DE1270019B - Verfahren zur Herstellung eines zuckeraehnlichen, nicht vergaerbaren und hoechstens schwach hygroskopischen Produktes durch Verzuckerung von Polysacchariden und anschliessende katalytische Hydrierung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WY^ PATENTAMT Int. Cl.:

C12d

AUSLEGESCHRIFT

	C 13 k C 07 c
Deutsche Kl.:	12 ο-5/04 12o-7/03; 6b-3/01; 89 i- 1/01
Nummer:	1270 019
Aktenzeichen:	P 12 70 019.5-42
Anmeldetag:	28. April 1964
Ausleeetae:	12. Juni 1968

An Stelle von Zucker werden in erheblichem Umfang andere zuckerähnliche und süß schmeckende Produkte angewandt, wobei man in den meisten Fällen darauf Wert legt, daß diese zuckerähnlichen Produkte nicht vergärbar sind und unter Einwirkung von Mikroorganismen keine sauren Spaltungsprodukte, wie z. B. Milchsäure, geben. Diese sauren Spaltungsprodukte werden nämlich als in erster Linie für die Kariesgefährdung der Zähne bei starkem Konsum von zuckerhaltigen Erzeugnissen, wie Bonbons, Konfekt und anderen Süßigkeiten, als verantwortlich angesehen.

Zu den am meisten angewandten zuckerähnlichen Produkten, die industriell hergestellt werden, gehören die sogenannten Zuckeralkohole, insbesondere Sorbit. Als Ausgangsmaterialien können hierbei solche Polysaccharide, insbesondere Stärke, angewandt werden, die bei der Verzuckerung hauptsächlich Traubenzucker (Dextrose) liefern. Der Zucker (Dextrose) wird dann in Gegenwart eines geeigneten Katalysa- ao tors mit Wasserstoff reduziert. Die Verzuckerung des als Ausgangsmaterial dienenden Polysaccharids, wie Stärke, wird entweder durch saure Hydrolyse oder auf enzymatischem Weg vorgenommen. Bisher war man der Ansicht, daß es zweckmäßig sei, die Verzuckerung soweit als möglich durchzuführen, und bei den bekannten Verfahren arbeitete man so, daß der Dextrosegehalt des verzuckerten Ausgangsmaterials einen Dextrose-Äquivalentwert von etwa 90% aufwies. Diese Dextrose wurde dann in vielen Fällen nach auf bekannte Weise durchgeführter Reinigung direkt zu Sorbit hydriert. Die in der Dextroselösung enthaltenen restierenden 10°/» Kohlenhydrate bestanden im wesentlichen aus sogenannten wasserlöslichen Dextrinen. Diese wasserlöslichen Dextrine wurden als unerwünscht und die Qualität des erhaltenen Sorbits herabsetzend angesehen, weswegen die durch die Verzuckerung erhaltene Dextroselösung gewöhnlich vor ihrer Eindunstung einer Umkristallisation zwecks Entfernung dieser wasserlöslichen Dextrine unterworfen wurde.

Wenn man eine auf die erwähnte Weise gewonnene Dextroselösung, die höchstens 10% anderer Kohlenhydrate als Dextrose enthält, hydriert, so erhält man einen Sorbitsiurp, der stark hygroskopisch ist. Diese Eigenschaft des Sorbitsirups ist für viele Zwecke ausgenutzt worden, in denen es auf die Verhinderung von Austrocknung ankommt. Häufig genügt schon ein 10%iger Sorbitzusatz, um die Wasserabgabe und damit die Austrocknung erheblich zu verzögern.

Aus dem Sorbitsirup kann man durch Alkohol-Verfahren zur Herstellung eines zuckerähnlichen, nicht vergärbaren und höchstens schwach
hygroskopischen Produktes durch Verzuckerung von Polysacchariden und anschließende
katalytische Hydrierung

Anmelder:

Lyckeby Stärkelsef örädling Aktiebolag,

Lyckeby (Schweden)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Berkenfeld

und Dipl.-Ing. H. Berkenfeld, Patentanwälte,

5000 Köln-Lindenthal 1, Universitätsstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 6. Mai 1963 (4950)

zusatz oder durch Ausfrieren das Sorbit in Form eines weißen, feinkristallinen Pulvers erhalten, das nach Trocknung zu festen Produkten gepreßt werden kann.

Wird der Sorbitsirup zur Trockne eingedampft, so erhält man eine karamelähnliche, halbfeste Masse, die jedoch beim Lagern schnell aus der umgebenden Luft Feuchtigkeit aufnimmt und wieder in flüssige Form übergeht. Dies kann nur durch Zusatz von großen Mengen fremder, trocknend wirkender Stoffe verhindert werden.

Wie schon erwähnt, hat man Sorbit im Hinblick auf seine Ähnlichkeit mit Zucker, insbesondere seinen süßen Geschmack, und seine Unvergärbarkeit, wodurch die Bildung saurer, zu Karies Veranlassung gebender Spaltungsprodukte vermieden wird, schon für die Herstellung von Bonbons, Konfekt und anderen Süßigkeiten zu verwenden versucht. Hierbei wirkte sich aber die Hygroskopizität des Sorbits nachteilig aus. Ein weiterer Nachteil des Sorbits ist die deutlich vorhandene, wenn auch nur relativ schwache laxative Wirkung.

Das gemäß der vorliegenden Erfindung aus bei der Verzuckerung Dextrose und Maltose gebenden Polysacchariden, insbesondere Stärke, erhaltene Produkt hat gegenüber den im vorstehenden behandelten, zu ungefähr aus 90% Sorbit bestehenden Produkten

809 559/535

3 4

erhebliche Vorteile, insbesondere ist es höchstens rungsgrad, der einem Dextrose-Äquivalentwert von schwach hygroskopisch. Außerdem hat das neue mehr als 60 %> entspricht, durchgeführt werden. Produkt keine oder nur eine äußerst geringe laxative Das erfindungsgemäß aus dem als Ausgangsmate-

Wirkung. Die bei der Hydrierung erhaltene Lösung rial angewandten Polysaccharid, insbesondere Stärke, kristallisiert auch bei starker Abkühlung nicht und 5 erhaltene Verzuckerungsprodukt mit einem Dextrosekann zu einer festen und formbaren Masse einge- Äquivalentwert von 15 bis 75% wird dann in an und dampft werden, die ihre Struktur unter unbegrenzt für sich bekannter Weise katalytisch hydriert, wobei langer Zeit auch in stark feuchter Luft beibehält. die Dextrose und Maltose in Sorbit übergeführt wird. Dem neuen Produkt kommen die Vorteile des Sor- Die hygroskopischen Eigenschaften des Sorbits werbits in bezug auf den zuckerähnlichen Charakter und io den aber hierbei durch die in dem Produkt enthaltedas Fehlen der Vergärbarkeit durch die gewöhnlich nen Dextrine blockiert, aber, wie gesagt, hat das vorkommenden Gärungs-Mikroorganismen zu; es hat erhaltene Produkt die gleichen zuckerähnlichen aber den großen Vorteil, gegenüber dem Sorbit hoch- Eigenschaften wie Sorbit bzw. ist die Zuckerähnlichstens schwach hygroskopisch zu sein. keit noch größer, da ja bekannterweise Saccharose

Für die erwähnten vorteilhaften Eigenschaften des 15 nicht nennenswert hygroskopisch ist. erfindungsgemäß hergestellten Produkts dürfte wahr- In manchen Fällen ist es nicht möglich, die Hy-

scheinlich verantwortlich sein, daß zwischen dem bei dierung so weit zu treiben, daß das Hydrierungsproder Reduktion gebildeten Sorbit und den schon bei dukt vollständig frei von Dextrose und Maltose ist; der nur partiellen Hydrolyse gebildeten Dextrin vielmehr weist das Hydrierungsprodukt dann noch Komplexbildungen auftreten. Jedenfalls weist das 20 einen kleinen Restzuckergehalt von bis zu 1% auf. erfindungsgemäß hergestellte Produkt vorteilhafte Für viele Verwendungszwecke stört dieser geringe Eigenschaften auf, die die vorbekannten, überwie- Restzuckergehalt nicht; dagegen dann, wenn man gend aus Zuckeralkohol, wie Sorbit, bestehenden darauf Wert legt, ein Produkt zu erhalten, das überProdukte nicht haben. Wesentlich ist in diesem Zu- haupt keinen vergärbaren Zucker enthält, kann diesammenhang die nur partielle Hydrolyse der ange- 25 ser Restzuckergehalt störend sein. Dieser kann dann wandten Polysaccharide. Während man bisher stets entweder durch Vergärung entfernt werden, wobei bemüht war, die Hydrolyse vor oder bei der Hydrie- man solche Hefekulturen anwenden kann, die bei der rung so weit zu treiben, daß man ein Endprodukt er- Vergärung Alkohol, Essigsäure oder andere Prohält, das überwiegend aus Sorbit besteht, arbeitet dukte liefern. Auch mittels aus der Mundhöhle von man gemäß der vorliegenden Erfindung so, daß das 30 Menschen stammenden Bakterienstämmen kann der Endprodukt noch in erheblichem Umfang andere Restzuckergehalt entfernt werden. Eine andere Mög-Umwandlungsprodukte der Polysaccharide, insbe- lichkeit besteht darin, daß man die Gärbarkeit des sondere Dextrine, enthält. Zuckers durch blockierende Zusätze, wie z. B. Car-

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung bamid, verhindert. Es ist zwar schon bekannt, bei eines zuckerähnlichen, nicht vergärbaren und hoch- 35 aus gewöhnlichem Zucker (Saccharose) hergestellten stens schwach hygroskopischen Produkts durch Ver- Süßwaren die Gärung in der Mundhöhle durch Zuzuckerung von Polysacchariden, die bei der Ver- satz von Carbamid zu der Trockensubstanz zu verzuckerung Dextrose, Maltose oder Dextrose und hindern. In diesem Fall betrug aber der Carbamid-Maltose geSen, wie insbesondere Stärke, und an- zusatz 5 bis 10%, während man bei den durch das schließende katalytische Hydierung ist dadurch ge- 40 erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Produkten kennzeichnet, daß man das Polysaccharid einer nur nur einen sehr viel geringeren Carbamidzusatz von so weitgehenden Verzuckerung unterwirft, die einem 0,1 bis 0,5% für die Verhinderung der Vergärbar-Dextrose-Äquivalentwert von 15 bis 75% entspricht, keit des Restzuckers benötigt, und daß man die katalytische Hydierung gleichzeitig . .

oder anschließend durchführt. Das bevorzugt ange- 45 Beispiel 1

wandte Ausgangsmaterial ist Stärke, aber es kommt Eine Kartoffelstärkeaufschlämmung mit einem

z. B. auch Zellulose in Betracht, da ja auch Zellulose Trockengehalt von 45% (2000 kg Kartoffelmehl, das bei der Verzuckerung Dextrose gibt. 1800 kg trockene Stärke enthält, und 20001 Wasser)

Wenn man Stärke als Ausgangsmaterial anwendet, wird mit 151 37%iger technischer Salzsäure versetzt, können die verschiedensten Typen von Stärke, wie 50 wodurch die Lösung einen pH-Wert von 1,8 erhält, z. B. Mais- oder Kartoffelstärke, angewandt werden. Die Verzuckerung wird während 35 Minuten bei Die Verzuckerung der Stärke geschieht auf an und einer Temperatur von 140° C und einem Dampffür sich bekannte Weise durch saure Hydrolyse oder druck von 3,5 atm durchgeführt. Hierbei erhält man auf enzymatischem Weg. Der Verzuckerungsgrad einen Dextrose-Äquivalentwert von etwa 40%; dann wird, wie schon erwähnt, je nach den Eigenschaften 55 neutralisiert man mit 501 15%iger Sodalösung, wodes gewünschten Endprodukts auf einen Dextrose- bei sich ein pH-Wert von 6,0 ergibt. Die Lösung Äquivalentwert von 15 bis 75% eingestellt. Wünscht wird mit Aktivkohle entfärbt und in die Hydrierungsman ein Produkt zu erhalten, das praktisch überhaupt anlage übergeführt. Dort werden 1%, gerechnet auf nicht hygroskopisch ist, so führt man die Verzucke- die trockene Stärke, d. h. 18 kg Raney-Nickel-Katalyrung nur bis zu einem Dextrose-Äquivalentwert von 60 sator zugesetzt. Die Hydrierung geschieht bei etwa etwa 20% durch. Bei der Herstellung von wasser- 75 atm Wasserstoffdruck und einer Temperatur von freien Bonbons erhält man befriedigende Resultate 150° C. Der Wasserstoffverbrauch ist 100 m³ Wasser- und nicht zerfließende Bonbons, die unbeschränkt stoff (gemessen unter normalen Druck- und Tempelagerungsfähig sind, wenn man die Verzuckerung bis raturbedingungen). Die Hydrierung erfolgt, bis nahezu einem Dextrose-Äquivalentwert von 20 bis 60% 65 zu aller Zucker reduziert ist. Der Katalysator wird durchführt. Bei Fruchtpasten, die eine gewisse Ge- dann durch Zentrifugieren entfernt, und man läßt schmeidigkeit aufweisen sollen, kann die Verzucke- die Lösung durch je einen Kationen- und Anionenrung mit Vorteil bis zu einem höheren Verzucke- austauscher passieren, um Metall- und Säureionen zu

entfernen. Danach werden eventuell 0,5% Carbamid, berechnet auf die trockene Stärke, d. h. 9 kg, zugesetzt.

Beispiel 2

An Stelle einer sauren Verzuckerung, wie im Beispiel 1, kann die Verzuckerung mittels geeigneten Enzymen erfolgen. Zu der 45%>igen Stärkesuspension werden 5 kg Enzym (»Biolas C 48«, hergestellt von Farbwerke Hoechst AG) zugesetzt. Der pH-Wert wird, falls notwendig, beim Zusatz des Enzyms und/ oder während des enzymatischen Abbaues auf 6,5 eingestellt. Die Suspension wird während 20 Minuten auf 85⁰C erhitzt, wobei ein Dextrose-Äquivalentwert von etwa 3O°/o erhalten wird. Die Enzyme werden dann durch Erwärmen auf 100⁰C während 15 Minuten inaktiviert. Die Reinigung der so erhaltenen Lösung und die anschließende Hydierung wird wie im Beispiel 1 vorgenommen. Bei der Hydrierung werden 72 m³ Wasserstoff (gemessen unter normalen Bedingungen) aufgenommen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines zuckerähnlichen, nicht vergärbaren und höchstens schwach hygroskopischen Produkts durch Verzuckerung von Polysacchariden, die bei der Verzuckerung Dextrose, Maltose oder Dextrose und Maltose geben, wie insbesondere Stärke, und anschließende katalytische Hydrierung, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polysaccharid einer nur so weitgehenden Verzuckerung unterwirft, die einem Dextrose-Äquivalentwert von 15 bis 75 %> entspricht, und daß man die katalytische Hydrierung gleichzeitig oder anschließend durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verzuckerung in an und für sich bekannter Weise durch saure Hydrolyse durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verzuckerung in an und für sich bekannter Weise enzymatisch durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Raney-Nickel als Katalysator verwendet.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach der Hydrierung erhaltene Lösung zur Trockene eindampft.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 892 590;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1034 610,
569, 1066 568; 1077 649;

Melmann, Encyclopädie der technischen
Chemie, 3. Auflage (1957), Bd. 9, S. 659 bis 660.

809 559/535 5.68 © Bundesdruckerei Berlin