DE2028134A1

DE2028134A1 - Carbonsaurereiche Stärkezucker Sirupe und Verfahren zu derern Gewinnung

Info

Publication number: DE2028134A1
Application number: DE19702028134
Authority: DE
Inventors: Toshio Sato Yoshinori; Okayama Miyake (Japan). A231
Original assignee: Hayashibara Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Co Ltd
Priority date: 1969-06-06
Filing date: 1970-06-08
Publication date: 1971-02-18
Also published as: NO132237C; DE2028134C3; NL7008095A; CH525252A; NO740302L; JPS5533862B1; NO140679C; CA951666A; NO132237B; BE751525A; GB1320165A; NO140679B; SE368564B; FR2049969A5; DE2028134B2; ZA703745B

Description

Carbonsäurereiche Stärkezuckersirupe und Verfahren zu deren Gewinnung Bekanntlich werden als Bestandteile von Nahrungsmitteln organische Säuren, wie Zitronen-, Malon- und Fumarsäure verwendet und mit Stärkesirup, Glukose, Rohrzucker u.dgl. gemischt bzw. gestreckt. Durch diese getrennte Einverleibung der sauren und süßen Bestandteile wird zwar der Wert der Nahrungsmittel erhöht, jedoch werden gleichzeitig auch die Kosten beträchtlich vergrößert.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in einer technisch und wirtsehaftlich vereinfachten Gewinnung von für Nahrungsmittel als Zusatzstoffe geeigneten Rohstoffen, in denen die sauren und süßen Bestandteile bereits in der gewünschten Weise miteinander kombiniert sind. Diese Aufgabe wird durch Gewinnung von Zuckersirupen mit einem hohen Gehalt an ildonsäuren gelöst.
Die Erfindung betrifft demnach Stärkezuckersirupe mit hohem Gehalt an Carbonsäuren, d.h. von Sirupen die Gemische einer seits von Mono- und Oligosacchariden, hauptsächlich Glukose und/oder Maltose und Maltotriose, sowie Dextrine, andererseits Aldonsäuren, wie Glukon-, Maltobion- und Maltotrionsäuren enthalten und daher vorzüglich als sauer-süße gen meßbare Nährmittelzusatzstoffe anwendbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung der vorgekennzeichneten Stärkezuckersirupe ist dadurch gekennzeichnet, daß man in Form von viskosen Zuckerlösungen vorliegende Stärke hydrolysate, die Gemische von Mono- und Oligosacchariden, hauptsächlich Glukose und/oder Maltose und Ma1totrioe sowie Dextrine enthalten, zwecks Oxydierung der Saccharide zu den Aldonsäuregremischen, vorzugsweise zu Glukonsäure und/oder Maltobion- und Maltotrionsäure, während oder nach beendeter Stärkeverzuckerung mit Glukose-Dehydrogenase behandelt.
Uber die Oxydation einzelner flono-, Di- und Trisaccharide ist wenig veröffentlicht worden. Seit langem bekannt ist die elektrolytische und biochemische oder enzymatische Oxydation von Glukose zu Glukonsäure. Die Oxydation von Maltose mit Brom ist wegen der geringen Ausbeute und sekundärer Zersetzung unwirtschaftlich. Die von F.H. Stodola u. Mitrab. beschriebene (siehe "Journ. Biolog. Chemistry", 171, 213-221) Gewinnung von Maltobionsäure durch Vergärung von Maltose mit Mikroorganismen der Gattung Pseudomonas gibt nur leidliche Ausbten.
Uber die Oxydation von Disacchariden mit Enzymen sowie von Trisacchariden mit Mikroorganismen und Enzymen ist nichts bekaiuit geworden.
Die Untersuchung der Oxydationswirkungen der Pseudomonas-Bakterien auf die in Stärkesirupen vorliegenden Gemische von Di- und Trisacchariden ergab überraschenderweise eine befriedigende Oxydation derselben zu Bion- und Trionsäuren auch im technischen Maßstabs. Desgleichen wurde festgestellt, daß zu dem glelchen Zweck ebenfalls die enzymatische Oxydation unter Anwendung der aus den P Pseudomonas-Bakterien erhaltenen Enzyme anwendbar ist, daß die gleichen Ergebnisse auch bei Zugabe der Enzyme während der Gewinnung der Stärkesirupe in wirtschaftlich befriedigender Weise erhältlich sind, daß man durch Wahl der Zusammensetzung und des durch Enzym- oder Säureeinwirkung regelbaren Abbaugrades der Ausgangssirupe bzw. deren nichtverzuckerten Zwischenprodukte verschiedenartig zusammengesetzte Kombinationen von Aldonsäure- und Saccharid-Gemischen in Form unterschiedlich viskoser Sirupe erhält und daß die Gewinnung derartiger Endprodukte lediglich etwa ein Zwantzigstel der Unkosten für die Herstellung der bisher üblichen Einzelprodukte benötigt und zudem im großtechnischen Maßstabe durchgeführt werden kann.
In den erfindungsgemäßen Fertigprodukten ist die Sauerkeit organischer Säuren mit der Müßigkeit und dem Geschmack von Oligosacchariden sowie der durch die anwesenden Dextrine bewirkten Viskosität in mannigfaltiger Weise miteinander kombinierbar, wobei der "Körper", die "Rundung" und die "Milde" der Sirupe je nach Wunsch in weiten Grenzen eingestellt werden kann. Die Endprodukte verleihen Nährmitteln die gewünschte Viskosität, verbessern deren Beschaffenheit und Gefüge sowie erteilen ihnen ein zusätzliches Gewicht und Volumen.
Das erfindungsgemäße Kombinationsverfahren hat den zur Anwendung für einen wirtschaftlich durchführbaren industriellen Prozeß ausschlaggebenden Vorteil, daß für den Oxydationsvorgang wahlweise Ferment- oder Enzymmethoden und daß enzymatische Methoden gleichzeitig mit den für den Stärkeabbau anwendbaren hydrolytischen Enzymen benutzt werden können, wobei von besonderem industriellen Vorteil ist, daß bei Wahl der enzymatischen Methode einerseits die Zuckerkonzentration im Bereich von 20 bis 30% liegen kann, andererseits für die Oxydation eine Belüftung mit Luft oder Sauerstoff ausreicht und der übliche Zusatz eines Wasserstoff-Akzeptors unnötig ist.
Die Stärkezuckersirupe.
Anwendbar sind Ausgangssirupe verschiedener Dextroseäquivalentwerte (D.E), erhältlich durch saure und/oder enzymatische Umwandlung verschiedener Stärken ober- oder unterirdischen Ursprungs, z.B. von Mais, wachsartigem Mais, Amylomais, Weizen, kleibrigem Reis, Sago, Tapioka, WeiB- und Süßkartoffel.
Zwecks Gewinnung von als Aldonsäuren, hauptsächlich Bion- und Trionsäuren enthaltenden Sipen geht man von stark maltosehaltigen Sirupen aus, die mittels OC, ) ß-, Gluko- oder Isoamylasen bzw. Z-1,6-Glukosidasen bereitet sind.
Der Abbaugrad bzw. der D.E.-Wert und die Zuckerzusammensetzung der als Ausgnasstoffe benutzten Stärkesirupe richtet sich weitgehend nach der beabsichtigten Verwendung und diese hängt ihrerseits von der Sauerkeit der Endprodukte ab. Beispielsweise sind Sirupe mit hohem D.E.-Wert und starkem Gehalt an niedermolekularen Zuckern für Anwendungen geeignet, bei den eine starke Säuerlichkeit benötigt wird. Ist ein besonders hoher Säuregehalt erwünscht, so geht man von einem stark glukosehaltigen Sirup von hohem D.E.-Wert oder von einem mit Säuren gewonnenen Sirup von hohem Zuckergehalt aus. Ist der Geschmack der Endprodukte ein hauptsächliches Erfordernis, so sind stark maltosehaltige Sirupe mit hohem Di- und Trisaccharidgehalt vorzuziehen.
Sirupe mit über 60% Maltose und Maltotriose aber unter 10% Glukose stellt man leicht durch Verflüssigung einer Stärkeaufschlämmung mit einer Säure oder α-Amylase und anschlieBende Verzuckerung mit aus Weizenkleie bereiteten reinen ß-Ämylase (vgl. GB P 1 130 398) her. Sirupe mit 70 bis 98,o6 Maltose und Maltotriose sind gewinnbar durch Hochtemperaturgelatinierung verschiedener Stärkeaufschlämmungen (z.B. nach Patentanmeldung P 19 16 741.0) oder durch Verflüssigung mit einem Verflüssigungsenzym wie 0(-Amylase bis zu einem niedrigen D.E.-Wert und anschließande Verzuckerung mit einer Kombination von ß-Amylase und einer der in der anliegendn Tabelle aufgeführten OC-1,6-Glukosidasen (Isoamylasen), wobei der Maltosegehalt weitgehend sowohl durch die Reaktionszeit wie auch die zuge setzte ß-Amylase-Menge regelbar ist. bls ß-Amylase dient die in Weizenkleie, Sojabohnen und Süßkartoffeln vorliegende sowie das Enzym vom ß-Typ von Bacillus polymyxa (ATCC 8523).
Der Oxydtionsvorgang.
Als Oxydationsenzyme erwiesen sich von den untersuchten Stämmen der Pseudomonas-Gattung P. graveolens (IFO 3460) und P.
fragii (IFO 3458) als besonders geeignet. Mit diesen Enzymen werden die reduzierenden Zucker fast vollständig oxydiert; es verbleiben Restzucker in Mengen zwischen 0,5 und 0,1 %.
Die Pseudomonas-Stämme kultivierte man bei einer Zuckerkonzentration von 5 bis 15% auf einem Maisquellflüssigkeit, Harnstoff, KH2PO4 und MgSO4 enthaltenden Medium 40 bis 50 Stunden bei 25 bis 30 0C' nachdem die Lö mit CaCO3 neutraliziert war. Die Kulturflüssigkeit wird sodann geschleudert, wobei man die Zellen sammelt, falls sie als Enzymquelle wiederverwendbar sind.
Die Enzymaktivität dieser Zellen bestimmte man zweckmäßig folgendermaßen: Eine Mischung von 200 µ Mol Phosphat-Pufferlösung vom pH 5,6, 20 µ Mol Maltose und 0,5 µ Mol 2,6-Dichlor-indophenol-Natrium wurde unter Zusatz einer mit Ultraschall behandelten Zellsuspension bis zu einem Gesamtvolumen von 6,0 ml 10 min bei 500C behandelt und anschließend der Extinktionskoeffizient des Reaktionsproduktes mit Licht der Wellenlänge von 590 + gemessen, wobei die Wirksamkeit an der Stelle, an welcher die Abnahme des Xoeffizienten 0,10 erreicht, mit 10 Einheiten bewertet wurde; auf dieser Grundlage betrug die Aktivität zwischen 130 und 150 Einheiten je mg trockner Zellen.
Die enzymatische Oxydation der Stärkezucker wird erfindungsgemäß vorzugsweise wie folgt durchgeführt: Ein 10 bis 30%iger Stärke sirup wurde auf pH 5 bis 8 und die Zellsuspension auf pH 6,5 eingestellt, worauf man auf je 1 g des Stärke zuckers im Sirup 15 bis 25 mg Suspension, trocken gerechnet, zumischte und das Gemisch unter Belüftung bei etwa 30°C unter starkem Rühren oxydierte. Während der Moutralisation mit CaCO3, NaOH oder dergl. wurde beim pH 5 bis 8 die Umsetzung fortgesetzt. Nach 20 bis 4Ostündiger Reaktion bei 30 bis 40QC war der Restzucker fast abgebaut. Es wurde gefunden, daß zu diesem Zeitpunkt der Zusatz eines Färbemittels oder dergl. als Wasserstoffakzeptor, wie sie in der Literatur genannt sind,für den Reaktionsablauf unwesentlich ist. Obwohl für die Kultur eine Zuckerkonzentration von etwa 10% am wirksamsten ist, kann eine Erhöhung der Konzentration auf 20 bis 30% im Falle der enzymatischen Umsetzung vom industriellen Standpunkt günstig sein.
Oxydiert man in der oben angegebenen Weise einerseits Maltotriose, die durch Zersetzung von Pullulan mit Pullulanase (α-1,6-Glukosidase) erhalten was, und trennte dann die Probe papierchromatographisch, - oxydierte man andererseits eine-Sirupprobe durch Kultivieren oder enzymatisch und behandelte sie mit einem Kationastauschharz, so zeigten die erhaltenen Säuregemische, daß Glukose und Maltose des Stärke sirups vollständig zu Glukon- und Maltobionsäure, die reine Maltotriose und diejenige im Stärkezuckersirup dagegen größtenteils zu Trionsäure oxydiert war. Die papie rchromatographishhe Prüfung ergab, daß im Oxydationsprodukt von Maltotriose nur eine zu vernachlässigende Zuckermenge übrig blieb, während im oxydierten Stärke sirup keine Spuren von Restzucker wie Glukose oder Maltose mehr vorlagen; dies zeigt, daß fast die ganze Triole und die niederen Zucker oxydiert waren. Die entweder kultivierte oder oxydierte Zuckerlösung wurde mit Kationaustauschharz entionisiert, dann mit Aktivkohle entfärbt und schließlich unter vermindertem Druck zu einem farblosen transparenten Produkt konzentriert.
Eine Verkürzung der Gesamtverfahrensdauer und einen wirtschaftlichen Vorteil bewirkt die gleichzeitige Durchführung des Stärkeabbaues und der Oxydation, wie dies nachstehend beispielsweise an der Gewinnung eines maltosereichen Stärke sirups beschrieben wird: Eine Stärkelösung, die mit einer Verflüsigungsamylase bis zu einen niedrigen D.E.-Wert verflüssigt und zwecks Viskositätsherabsetzung der Einwirkung von ß-Älylase unterworfen war, wurde 15 bis 20 Stunden mit einer r bei niedrig pH stabilen, mittels Pseudomonas amyloderamosa (ATCC 21 262) bereitete d -1,6-Glukosidase bei 450C behandelt und die über 70% Maltose enthaltende Lösung von 35 bis 400C nach Zusatz eines oxydierenden Enzyms unter Belüftung und Riihren etwa 20 Stunden kultiviert. In einer Gesamtzeit von 30 bis 40 Stunden fand die Bildung eines maltosereichen Stärke sirups und gleichzeitig deren Oxydation zu Glukon-, Maltobion- und Maltotrionsäuren statt. Die papierchromatographische Analyse zeigte, daß die Trisaccharide und die niederen Saccharide sowohl im erhaltenen Sirup wie auch in dem Zweistufenverfahren der Verzuckerung und der Oxydation unterworfenen Produkte fast gänzlich oxydiert waren. Gab man das oxydierende Enzym während einer ausreichenden Erzeugung von Maltose zu, so wurde ein geradkettige ildonsäuren, wie Maltobion- und Maltotrionsäuren, enthaltendes Produkt gewonnen. Aus 70 bis 95% Maltose enthaltenden Stärkesirupen gewann man in hoher Ausbeute Oxydationsproedukte mit nur 1/30 der Unkosten der bisherigen Herstellungsverfahren.
Da der Säuregehalt und der Geschmack der erhaltenen Stärkesirupe durch Rsgelung des Gehalts an Maltose und Maltotriose mittels der enzymatischen Einwirkung während des Verzuckerungsvorgangs einstEllbar ist, kann man den gewünschten Geschmack durch Regelung des Gehalts an geschmackbildenden Bion- und Trionsäuren wie auch der Sauerkeit des 8irups als Ganzes erzielen. Demzufolge gibt ein maltosereicher Stärke sirup ein 50 bis 95% Bion- und Trionsäuren enthaltendes Produkt, ein üblicher -tuckerreicher Stärke sirup dagegen über 10% eines Gemisches von Glukon- mit Bion- und Trionsäuren.
Beispiel 1: Biochemische Maltoseoxydation.
Eine 25%ige Aufschlämmung gereinigter Maisstärke wurde bei pH 5,0 und 1600C unter RWiren zu einer homogenen, viskosen, gelatinierten Lösung vom D.E. 20 erhitzt, diese dann schnell auf 500C abgekühlt, 1 Stunde mit 25 Einheiten einer aus Lactobacillus brevis (IFO 3345) bereiteten α-1,6-Glukosidase unter Rühren behandelt und hierauf auf 4500 gekühlt. Nach Zusatz von 20 Einheiten/je g Stärke (nachfolgend mit "E/g St" abgekürzt) ß-Amylase wurde 40 Stunden beim pH 6,0 behandelt, die erhaltene Flüssigkeit gereinigt und entfärbt, Gleichartige Lösungen erhielt man bei Anwendung von Glukosidasen aus anderen geeigneten Stämmen, des gleichen auch beim Zusetzen von ß-Amylase und «-1,6-Glukosidase in anderer Reihenfolge oder gleichzeitig. Beim Kombinieren der Enzyme mit iner Säure, α-Amylase oder einem anderen Verflüssigungsmittel wurden zahlreiche, verschieden zusammengesetzte Stärkesirupe gewonnen, wie dies z.B. in der Patentanmeldung P 19 16 726.1 beschrieben ist.
Die vorstehend erhaltene verzuckerte Lösung versetzte man auf je 100 g Zucker des Trockengewichtes mit einem auf 1000 ml mit Wasser verdünnten Gemisch von 10 ml Mainseinweichflüssigkeit 0,6 g KH2PO4 0,25 g MgSO4.7H2O, sterilisierte die Lösung durch 10 min langes Erhitzen bei 120°C, mischte ihr dann aseptisch 10 ml einer vorsterilisierten 20%igen Harnstofflösung und 25 g durch dreimaliges Trokkenerhitzen steriliisertes CaCO3 zu, inokulierte sie hierauf mit Pseudomonas graveolens CIFo 3460) und kultivierte 70 Stunden bei 3000 unter Belüftung und Rühren mit 400 U/min. Als Entschäumer wurde Sojabohnenöl benutzt. Nach beendeter Sultivierung schleuderte man die Zellen ab, die weiterhin als Enzymquelle verwendet wurden; je Trockengewicht gewann man etwa 2 g Zellen, deren Aktivität 150 Einheiten/mg betrug. Die überstehende Flüssigkeit enthielt höchstens 0,1% reduzierenden Zucker, die Oxydation war somit vollständig. Die Kulturflüssigkeit, die ein End-pH von 6,7 und einen Trübungsgrad von 0,275 aufwies, wurde mit Aktivkohle entfärbt, mittels eines stark sauren Ionenaustauschharzes ("Amberlite JR 200") von Kationen und mittels eines schwach basischen Austauschharzes von Anionen befreit und dann unter vermindertem Druck eingedampft.
Der erhaltene Sirup war leicht gelb, die Feststoffausbeute betrug 93%; das Produkt hatte eine schwache erfrischende Sauerkeit.
Das Papierchromatogramm des verzuckerten Ausgangsstoffes zeigte die Zusammensetzung 90,0% Maltose 5,5% Maltotriose 2,7% andere Oligosaccharide 1,8% Glukose; das Papierchromatogramm des Endproduktes erhielt man in folgender Weise: 1 g Tupfen des Sirups auf Trockengrundlage berechnet, wurden mit drei Schichten eines 6:4:3-Gemisches von Butanol, Pyridin und Wasser bei 25°C nach der steigenden Methode verdünnt. Zur Zuckerbestimmung benutzte man Anilinhydrogenphthalat als Farbentwickler; die Reaktionsiösung war praktisch frei von Maltose, Maltotriose und Glukose und hatte nur geringe Reste an Oligosacchariden.
Zur Bestimmung der Carbonsäuren verwendete man eine 0,05%ige Äthanollösung von Bromphenolblau; die Probetupfen zeigten einen geringen Gehalt an Glukonsäure, dagegen ein Überwiegen von Bionsäuren mit unterliegendem Anteil an Trionsäuren. Diese Ergebnisse ließen vermuten, daß die Zucker nicht hydrolysiert waren und lediglich eine Oxydation der Zucker stattgefunden hatte; die Endprodukte waren somit Mischungen geradkettiger Aldonsäuren, die hauptsächlich aus Bion- und Trionsäuren bestanden.
Beispiel 2: Enzymatische Maltoseoxydation.
Eine 25%ige Aufschlämmung gereinigter Süßkartoffelstärke wurde beim pH 6,0 mit 0,2% (vom Stärkegewicht) eines geeigneten Verflüssigungsenzyms bei 90°C bis zum D.E. 1,5 verflüssigt, die erhaltene Lösung schnell auf 600C abgekühlt und nach Zusatz von 20 E/g St einer aus Weizenkleie extrahierten ß-Amylase (vgl. GB Pat. 1 130 398) 1 Stunde lang gerührt. Nachdem die Viskosität der Lösung herabgesetzt war, gab man 25 E/g St einer aus Nocardia asteroides (IFO 3384) bereiteten o(-1,6-Glukosidase zu und ließ die Lösung unter 35stündigem Rühren auf 450C abkühlen.. Die erhaltene Zuckerlösung der Zusammensetzung 90 % Maltose 5,6% Maltotriose 1,8% Glukose wurde entfärbt, gereinigt und auf einen Zuckergehalt von 30% eingedampft.
Diese Lösung setzte man zwecks Oxydation mit 20 mg je g Maltose der nach Beispiel 1 erhaltenen Mikrobenzellen unter 30-stündigem starkem Schütteln bei 300C um. Da die Säurebildung von einem pH-Abfall begleitet war, wurden 0,2 g 0a003 je g Maltose zugesetzt. Den Reaktionsverlauf regelte man in der Weise, daß in Proben jeweils die Menge des restlichen reduzierenden Zuckers und des Gesamtzuckers bestimmt und die Umsetzung als beendet angesehen wurde, sobald die Menge an reduzierendem Zucker auf 0,3% erniedrigt war. Anschließend wurde die Lösung gemäß Beispiel 1 gereinigt, mit Aktivkohle und Ionenaustauschharz entsalzt und auf 75% eingedampft. Ausbeute des farblosen klaren Sirups betrug 95% der Theorie.
Beispiel 3: Biochemische Oxydation eines maltosereichen Stärke Sirups.
Man verdünnte einen 7796 Maltose 10,1% Naltotriose 1,1% Glukose enthaltenden Sirup auf 10%, inokuliertze die Lösung mit 1% Impfbakterien von Pseudomonas graveolens und kultivierte unter den Bedingungen des Beispiels 1 24 Stunden bei 30°C unter Belüftung. Nach 40 Stunden erreichte die Restzuckermenge 0,3%.
Nach Abschleudern der Zellen wurde die überstehende Flüssigkeit, wie vorbeschrieben, zu einem fast farblosen Sirup aufbereitet. Die Ausbeute betrug 91%, auf Trockenstoff berechnet.
Das Papierchromatogramm zeigte, daß im erhaltenen viskosen Sirup keine Glukose und Maltose, jedoch etwas Triose und andere Oligosaccharide verblieben waren; Glukon- sowie Naltobion-und Maltotrionsäuren lagen in entsprechenden Mengen vor. Hieraus war zu schließen, daß der Sirup sie Gemisch von nsedermolekularen Oligosacchariden und Aldonsäuren enthielt Durch Nitrieren ermittelte man eine Gesamtsäureausbeute von 90% der theoretischen Mengen von Glukose, Naltose und Maltotriose in Ausgangsmaterial.
Beispiel 4: Enzymatische Oxydation amylolysierter Stärke.
Eine 20%ige Aufschlammung einer Süßkartofellstärke vom pH 6,0 verflüssigte man mit 0,2» eines Verflüssigungsenzyms bei 90°C bis zum D.E. 20,kühlte die homogene Lösung auf 50°C, stellte sie auf pH 6,0 ein und rührte sie nach Zusatz von 5 E4/g St einer als Weizenkleie bereiteten ß-Amylase bis zum Abfall der Viskosität. Alsdann versetzte man die Lösung mit 7 E/g St einer durch Kultivieren von Escherichia intermedia'(ATOC 21 073) erhaltenen α-1,6-Glukosidase und mit 5 E/g St Verflüssigungsenzym und setzte sie 18 Stunden bei 45 bis 500C bis zu einem Moltosegehalt von 74% um.
Der erhaltenen verzuckerten Lösung wurde gemäß Beispiel 3.
20 mg je g Stärke Pseudomonas graveolens sowie 2 g CaCO3 zugegeben und die Mischung bei 35 bis 4000 unter Belüftung gerührt; nach -19 bis 20 Stunden war der reduzierende Zucker fast ganz oxydiert. Nach Abschleudern der Mikrobenzellen bereitete man die Lösung in der vorbeschriebenen Weise.
Das Papierchromatogramm und die alkalische Titration hatten praktisch die gleichen Ergebnisse wie im Beispiel n; die Menge an Maltobionsäure betrug 75% und an Trionsäure 8% der Ausgangsstärke. Bei Berücksichtigung der Zuckerverluste während der Reinigung war anzunehmen, daß der Maltosegehalt durch den Verzuckerungsvorgang auf 77 bis 78% gebracht und zu Bionsäure oxydiert war.
Der erhaltene schwach viskose Sirup hatte eine genießbare Säuerlichkeit und war als Zusatz zu Nährmitteln sehr geeignet.
Beispiel 5: Enzymatische Oxydation eines maltoreichen Stärkesirups.
Ein handel mäßiger maltosereicher Stärkesirup, enthaltend 49% Maltose 13% Maltotriose 6% Glukose 33% Dextrin, wurde auf 15% verdünnt, mit 25 mg je g Zucker an Zellen eines Pseudomonaus-Stammes versetzt und bei 30°C 21 Tage unter Belüftung und partiellen Neutralisieren des pH mit CaCO3 kräftig gerührt. Nach üblicher Aufbereitung erhielt man einen wenig viskosen und schwach aüßen, 50%igen Sirup mit 61% Bionsäuren (Ausbeute 95%), auf Trockenstoff berechnet.
Beispiel 6: Enzymatische Oxydation einee mit Säure bereiteten Sirups.
Man verdünnte einem handelsüblichen, mit Säure gewonnenen Sirup von D.E. 50 der Zusammensetzung 26% Glukose 16% Maltose 13% Maltotriose auf 15%, setzte in gleicher Weise wie ii Beispiel 2 22 mg je g Stärke an oxydierenden Enzym in %ellenform zu und rührte 21 Tage unter Belüftung bei 30°C bis zu einem Restgehalt an reduzierenden Zucker von 0,5%. In den nach der Reinigung erhaltenen farblosen, viskosen Sirup betrug der Bionsäuregehalt 76% und die Ausbeute 51%, auf Feststoff gerechnet. Die Sauerkeit harmonisierte im Sirup mit der Süßigkeit und auch sit einer geeigneten Viskosität.
Beispiel 7: Bio¢hemische Oxydation eines Stärke sirups von hohem D.E.
Einen mit Säure gewonnenen, handelsüblichen Sirup, der durch Ionenaustausch bis zum D.E. 70 gereinigt war, 46% Glukose 22% Maltose 12% Maltotriose enthielt und zu einer 10%igen Kohlenstoffquelle verdünnt war, kultivierte man gemäß Beispiel 1 mit Pseudomonas fragii O 34 58) 50 Stunden unter Belüftung bei 300C bis zu einea Restzuckergehalt von 1,5%. Die abgetrennte und, wie vorbeschrieben, zu einem Sirup aufboreitete überstehende Lösung enthielt 90% Feststoff in Form von Glukon-, Maltobion- und Maltotrionsäuren sowie beträchtlichen Oligosaccharidmengen und wiss eine g nehme Sauerkeit auf.
Beispiel 8: Enzymatische Oxydation eines Stärkesirups vom hohem D.E.
Man verdünnte einen geigneten, zuckereichen Handelssirup vom D.E. 70 auf 30%, versetzte die Lösung mit 25 mg je g Stärke der im Beispiel 7 abgetrennten Mikrobenzellen und rührte sie 21 Stunden unter Belüftung bei 30°C. Das partielle Neutralisieren erfolgte Natronlauge. Das zu einem farblosen Sirup aufbereitete Lösung enthielt die gleich Feststoffzusammensetzung wie im Beispiel 7 in einer Ausbeute von 92%.
Tabelle Escherichia intermedia ATCC 21073 Pseudomonas amyloderamosa ATCC 21216 Streptomyces diastatochromogenes IFO 3337 Actinomyces globisporus IFO 12208 Nocardia asteroides IFO 3384 Micromonospora melanosporea IFO 12515 Thermonospora viridis IFO 12207 Actinoplanes phillippinensis KCC ACT 0001 Streptosporangium roseum KCC ACT 0005 Agrobacterium tumefaciens IFO 3085 Azotobacter indicius IFO 3744 Bacillus cereus IFO 3001 Erwinia aroidene IFO 3057 Micrococcus lyzodeikticus IFO 3333 Mycobacterium phlei IFO 3158 Sarcina albida IAN 1012 Serratia indica IFO 3759 Staphylococcus aureus IFO 3061 Lactobacillus brevis IFO 3345 Leuconostoc citrovorum ATCC 8081 Pediococcus acidilactici IFO 3884 Streptococcus faocalis IFO 3128 Aerobacter aerogenes ATCC 8724 Corynebacterium sepedonicum IFO 3306 Aeromonas hydrophilia IFO 3820 Flavobacterium esteroaromaticum IFO 3751 Acetobacter suboxydans IFQ 3130 Vibrio metschnikovii IAM 1039 Entirobacter ærogenes ATCC 8724

Claims

Patentansprüche 1. Carbonsäure Stärkesirupe, enthaltend einerseits Mono- und Oligosaccharide, hauptsächlich Glukose und/oder maltose und Maltotriose, sowie Dextrine, anderseits Aldonsäuregemische, vorzugsweise Glukonsäure undXoder Maltobion-und Maltotrioniiuren.
2. Verfahren zur Gewinnung carbonsäurereicher Zuckersirupe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i G h n e t daß man in Form von viakosen Zuckerlösungen vorliegende Stärkehydrolysate, die Gemische von Mono- und Oligosacchariden, hauptsächlich Glukose und/oder Maltose und Maltotriose, sowie Dextrine enthalten, zwecks Oxydierung der Saccharide zu den Aldonsäuregemischen, vorzugsweise zu Glukonsäure und/oder maltobidon- und Maltotrionsäure, während oder nach beendeter Stärkeverzuckerung mit Glukose-Dehydrogenase behandelt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Glukose-Dehydrogenase Stämme der Pseudomonas-Gattung, vorzugsweise P. gravelone (IFO 3460) und P0 fragii (IFO 3458), anwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Gewinnung von hauptsächlich Glukonsäure enthaltendem Sirup ein Stärkehydrolysat mit hohem D. E.-Wert oxydiert.
5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man mittels Glukosmylase bereitete ßtärkehydrolysate mit Glukose-Dehydrogenase enthaltenden bzw. bildenden Nikrobenzellen oxydiert.
6. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Gewinnung von hauptsächlich Maltobion- und Naltotriosäure enthaltendem Sirup ein Stärkehydrolysat mit über 50% Maltose oxydiert.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Maltolyse mittels ß-Amylase bereitete Stärkehydrolysate mittels Dehydrogenase enthaltenden bzw. bildenden Mikrobenzellen oxydiert.
8. Verfahrennach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Glukose-Dehydrogenase oder die diese enthaltenden oder erzeugenden Mikrobenzellen im Stärkeerhydrolysat während des Hydrolyse- bzw. Verzuckerungsvorganges kultiviert und gegebenfalls die von den erzeugten Aldonsäuren abgetrennten Mikroben zur Oxidierung frischer Stärkehydrolysate wiederverwendet.