DE1165510B

DE1165510B - Verfahren zum Fraktionieren von Staerke

Info

Publication number: DE1165510B
Application number: DEH44850A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Matthias Schmidt
Original assignee: HOFFMANN STAERKEFABRIKEN AG
Current assignee: HOFFMANN STAERKEFABRIKEN AG
Priority date: 1962-02-12
Filing date: 1962-02-12
Publication date: 1964-03-12
Also published as: US3307975A; GB1014105A; LU43039A1

Description

Verfahren zum Fraktionieren von Stärke Die Zerlegung der Stärke in Amylose (A-Fraktion) und Amylopektin (B-Fraktion) ist bereits bekannt.
Unter anderem ist versucht worden, Quellstärke mit Wasser zu extrahieren. Hierbei kann man aber nur mit sehr verdünnten Lösungen (etwa 1 °/oig) arbeiten, was unwirtschaftlich ist. Bei höherer Konzentration tritt Kleisterbildung ein, welche eine Trennung der Stärkefraktionen unmöglich macht. Ferner ist für die Stärkefraktionierung die Retrogradation, die Elektrophorese, der enzymatische Abbau, die selektive Kristallisation mit Äthanol bzw. Pyridin und die Komplexbildung von Amylose mit polaren organischen Substanzen bekannt. Alle diese Verfahren haben sich aber in der Praxis teils als überhaupt unausführbar, teils als unwirtschaftlich erwiesen, das zuletzt erwähnte Verfahren auch deshalb, weil dabei eine Superzentrifuge angewandt werden muß.
Schließlich ist es auch noch bekannt, Stärke mit Hilfe konzentrierter wäßriger Lösungen eines anorganischen Salzes zu fraktionieren, wobei die Stärke mit der Salzlösung auf 120 bis 1600 C unter Druck erhitzt wird. Bei diesem Verfahren kann man zwar höhere Stärkekonzentrationen anwenden, so daß die Wirtschaftlichkeit insofern verbessert ist. Nachteilig ist jedoch die Gefahr des hydrolytischen Abbaus der Stärke und die Verfärbung bzw. Bräunung des Produktes durch die hohe Reaktionstemperatur.
Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß aus der zu fraktionierenden Stärke zunächst bei im wesentlichen normaler Temperatur eine wäßrige Stärkelösung erhöhter Konzentration, vorteilhaft etwa 7 bis 90/0 Stärke (bezogen auf Trockensubstanz) hergestellt und das darin bei Erhöhung der Temperatur, vorzugsweise auf etwa 850 C, entstehende Stärkegel mittels eines Kreiseldispergiergerätes unter Zerlegung in Amylose und Amylopektin behandelt wird, worauf man das Gemisch abkühlt und schließlich die sich kugelig ausscheidende Amylose von der das Amylopektin enthaltenden flüssigen Phase etwa durch Zentrifugieren abtrennt.
Die Abkühlung des Reaktionsgemisches nach der Erhitzung auf 850 C kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in bewegungslosem Zustand erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erreicht eine Fraktionierung der Stärke in Amylose bzw. Amylopektin bei sehr niedrigen Herstellungskosten. Das Produkt ist von ausgezeichneter Qualität, die bei keinem der bekannten Verfahren erreicht wird.
Der Zusatz von Chemikalien während des erflndungsgemäßen Herstellungsprozesses kann zweckmäßig sein, um die Eigenschaften der gewonnenen Stärkekomponenten zu verändern oder um die Viskosität der Lösung zu beeinflussen. Die Zusätze bilden jedoch keine Komplexverbindungen, wie z. B.
Alkohol, noch bewirken sie die Ausfällung der Amylose oder beschleunigen sie.
Erfindungsgemäß kann das nach der Behandlung mittels des Kreiselgerätes entstandene Reaktionsprodukt während der Abkühlung gegebenenfalls auch in Bewegung gehalten werden, z.B. durch Rühren.
Auf diese Weise erhält man Lösungen, die nicht nachdicken und aus denen sich die Amylose in Kugeln ausscheidet, deren Größe von der Intensität der Bewegung abhängig ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich nicht nur auf native Stärke, sondern auch auf chemisch behandelte Stärken und Metallstärken.
Beispiele 1. 800 bis 1000 ml Wasser von 1000 C Temperatur werden mit einer handwarm angewärmten Stärkemilch aus 100 ml Wasser und 100 g Kartoffelstärke mit dem handelsüblichen Feuchtigkeitsgehalt von 20°/o unter Behandlung des Gemisches in schnelllaufenden Kreiseldispergiergeräten od. dgl. versetzt.
Es wird dann erwärmt, bis die Temperatur wieder auf ungefähr 850 C gestiegen ist. Dann wird das Dispergiergerät abgestellt. Nach Abkühlung des in Ruhe verbleibenden Reaktionsgemisches wird die Amylose abzentrifugiert, mit Wasser ausgewaschen und entweder getrocknet oder weiterverarbeitet. Das als Filtrat anfallende Amylopektin wird entweder zweckmäßig im Vakuum konzentriert, als trockenes Pulver gewonnen oder weiterverarbeitet.
2. Eine Stärkemilch aus 900 bis 1100ml Wasser und 100 g Kartoffelstärke (mit dem handelsüblichen Feuchtigkeitsgehalt von 20°/o) wird unter Behandlung mit einem hochtourigen Kreiseldispergiergerät od. dgl. bis auf ungefähr 850 C erhitzt. Im übrigen wird wie nach Beispiel 1 verfahren.
3. Eine Stärkemilch aus 900 bis 1100ml Wasser und 100 g Kartoffelstärke (mit dem handelsüblichen Feuchtigkeitsgehalt von 20°ln) wird unter Behandlung mit einem hochtourigen Kreiseldispergiergerät od. dgl. bis auf ungefähr 850 C erhitzt. Anschließend wird das Reaktionsgut mit einem Rührwerk in Bewegung gehalten, bis sich Amylose in Kugelform von jeweils gewünschter Größe bildet.
4. Eine Stärkemilch aus 900 bis 1100ml Wasser und 100 g Kartoffelstärke (mit dem handelsüblichen Feuchtigkeitsgehalt von 20 O/o) wird unter Behandlung mit einem Kreiseldispergiergerät bis auf 850 C erhitzt. Die Einwirkungsdauer beträgt vom Verkleisterungspunkt der Stärke (60 bis 800 C) bis zum Ende der Reaktion etwa 5 Minuten. Der Prozeß ist beendet, sobald die Struktur der gequollenen Stärkekörner unter dem Mikroskop nicht mehr zu erkennen ist und die Stärkelösung dünnflüssig wird.
An Stelle von Kartoffelstärke kann auch Kalziumstärke (mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20 O/o) in gleicher Menge angewandt werden.
Vor der Behandlung nach den Beispielen kann man die Stärke mit Acrolein vermischen und in einem geschlossenen Gefäß erwärmen.
Der StärkemiIch kann unter Umständen vorteilhaft eine geringe Menge Harnstoff und/oder Formalin zugegeben werden.
Als »Kreiseldispergiergerät« werden im Rahmen der Erfindung die bekannten Dispergierapparate verstanden, die umlaufende Loch- und Nockenscheiben besitzen, und in welchen das Gut stetig oder absatz- weise hochfrequenten hydrodynamischen Druckwellen bzw. Druckimpulsen (Schallwellen) ausgesetzt wird, die in der kontinuierlichen flüssigen Phase erzeugt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Fraktionieren von Stärke, insbesondere Kartoffelstärke zwecks Gewinnung von Amylose und Amylopektin durch Behandlung mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Ausgangsstärke bei im wesentlichen normaler Temperatur eine wäßrige Stärkelösung von etwa 7 bis 9 0/o Stärke (gerechnet als Trockensubstanz) herstellt und darin das bei Erhöhung der Temperatur, vorzugsweise auf etwa 850 C, entstehende Stärkegel mittels eines Kreiseldispergiergerätes in Amylose und Amylopektin zerlegt, worauf man das Gemisch abkühlt und das flüssige Amylopektin von der sich kugelig ausscheidenden Amylose durch Zentrifugieren abtrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abkühlung des Reaktionsgemisches nach der Erhitzung auf etwa 850 C in bewegungslosem Zustand durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsgemisch nach der Erhitzung auf etwa 850 C während der dann folgenden Abkühlung in Bewegung hält, z. B. durchrührt.