Ausgangsstoff zur Herstellung von stark maltosehaltigen Sirupen mittels Beta-Amylase.

In den nachfolgenden Beispielen betreffen die Mengenangaben Gewichtsprozente.

Beispiel 1

Zu einem Gemisch von 20 g Süßkartoffelstärke mit 18% Feuchtigkeit und 50 ml eines 65%igen wäßrigen Äthanols wird eine genügende Menge Salzsäure zugesetzt, damit in der Gesamtmischung eine In-HCl vorliegt. Man läßt das Gemisch bei 65° C 24 h stehen, entsäuert dann, wäscht mit Äthanol und trocknet. Ausbeute 70%. Das erhaltene Dextrinprodukt hat einen P.G. von 24,8. Ein Hydrolyseversuch ergibt, daß der Hydrolysegrad bei 70,2% liegt, wogegen die Ausgangsstärke einen solchen von lediglich 58% aufweist.

Beispiel 2

Man arbeitet ähnlich wie im Beispiel 1, versetzt jedoch Süßkartoffelstärke mit einer Lösung von InSchwefelsäure im 75%igen wäßrigen Äthanol. Die Umsetzung erfolgt bei 65° C in 72 h; hierauf wäscht man das Abbauprodukt mit Äthanol und trocknet. Es weist einen P.G. im Bereich zwischen 10 und 30, im Mittel von 22,1 auf. Ausbeute 60%. Der Beta-Amylolyse-Bereich liegt bei 78,1%; das Produkt enthält somit hauptsächlich geradkettige Dextrine.

Beispiel 3

100 g Maisstärke werden mit 300 ml eines 70%igen wäßrigen Äthanols, das auf In-HCl eingestellt ist, versetzt. Das Gemisch erwärmt man in einem mit Rückflußkühler versehenen Erlenmeyerkolben 20 h bei 65 ° C, filtriert dann, läßt den Niederschlag zwecks Entfernung der HCl 2 h in 200 m 180 %igem Methanol liegen, filtriert und trocknet. Das Produkt ist in warmem Wasser löslich. Ausbeute 67%, P.G. 25,5, Beta-Amylolyse-Grad der l%igen Lösung 75,5%.

Beispiel 4

Man vermischt 100 g Stärke von wächsernem Mais mit 200 ml eines 60%igen wäßrigen Acetons, das auf In-H₂SO₄ eingestellt ist, erwärmt das Gemisch 70 h bei 60° C im vorgenannten Erlenmeyerkolben, filtriert, wäscht zur Entfernung der H₂SO₄ mit 70%igem wäßrigen Aceton und trocknet. Ausbeute 72%, P.G. 75,5%.

Beispiel 5

Entsprechend Beispiel 2 taucht man Süßkartoffelstärke in auf In-H₂SO₄ eingestelltes wäßriges Äthanol und behandelt die Mischung 72 h bei 65° C. Das entsäuerte und gewaschene Produkt löst man mit Wasser zu einer 25%igen Dextrinlösung, stellt diese auf pH 6,0 ein, gibt 3 Einheiten (je g Stärke) einer aus Weizenkleie extrahierten Beta-Amylase zu und verzukkertsiein 10 h bei 60° C. Die erhaltene Zuckerlösung wird mit Aktivkohle entfärbt, mit Ionenaustauscher gereinigt und zu einem 75 %igen stabilen Maltosesirup eingedampft, der eine im Verhältnis zu üblichen Maltosesirupen niedrigere Viskosität aufweist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung niedermolekularer körniger Dextrine mit geringer Molekularstreuung durch Abba·; von Stärkekörnern mittels verdünnter wäßriger Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stärkeabbau durch Erwärmen der Stärkekörner mit Lösungen in einem Gemisch von Wasser und mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln bei über 60" C, vorzugsweise 65° C, durchgeführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Äthanol, Methanol, n-PropanoI, iso-Propanol, Aceton und/oder eine niedere Fettsäure anwendet.

3. Verwendung der nach dem Anspruch 1 erhaltenen Dextrine zur Herstellung maltosereicher Sirupe durch Beta-Amylolyse.