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Verfahren zur Gewinnung von Maltose und Glucose durch enzymatischen
Kohlehydratabbau Die Wirksamkeit der Mehlenzyme ist besonders stark in Vollkornmahlerzeugnissen
und mehr noch in den schalenreichen Naehtnehlen, da die Getreideamylasen ihren Sitz
in den Randschichten des Kornes haben. Versuche zeigten, daß sich Mehle mit hohem
Ausmahlungsgrad ohne Zusatz eines fremden Diastaseträgers bei bestimmten Versuchsbedingungen
bis zu einem gewissen Grade verzuckern lassen, wobei jedoch dieser Prozeß nach einiger
Zeit zum Stillstand kommt und die gebildete Zuckermenge im Vergleich zu der nicht
oder nur wenig abgebauten Stärkesubstanz gering ist. Diastatisierungsversuche mit
diesen Enzymträgern sind also unbefriedigend. Auffallend dabei ist, daß die Maische
selbst nach mehrtägigem Abstehen bei 6o bis 65° C nicht dünnflüssig wurde und mit
Jod eine deutliche Blaufärbung ergab. Nach der Methode von W o h l g e in u t h
, die auir der Blaufärbung der Stärke und höheren Dextrine durch Jodlösung beruht,
läßt sich dieser Vorgang erklären. Während die Reduktion der Fehlingschen Lösung
ein Nlaß für die gebildete Menge an reduzierenden Substanzen, in der Hauptsache
also an Maltose, gilt, somit im wesentlichen die Wirkung der Beta- oder Saccharogenamylase
anzeigt, erfaßt man mit der Wohlgemuthschen Methode mehr die Alpha- oder Dextrinogenamylase,
deren Abbauprodukte vorwiegend Dextrine J sind. Zwar bildet auch die Beta-Amylase
gewisse Mengen von Dextrinen, doch stehen diese in bezug auf die Größe des Moleküls
der Stärke noch sehr nahe und geben dementsprechend auch noch eine positive jodreal;tioi,
wahrend
die Alpha-Amylase Dextrine von mittlerem Molekulargewicht
abspaltet, welche durch Jod nicht mehr blau gefärbt werden. Da die Bildung dieser
niederen Dextrine durch die Alpha-Amylase sehr rasch erfolgt, ist sie die Ursache
der plötzlichen und starken Viskositätsabnahme, die man bei der Einwirkung von Alpha-Amylase
auf Stärkekleister beobachtet. Von ihr hängt also das Stärkeverflüssigungsvermögen
der Diastase ab. Das oben beschriebene unbefriedigende Ergebnis der Stärkeverzuckerung
mit Mehlen hohen Ausmahlungsgrades erklärt sich nun daraus, daß das ungekeimte Getreidekorn
nur Beta-Amylase enthält, während Alpha-Amylase erst bei der Keimung des Getreides
auftritt.
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Für die Diastatisierung ist nun die Beta-Amylase allein nicht ausreichend,
da der Stärkeabbau nach Entstehung der vorerwähnten höheren Grenzdextrine zum Stillstand
kommt. Erst die Einwirkung der Alpha Amylase vermag diese hochmolekularen Dextrine
in niedere aufzuspalten, die dann wiederum von der Beta-Amylase weiterhin zu Maltose
und Glucose abgebaut werden.
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Für die technische Durchführung der Diastatisierung ist deshalb die
kombinierte Wirkung der beiden Amylasen, wie sie nur das. gekeimte Getreidekorn
in Form des Malzes uns liefert, notwendig.
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Zahlreich durchgeführte Maischversuche ließen jedoch erkennen, daß
dieser oben geschilderte Stärkeabbau in allen Fällen nicht immer befriedigend war;
ein restloser Stärkeabbau zu Maltose und Glucose konnte nicht immer erzielt werden,
wie die Jodprobe zeigte.
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In dem hier beschriebenen Verfahren zur Gewinnung von Maltose und
Glucose durch enzymatischen Kohlehydratabbau ist nun gemäß der Erfindung insofern
ein neuer Weg beschritten worden, als neben der an sich bekannten Alpha- und Beta-Amylase
des gekeimten Getreidekorns tierische Fermente oder Enzyme, und zwar kohlehydratspaltende
Carbohydrasen verwandt werden. Dadurch wird erreicht, daß der Gehalt an Maltose
auf etwa 70% der Trockensubstanz gesteigert wird gegenüber etwa 50% nach den bekannten
Verfahren ohne Zusatz von tierischen Fermenten. Zu beachten ist dabei die Temperaturempfindlichkeit
dieser Fermente, die größtenteils bei 6o° C inaktiviert werden. Man kann sagen,
daß die optimale Wirkungstemperatur der Carbohydrasen etwa zwischen 4o bis 55° C
liegt.
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Zur Gewinnung dieses tierischen Fermentgemisches werden Extraktionen
von Speichel- und Pankreasdrüsen von Schweinen verwandt, die sich in den erforderlichen
Mengen laboratoriumsmäßig herstellen lassen, wobei es darauf ankommt, ein möglichst
amylasereiches Gemisch zu erhalten. Das Extraktionsprodukt kann getrocknet und pulverisiert
werden. Aus den zahlreich durchgeführten Verzuckerungsversuchen hat sich nun folgendes
in der Praxis am besten bewährt, wobei ein restloser Stärkeabbau zu Maltose und
Glucose erzielt wurde. So konnte z. B. bei Maischversuchen mit Weizenmehl Type 195o
ein Maltose- und Glucosegehalt von 72,5% in der Trockensubstanz ermittelt werden.
Beispiel i kg Mehl wird mit 3,5 bis ¢ 1 Wasser zu einem Brei angerührt und auf 9o°
C erhitzt, wobei die Stärke restlos verkleistert wird. Die Erhitzungstemperatur
richtet sich immer nach der Stärkeverkleisterungstemperatur der betreffenden Getreideart.
Nach erfolgter Verkleisterung werden von der benötigten _N-Zalzmehlmenge (auf i
kg 200 g Malzmehl) 200/0 = 40 g der Maische unter dauerndem Rühren zugesetzt. Man
läßt dann die Maische auf eine Temperatur von 55° C abkühlen und gibt den Rest Malzmehl
(16o g) hinzu. Erst dann wird das Fermentgemisch (Carbohydrase) zugesetzt, und zwar
bei einer Maische von i kg Mehl 0,5 g. Bei einer Temperatur von 45 bis 55° C läßt
man die Maische so lange stehen, bis die Jodprobe keine Blaufärbung mehr zeigt und
die Verzuckerung damit restlos durchgeführt ist.
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Die Maische wird dann auf Walzentrocknern getrocknet.