DE2365850C3 - Verfahren zur Herstellung von Stärkehydrolysenprodukten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von StärkehydrolysenproduktenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stärkehydrolysenprodukten mit niedrigem
Dextroseäquivalent DE, die geeignet sind, mit Wasser
thermoreversible Nebenvalenzgele zu bilden, welche vorzugsweise als körper- und konsistenzverleihende
Träger- bzw. Zusatzstoffe in Lebensmitteln und Lebensmittelzubereitungen eingesetzt werden können.
Die Herstellung von Stärkeabbauprodukten mit niedrigem DE(b\s 25%) ist bereits bekannt. Es werden
säurehydrolytische und enzymatische Verfahren für den Abbau aller bekannten Stärkearten, vorzugsweise der
wachsigen Cerealienstärken, angewendet In einem Fall
wird eine Stärke, die in einem wäßrigen Medium bei einer oberhalb der Gelatinierungstemperatur der
betreffenden Stärke liegenden Temperatur gelöst wurde, verflüssigt und durch bakterielle «-Amylase bei
esner Temperatur von weniger als 95°C auf DE-Werte
zwischen 5% und 25% hydrolysiert In einem anderen Fall wird eine Kartoffelstärkesuspension zunächst bei
einer Temperatur, die sich unterhalb der Verkleisterungstemperatur befindet, mit «-Amylase bei 59° C so
weit abgebaut, daß die Suspension bei der nachfolgenden Temperaturerhöhung über den Verkleisterungspunkt eine solche Viskosität annimmt, daß sie gerührt
werden kann. In einer zweiten Abbaustufe wird dann bei etwa 75 bis 800C die Hydrolyse bis zur gewünschten
Endviskosität weitergeführt und das Enzym durch Zugabe von Fermentgiften, Oxydationsmitteln oder
Säuren inaktiviert
Die genannten Verfahren führen zu Stärkeabbauprodukten, die mit Wasser bei Konzentrationen oberhalb
etwa 30 Masse-% viskose Lösungen bilden und sich durch hohe Stabilität gegenüber Gefrier-Tau- und
Erhitzungsvorgängen, durch hohe Klarheit durch kristallisationshemmende Wirkung und durch die
Eigenschaft auszeichnen, daß sie auch in sehr hohen Konzentrationen nicht gelartig erstarren. Aufgrund
fehlender Formstabilität sind derartige Stärkeabbauprodukte als Konsistenzträger für Lebensmittel und
Lebensmittelzubereitungen nicht verwendbar.
Es ist weiterhin bekannt, daß unabgebaute Cerealienstärken (Puddingstärke) nach Verkleisterung in Wasser
bei Konzentrationen von etwa 8 bis 12 Masse-% formbeständige Puddinge geben, die gelartige Eigenschaften aufweisen. Die gleichen Eigenschaften wie
Cerealienstärken zeigen Kartoffelstärken, die durch geeignete Behandlung mit Chemikalien schwach modifiziert wurden (sog. Kartoffelstärkespeisemehl). Gelartige Zubereitungen können auch aus nichtgelbildenden Stärken, insbesondere wachsigen Cerealienstärken,
erhalten werden, nachdem in diese durch einen
chemischen Derivatisierungsprozeß funktionell Gruppen eingeführt wurden. Bei der Zubereitung von Gelen
aus unabgebauten Stärken bzw. aus sogenannten Puddingstärken tritt der Nachteil auf, daß beim
eine Lösung, sondern ein Brei entsteht dessen
»Anbrennen« an der Erhitzungsfläche nur durch
intensives Rühren vermeidbar ist.
in bestehen in folgendem: Ihre mit Wasser hergestellten
Gele sind als Träger- bzw. Zusatzstoffe in Lebensmitteln und Lebensmittelzubereitungen dann nicht geeignet
wenn diese dem Einfluß von Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes bzw. einer längeren Lagerung bei
ι ι Zimmer- oder Kühlschranktemperatur ausgesetzt werden. Derartige Gele und Stärkedispersionen erleiden
beim Gefrieren irreversible Umwandlungen, und die Stärke liegt nach dem Auftauen als wabjerunlösliche,
schwammähnliche Masse vor. Beim Lagern derartiger
Stärkegele, z. B. als Puddinge oder Speisepasten,
assoziieren sich die hochmolekularen Stärkebestandteile unter Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen, wobei sich die Konsistenz derart verändert, daß
das Gel hart wird und Wasser abstößt Dabei werden
Aussehen und andere sensorische Eigenschaften negativ
beeinflußt Alle genannten Veränderungen lassen sich durch Erhitzen nicht wieder rückgängig machen.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, die aufgezeigten Mangel der nicht gelartig erstarrenden
Stärkehydrolysenprodukte, der unabgebauten Stärken sowie der sogenannten Puddingstärken zu vermeiden
und solche Produkte herzustellen, die sich beim Erhitzen in Wasser leicht auflösen, wobei die entstehenden
Lösungen beim Abkühlen zu thermoreversiblen, gefrier-
J5 tau-stabilen Gelen erstarren, die bei der Zuführung von
thermischer oder mechanischer Energie leicht wieder flüssig werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Stärkeabbauproduktes
-to mit den gewünschten Eigenschaften zu entwickeln.
Erfindungsgemäß werden Stärkehydrolysenprodukte mit einem Dextroseäquivalent unterhalb 25%, die mit
Wasser thermoreversible Gele bilden, dadurch hergestellt, daß hoch- und niedermolekulare Stärkeprodukte,
die sich im Polymerisationsgrad um mindestens eine Zehnerpotenz unterscheiden, in einem Gewichtsverhältnis von 1 :4 bis 1 :9 miteinander vermischt werden.
Der Polymerisationsgrad von Stärkeprodukten gibt bekanntlich an, wieviel Anhydro-D-elucoseeinheiten ein
Molekül des Stärkeproduktes durchschnittlich enthält Diesbezüglich wird auf M. Richter, S. Augustat und F.
Schierbaum: »Ausgewählte Methoden der Stärkechemie«, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH,
Stuttgart 1968, S. 153 verwiesen.
Als hochmolekulare Stärkeprodukte werden solche Produkte, die aus nativer bzw. in geeigneter Weise
derivatisierter Stärke von verschiedener pflanzlicher Herkunft nach einem beliebigen Verfahren partiell
abgebaut wurden, und als niedermolekulare Stärkepro
dukte weitergehend abgebaute Stärkehydrolysenpro-
dukte eingesetzt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Mischen hergestellten Stärkehydrolysenprodukte weisen DE-Werte unterhalb 25%. vorzugsweise 5 bis 8%
hi auf, sind nicht hygroskopisch und ergeben nach dem
Lösen in Wasser in Abhängigkeit von ihrer Konzentration beim Abkühlen pastöse bis schnittfeste, weißglänzende Gele, wenn eine bestimmte Konzentration
von vorzugsweise 15 bis 40 Masse-% erreicht wird. Liegt der Df-Wert des Stärkehydrolysenprodukts
außerhalb des Bereichs 5 bis 8%, aber noch im Bereich unterhalb 25%, so muß der Trockensubstanzgehalt
entsprechend verändert werden, damit Produkte mit "■ gleichen Konsistenzeigenschaften resultieren.
Beim Erhitzen tritt eine beträchtliche Konsistenzänderung derartiger Gele ein. Zwischen 50°C und 70°C
schmelzen diese Gele, wobei optisch klare, wäßrige Lösungen (Sole) entstehen. Nach erneutem Abkühlen '<·
erstarren solche Lösungen wieder zu Gelen. Diese lassen sich einfrosten und in diesem Zustand lagern.
Nach Wiederauftauen bildet sich die ursprüngliche Konsistenz der Gele zurück.
Auf Grund der aufgeführten Eigenschaften sind die r>
durch Mischung erhaltenen Stärkehydrolysenprodukte in trockener oder mit Wasser zubereiteter Form,
vorzugsweise in Gelform, als Träger- oder Zusatzstoffe für Lebensmittel und Lebensmittelzubereitungen
verwendbar. ?<>
Besonders vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich durch Einsatz der Gele oder der
Hydrolys^nprodukte als Dickungsmittel, Stabilisator,
körperverleihender und wasserbindender Zusatzstoff für Puddinge, Cremespeisen, Suppen, Saucen, Kaffee- ■!>
weißer, Eiscrememischungen, Fruchtgetränke, Gemüsekonzentrate, Milchgetränke, Konserven und Fertiggerichte.
Hervorzuhebende Vorteile in diesem Anwendungsbereich sind die Gefrier-Tau-Reversibilität
der Gele, was bei der Herstellung von Tiefkühlkon- w
serven wichtig >st, sowie ihre Fähigkeit, daß sie auf
Grund ihrer Schmelzbarkeit mit wäßrigen Flüssigkeiten in jedem Verhältnis misctojar sint. Dies ist u. a. bei der
Anwendung von Stärkehydrolysenprodukte als wesentlicher Saucenbestandteil in Fisch-, Fleisch-, Gemüse-
>"> und Obstkonserven von Vorteil, in denen das beim Sterilisieren austretende Gewebewasser von der Sauce
ohne Phasentrennung aufgenommen werden muß.
Bei vielen der genannten Einsatzgebiete ist es von großer anwendungstechnischer Bedeutung, daß die 4"
Konsistenz der Gele gegenüber dem Einfluß der bei zahlreichen Lebensmittelzubereitungen erforderlichen
Zusätze an Salzen und Säuren unempfindlich ist.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Stärkehydrolysenprodukte zeichnen sich durch ■*>
Geschmacksneutralität und ihr den natürlichen Nahrungsfetten nahekommendes Konsistenz- und
Schmelzverhalten im Munde aus.
Die Erfindung soll am Hand nachstehender Beispiele näher erläutert werden. w
A. Herstellung des niedermolekularen
Stärkeproduktes
Stärkeproduktes
55
In einem Becherglas werden 170 g Kartoffelstärke (Feuchte 15,6%) mit 328 ml Wasser zu einer homogenen
Suspension verrührt (Trockensubstanzgehalt der Suspension 28,8 Masse-%), der pH-Wert mittels 2n w
Natriumcarbonatlösung auf 7 eingestellt und in den Meßtopf eines Viskographen übergeführt. Nach Zugabe
von 0,27 ml handelsüblicher Bakterien-a-Amylase wird
das System mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 1,5 Celsius-Graden je Minute unter Einführung von hi
Haltestufen nach folgendem Programm erhitzt, wobei die Konsistenz in Abhängigkeit von der Zeit registriert
wird:
a) Aufheizen auf 59° C;
b) konstante Temperatur für 15 min;
c) Aufheizen auf 63,5° C;
d) konstante Temperatur für 5 min;
e) Aufheizen auf 65° C;
f) konstante Temperatur für 5 min;
g) Aufheizen auf 68° C;
h) konstante Temperatur für 5 min;
i) Aufheizen auf 90° C.
i) Aufheizen auf 90° C.
Das erhaltene Stärkehydrolysat wird in ein Becherglas übergeführt, zur Inaktivierung des Enzyms 15 min
gekocht und zur Abkühlung in einen Kühlschrank gestellt. Es enthält nach dem beim Kochen eintretenden
Wasserverlust 30,1% Trockenmasse und wird beim Abkühlen nicht fest Der Df-Wert des so erhaltenen
niedermolekularen Stärkeproduktes beträgt 9,2%.
B. Herstellung des hochmolekularen
Siärkeproduktes und Mischvorgang
Siärkeproduktes und Mischvorgang
In 100 g des abgekühlten Hydrolysates werden 4 g
native Kartoffelstärke und 0,1 g Citronensäure eingerührt Das Gewichtsverhältnis von hoch- zu niedermolekularen
Stärkeprodukten beträgt 1 :9. Das Gemisch wird unter Rühren zum Sieden gebracht und zwecks
partiellen säurehydralytischen Abbaus des hochmolekularen Stärkeproduk'.es 80 min unter Rückfluß auf dem
siedenden Wasserbad weitererhitzt Das nun erhaltene Reaktionsgemisch bildet nach Abkühlen ein pastöses,
thermoreversibles Gel.
A. Herstellung des niedermolekularen
Stärkeproduktes
Stärkeproduktes
490 g eines gemäß Beispiel 1 im Viskographen enzymatisch hergestellten Stärkehydrolysenproduktes
werden nach Hitzeinaktivierung des Enzyms durch Gefriertrocknung in ein Trockenpräyarat übergeführt.
B. Mischen des niedermolekularen Stärkeproduktes
mit einem hochmolekularen Stärkeprodukt und
Charakterisierung des Gemisches
Als hochmolekulares Stärkeprodukt wird eine ZuI-kowski-Stärke
verwendet (siehe obengenanntes Fachbuch, Seiten 49 und 50) und in trockener Form mit dem
niedermolekularen Stärkeprodukt gemischt. Insgesamt werden 4 Mischungen hergestellt, wobei das Gewichtsverhältnis von hoch- zu niedermolekularem Stärkeprodukt
zwischen 1 :9 und 1 :4 beträgt.
Es werden solche Mengen an niedermolekularem Stärkeprodukt allein (Kontrollprobe) bzw. Mischprodukt
in der entsprechenden Menge Wasser unter Erhitzen gelöst, daß jeweils 100 g Lösung mit 30
Gewichts-% Trockensubstanz entstehen. Nach Eingießen in geeignete Meßgefäße werden die Proben 24 h
im Kühlschrank bei 4"C aufbewahrt. Die Konsistenz der Proben wird visuell beurteilt und penetrometrisch in
geeigneten Meßgefäßen bestimmt. Hierzu wird mittels eines automatischen Penetrometers unter Verwendung
eines genormten Eindringkörpers (Gewicht 10 g) innerhalb einer vorgegebenen Eindringzeit (5 see) die
Eindringtiefe in mm bei 20°C gemessen (maximale Eindringtiefe - 20 mm).
Während die Kontrollprobe nicht zu einem Gel
irstarrt (die Lösung ist dickflüssig), weisen alle Mischungsproben eine pastöse Beschaffenheit auf. Mit
steigendem Anteil an Zulkowski-Stärke werden die
Gele fester, was sich bei der penetrometrischen Messung in abnehmenden Eindringtiefen des Penetrometer-Normkörpers
ausdrückt (vgl. die folgende Tdbel-Ie).
Menge an hochmolekularem Stärkeprodukt (2ulkowski-Stärke)
in g je 100 g Lösung
Menge an nieder | Gewichtsverhältnis von | Eindringtiefe des |
molekularem | hochmolekularem zu | Penetrometer- |
Stärkeprodukt | niedermolekularem | Normkörpers |
(DE 9,2%) | Siärkeprodukt | in mm |
in g je 100 g | ||
Lösung | ||
30 | Kontrollprobe | 20,0 |
27 | 1 :9,0 | 14,5 |
26 | 1 :6,5 | 12,9 |
25 | 1 :5,0 | 104 |
24 | 1 :4,0 | 7,8 |
0 3 4 5 6
Alle erhaltenen Gele gehen beim Erhitzen wieder in ein klares Sol über.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Stärkehydrolysenprodukten mit einem Dextroseäquivalent unterhalb 25%, die mit Wasser thermoreversible Gele bilden, dadurch gekennzeichnet, daß hoch- und niedermolekulare Stärkeprodukte, die sich im Polymerisationsgrad um mindestens eine Zehnerpotenz unterscheiden, in einem Gewichtsverhältnis von 1 :4 bis 1 :9 miteinander vermischt werden.
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