DE2532078A1

DE2532078A1 - Verfahren zur herstellung von verzuckerten staerkeprodukten mit maltose als hauptbestandteil

Info

Publication number: DE2532078A1
Application number: DE19752532078
Authority: DE
Inventors: Shuzo Dipl Chem Sakai; Naoto Dipl Chem Tsuyama
Original assignee: Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1974-07-17
Filing date: 1975-07-17
Publication date: 1976-02-19
Also published as: FR2278768A1; DE2532078C2; NL162431B; NL162431C; GB1510847A; CA1054080A; NL7508476A; FR2278768B1; US4032403A

Description

Verfahren zur Herstellung von verzuckerten Stärkeprodukten mit Maltose als Hauptbestandteil

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von verzuckerten Stärkeprodukten mit Maltose als Hauptbestandteil, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Stärkehydrolysat gleichzeitig ode zjh a ehe in an der der Einwirkung eines Enzyms oder mehrerer Enzyme mit einem Verhältnis von maltotriosezersetzender Aktivität zu maltosezersetzender Aktivität von 2,5 oder höher, das bzw. die von einer höheren Pflanze und bzw. oder aus Bakterien stammt bzw. stammen sowie der Einwirkung eines maltogenen Enzyms oder maltogener Enzyme unterwirft und die erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukte reinigt/ konzentriert und gewinnt.

In dem Stärkehydrolysat wird somit der Maltotriosegehalt verringert, während zugleich die Maltosereinheit verbessert wird. Im folgenden werden Enzyme mit maltotriosezersetzender Aktivität und maltosezersetzender Aktivität als Maltotriase bzw. Maltase bezeichnet.

In letzter Zeit sind bei der Maltose viele vorteilhafte Eigenschaften

609808/0891 ~²~

"²" 2537 0 78

bekanntgeworden, so daß sich diese einer immer weiter zunehmenden Verwendung erfreut. Daherbesteht auch Bedarf an verzuckerten Stärkeprodukten mit Maltose als Hauptbestandteil.

Herkömmlicherweise wurden Stärkehydrolysate mit einer Maltosereinheit in der Größenordnung von 4o bis 5o% (sämtliche Angaben über Prozente und Teile beziehen sich auf das Gewicht, bezogen auf Trockenfeststoffsubstanz, sofern nicht anders angegeben) erhalten, in dem man verflüssigte Stärke der Einwirkung von Malz-Amylase, einem maltogenen Enzym, unterwarf. In jüngster Zeit sind verzuckerte Stärkehydrolysate mit einer Maltosereinheit von über 5o% verhältnismäßig leicht mit Hilfe einer Kombination von einem die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzym und Beta- Amylase erhältlich geworden.

In Starkehydrolysaten mit Maltose als vorherrschendem Bestandteil, die mit herkömmlicherweise bekannten maltogenen Enzymen, wie beispielsweise Alpha-Amyläse, Beta- Amylase und die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzymen, hergestellt worden sind, wird notwendigerweise Maltotriose gebildet. Da die Maltotriose von den genann ten maltogenen Enzymen praktisch nicht angreifbar ist, bestand bisher stets eine Grenze für die Erhöhung^ der Maltosereinheit. Es wurde gefunden, daß eine Umwandlung der Maltotriose, die sich in reichhaltigem Maße in den verzuckerten Starkehydrolysaten gebildet hat, in Maltose erforderlich ist, um eine Verbesserung der Maltosereinheit zu erzielen.

609808/0891

"³" 2 5 3 ? η 7 8

Um verzuckerte Stärkeprodukte mit höherer Maltosereinheit durch Zersetzung des Maltotriosegehaltes in den Produkten zu erhalten, beschäftigte man sich mit Maltotriase aus höheren Pflanzen und Bakterien, die bisher praktisch keine Beachtung gefunden hatte, und entdeckte, daß die Verwendung eines Enzyms oder Enzymgemisches mit einem Verhältnis von Maltotriase zu Maltase ( im folgenden als bestimmtes Aktivitätsverhältnis bezeichnet ) von 2,5 oder darüber eine Verbesserung der Maltosereinheit bewirkt. Auf dieser Entdeckung fußend , wurde eine ausgedehnte Auslese von höheren Pflanzen und Bakterien getroffen, die Enzyme mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis besaßen.

Die Auslese brachte das Ergebnis, daß solche Enzyme in höheren Pflanzen, wie beispielsweise Knollen, Wurzeln, Spitzen, Blättern, Stengeln,Samen, Körnern und gekeimten Körnern, sowie auch in Bakterien der Gattungen Pseudomonas, Xanthomonas, Flavobacterium, Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Erwinia, Micorcoccus, Sarcina, Lactobacillus, Arthrobacter, Bacillus, Aeromonas, Cytophaga und Streptomyces vorhanden sind.

Es wurde gefunden, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene verzuckerte Stärke, die durch zweifache Verzuckerung, insbesondere durch Einwirkenlassen von .Enzymen mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis während oder nach der beginnenden Verzuckerung, d.h. herkömmliche Verzuckerung mit maltogenen Enzymen, erhalten worden sind, eine b%rächtlich höhere Maltosereinheit aufweisen als herkömmliche verzuckerte Stärkehydrolysate.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist jede Stärke unabhängig von ihrer Herkunft verwendbar, d.h. Getreide-, Knollen- oder Wurzelstärken. Auch

" ⁴" £53/078

ist jedes Verhältnis von Amylose zu Amylopektin geeignet. Zunächst wird eine Stärkesuspension gelatiniert oder verflüssigt. Die Verflüssigung wird mit Säure und/oder einem Enzym vorzugsweise bis zu ehern Dextroseäquivalent von nicht über 25 durchgeführt. Danach wird die verflüssigte Stärke verzuckert, indem man sie der Einwirkung von bekannten maltogenen Enzymen, wie beispielsweise Beta-Amylase oder Beta-Amylase und des die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzyms unterwirft. Im allgemeinen werden Enzyme, die aus Weizenkleie ( vergl. JA-AS 7o-18937), Sojabohnen und Süßkartoffeln stammen und daraus hergestellt sind, als Beta-Amylase verwendet. Als die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauende Enzyme können mikrobielle Enzyme, wie beispielsweise solche, die von einer Kulturlösung eines Vertreters einer der folgenden Gattungen hergestellt sind, verwendet werden: Escherichia intermedia ATCC 21o73, Aerobacter aerogenes ATCC 8724, Pseudomonas amyloderamosa ATCC 21262, Corynebacterium sepedonicum IFO 33o6, Aeromonas hydrophyla IFO 382o, Flavobacterium esteroacromaticum IFO 3751, Vibrio metschnikovii IFO 1o39, Actinoplanes philippinen-

roseum sis ATCC 12427 und Streptosporangium ATCC 12428, beschrieben in der

JA-AS 68-28939, 69-8o7o, 7o-9229, 7o-16788, 71-28151 und 73-18826.

Je nach der angewandten Herstellungsmethode besitzt das erhaltene verzuckerte Stärkehydrolysat einen Maltotriosegehalt von im allgemeinen etwa 5 bis etwa 25% und eine Maltosereinheit von 5o bis 93%. Läßt man jedoch ein Enzym oder mehrere Enzyme, die aus höheren Pflanzen und/oder Bakterienkulturen stammen und die das obengenannte bestimmte Aktivitätsverhältnis besitzen, zusammen mit herkömmlicherweise verwendeten maltogenen Enzymen während der Verzuckerung oder auf die verzuckerten Stärkehydrolysate nach Beendigung der Verzuckerung mit bekannten maltogenen Enzymen einwirken, so wird der Maltotrioseanteil , der in dem

609808/0891 ~⁵~

2Β3/Π78

anfänglichen verzuckerten Stärkehydrolysat vorhanden ist und die weitere Verbesserung der Maltosereinheit verhindert, hauptsächlich versetzt und die Maltosereinheit des verzuckerten Stärkeendproduktes um weitere 3 bis 15% verbessert.

Der Ausdruck maltogenes Enzym bzw. maltogene Enzyme, wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, bedeutet ein Enzym bzw. F.zyme, das bzw. die fähig ist bzw. sind, Maltose ohne praktische lenkung der Maltosereinheit zu produzieren. Die verzuckerten Stärkeprodukte, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, werden dann erhitzt, um die enzymatische Aktivität zu beseitigen, filtriert, mit Aktivkohle entfärbt, mit Ionenaustauscherharzen entionisiert und zu einem Sirup oder in kristalline oder pulverige Form durch Konzentrieren, Kristallisieren oder Sprühtrocknen weiterverarbeitet. Die Ausbeuten betragen 96 bis 99% ( bezogen auf Trockenfeststoffe ).

Die Maltosereinheit eines verzuckerten Stärkehydrolysates, das entweder durch Verzuckern eines 2obis 4o%igen wäßrigen, mit Säure oder enzymatisch verflüssigten Stärkehydrolysats mit einem Dextroseäquivalent von 5 bis 2o oder durch Verzuckerung eines Stärkehydrolysats mit einem Dextroseaquivalent von nicht über 5 bei einer Temperatur von etwa 6o C unter Verwendung' von Malz-Amylase hergestellt wordenp.st, beträgt höchstens 5o bis 6o%, d.h. die Herstellung von Stärkehydrolysaten mit höherer Maltosereinheit ist bisher äußerst schwierig gewesen.

Durch Zusatz eines Enzyms oder von Enzymen mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis von 2,5 oder darüber, das bzw. die sich von höheren Pflanzen und/oder Bakterienkulturen ableitet bzw. ableiten, in einer Menge von o,o5 Einheiten oder darüber je Gramm verzuckerten Stärkehydrolysates,

-6-

6098 0 8/0891

253/073

bezogen auf die Trockensubstanz, zu den obenbeschriebenen verzuckerten Stärkehydrolysaten während oder nach der Verzuckerung und durch Bebrüten des Gemisches bei einer Temperatur von 3o bis 55°C mit einem pH-Wert von 4 ,o bis 8,o erhält man leicht.eine Maltosereinheit von etwa 6o bis 75% im erhaltenen verzuckerten Produkt.

Insbesondere erzielt man bei den verzuckerten Stärkeprodukten, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, ein« etwa 1,3 bis 1,6-fache Erhöhung des Gehaltes an vergärbaren Zuckern zusätzlich zu der Erhöhung der Maltosereinheit.

Ein verzuckertes Stärkehydrolysat mit einem Gehalt von etwa 9o bis 9 3% Maltose wird erhalten, wenn man 5 bis 2o%ige, mit wäßriger Säure oder Alpha-Amyläse verflüssigte Stärkehydrolysate mit einem Dextroseäquivalente von nicht über 5 unter Verwendung einer Kombination aus Beta-Amylase und einem die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzym verzuckert. Indiesem Fall war die Verbesserung der Maltosereinheit über den erzielten Grad hinaus im allgemeinen äußerst schwierig. Es wurde jedoch gefunden, daß man durch weiteres Einwirkenlassen des Enzyms bzw. der Enzyme mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis von 2,5 oder darüber inanaloger Weise _u wie ob.en. beschrieben, auf derartige verzuckerte Stärkehydrolysate während oder nach dem Verzuckerungsprozeß die Maltosereinheit auf etwa 93 bis 97% mit Leichtigkiet erhöhen kann, was zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von verzuckerten Stärkeprodukten mit Maltose als Hauptbestandteil führte.

Weiter wurde gefunden, daß die Größe, Form und das Aussehen der Kristalle, die nach Reinigung der verzuckerten Stärkeprodukte mit einer Maltosereinheit von nicht unter 93 % , sowie Konzentrieren und Kristallisieren

609808/089 1

253/078

erhalten wurden, äußerst ewünscht sind und daß die Zeit zur Zentrifugierung für die Gewinnung der Kristalle aus der Mutterlauge, im folgenals Zentrifugierzeit bezeichnet, auf etwa die Hälfte bis ein Drittel im Vergleich zu der Zentrifugierzeit bei herkömmlichen Stärkehydroly-

so säten mit Maltose als Hauptbestandteil, gesenkt werden konnte, wie das die Ausbeute an kristalliner Maltose auf etwa das 1,5 bis 3,5-fache ansteigt. Das auf diese Weise hergestellte Maltoseprodukt ist besonders geeignet für intravenöse Injektionen .

Die Methoden zur Bestimmung der enzymatischen Aktivität und der quantitativen Bestimmung der ZuckerzusammenSetzung wurden wie folgt durchgeführt:

Bestimmung der Maltotriaseaktivität;

Io ml einer o,1 m Acetatpufferlösung vom pH 6,0 und einem Gehalt von o,55 % ( Gewicht/Volumen) Maltotriose wurde mit o,5 ml einer gegebenen Enzymlösung bei 4o C umgesetzt und anschließend die gebildete Glucose je ml Reaktionsgemisch nach der in Anal.Biochem. ^o,S. 467 (1969)) beschriebenen Glucoseoxidase-Methode bestimmt. Die Enzymmenge, die die Hydrolyse eines ^u-MoIs Maltotriose je Minute bei 4o°C bewirkte, wurde als eine Einheit Maltotriase bezeichnet.
Bestimmung der M,altaseaktivität:

Die quantitative Bestimmung und Berechnung wurden analog durchgeführt wie für die Maltotriaseaktivitätsbestimmung beschrieben, mit der Abweichung, daß Maltotriose durch Maltose ersetzt wurde. Bestimmung der stärkezersetzenden Aktivität; Bestimmung und Berechnung wurden analog durchgeführt, wie für die Maltotriaseaktivitätsbestimmung beschrieben, mit der Abweichung, daß statt Maltotriose lösliche Stärke verwendet wurde.

—0—

- 8 - 253/078

Quantitative Bestimmung der Zuckerzusammensetzung:

Nach der in "Sugar Handbook", S. 686-687, Herausgeber Hamaguchi und Sakurai, Verlag Asakura Shoten Inc. Tokyo, Japan (1964)) beschriebenen Methode wurden entwickelte Papierchromatograntme erhalten, die in die einzelnen Fraktionen zerlegt wurden, die quantitativ nach der Anthron-Methode bestimmt und als Prozentanteil angegeben wurden.

Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung von Enzymen mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis aus höheren Pflanzen beschrieben. Wie bereits erwähnt, sind die Enzyme mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis sowie Gemische aus ihnen in höheren Pflanzen weit verbreitet, beispielsweise in den Knollen, Wurzeln, Blättern, Stengeln,Körnern sowie gekeimten Körnern oder Samen. Insbesondere werden als Quellen für die Enzyme die Knollen, Wurzeln und unterirdischen Stengelteile von Kartoffeln, Karotten, Rettich und Süßkartoffeln, die Blätter und Stengel von Kohl und Spinat, Körner und gekeimten Körner von ungeschältem Reis, Reiskleie, Gerste, Malz, Weizen, Weizenkleie, Weizenkeimen, Sorghumkorn, Sawa-Hirse, Kanariensamen, Sojabohnen, entfetteten Sojabohnen, gekeimten Sojabohnen, Mungobohnen, Luzerne, Mais und Maiskeimen verwendet. Die Enzyme werden von den Planzen nach herkömmlichen Methoden getrennt. Beispielsweise sind Extraktion, Raspeln und Pressen geeignet. Weiter können auch eine Behandlung mit Ultraschall, Einfrieren und Auftauen, Aut&yse oder Einwirkenlassen von zellwandzersetzenden Enzymen angewandt werden, sofern erforderlich.

Im allgemeinen wird für saftreiche Pflanzenteile, wie Blätter, Stengel, Wurzeln und Knollen, das Raspeln und Pressen bevorzugt, während für verhältnismäßig wenig Feuchtigkeit enthaltende Teile, beispielsweise

60980B/0891

_₉_ 2539078

crockene Samen und Körner, die Extraktion durch Sprühen oder Eintauchen bevorzugt wird, bei der eine geeignete Lösungsmittelmenge, beispielsweise über ein Äquivalent, bezogen auf die zu extrahierende Probe, an Wasser, einer Pufferlösung, einer Salzlösung oder einer Harnstofflösung verwendet wird. Die auf diese Weise erhaltene Suspension, die das Enzym bzw. die Enzyme enthält, wird anschließend filtriert und zentrifugiert, u sie in einen Rückstand und ein Filtrat oder einen überstehenden : ^dssigkeitsteil aufzutrennen. Wenn das bestimmte Aktivitätsverhältnis der auf diese Weise erhaltenen Enzyme unter 2,5 liegt oder ein Enzym mit einem höheren Aktivitätsverhältnis gewünscht wird, wird das erhaltene Enyzm einer Reinigung, wie beispielsweise einer Fraktionierung, unterworfen, um das Verhältnis zu erhöhen. Wenn die Aktivität außerordentlich gering ist, wird das Produkt vorzugsweise entweder durch Ausfällen mit Ammoniuinsulfat oder einem organischen Lösungsmittel oder im Vakuum konzentriert.

Die Herstellung von bakteriellen Enzymen mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis von 2,5 oder darüber wird im folgenden beschrieben. Die Kultivierung verschiedener Bakterien wird gewöhnlich bei 2o bis 35 C unter stationären Bedingungen oder durch Rühren unter Belüftung während 1 bis 5 Tagen auf einem flüssigen Kulturmedium durchgeführt, das Kohlenstoff-, Stickstoff- und anorganische Quellen sowie Spuren von Wachstumsfaktoren enthält und bei einer Temperatur von 12o°C während 1o bis 3o Minuten sterilisiert und mit einem Bakteriura beimpft wurde.

609808/OR91

- 1ο -

25 3/078

Die Kultur lösung kann so, wie sie ist, als Enzymlösung verwendet werden, nötigenfalls kann jedoch der überstehende Teil, der durch Entfernung der Zellen mit Hilfe von Filtrierung oder Zentrifugierung erhalten wird, verwendet werden. ^:

Alternativ kann das gewünschte endocellulare System nach Behandeln mit Ultraschall, Einfrieren und Auftauen, Autolyse oder Einwirkenlassen von zellwandzersetzenden Enzymen oder einem oberflächenaktiven Mittel verwendet werden, wenn diesferwünscht ist. Die das Enzym bzw. die Enzyme enthaltende Suspension, die von den Bakterienzellen stammt, kann anschließend durch Filtrieren oder Zentrifugieren in den Zellrückstand und die überstehende Flüssigkeit aufgetrennt werden.

Wenn das bestimmte Aktivitätsverhältnis der Kulturlösung oder der überstehenden Lösung, die gemäß den beschriebenen Verfahren erhalten wurden, niedriger als 2,5 ist oder wenn ein höheres Verhältnis gewünscht wird, kann dieses Verhältnis durch Reinigung des Enzyms, beispielsweise durch Fraktionieren, erhöht werden. Wenn die enzymatische Aktivität außerordentlich niedrig ist, wird das Enzym durch Ausfällen mit Ammoniumsulfat oder einem organischen Lösungsmittel oder durch Eindampfen im Vakuum konzentriert.

Das teilweise gereinigte Enzym, das von höheren Pflanzen oder Bakterien gemäß der Erfindung hergestellt worden ist und das bestimmte Aktivitätsverhältnis von 1oo oder darüber besitzt, hat im allgemeinen einen optimalen pH-Wert Bereich von etwa 5,ο oder 7,o, einen optimalen Temperaturbereich von etwa 45 bis 55 C, sowie einen die Stabilität nicht beeinträchtigenden pH-Wert Bereich von etwa 4,5 bis 1o,o und einen

bereich von nich

609808/0891

entsprechenden Temperaturbereich von nicht über 55 C, eine Maltotriase-

5 3 ? Π 7 8

aktivität, die um ein mehrfaches höher ist als die stärkeabbauende Akitivität sowie kaum eine dextrinogene Aktivität.

Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen anhand von Versuchen und Beispielen erläutert.

Versuch 1

Gemische aus einem Teil eines geraspelten Produktes aus Wurzeln, Blättern, Stengeln, Samen oder Körnern, gekeimten Samen oder Körnern einer Reihe höherer Pflanzen und 5 Teilen Wasser von 35°C wurden unter gelegentlichem Rühren 3 Γ. undti, lang stehengelassen und anschließend zentrifugiert. Die erhaltenen überstehenden Flüssigkeiten wurden dann im Hinblick auf ihre spezifischen Aktivitätsverhältnisse sowie die Maltotriaseaktivität je Gramm Probe bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengefaßt.

Tabelle 1

Enzymquelle	Aktivitätsverhältnis	Maltotriase, Einh./g
Sojabohnen	1 ,98	1,81
Maiskeime	2,86	1,06
Weizenkeime	3,1o	6,95
Weizenkleie	3,16	1,77
Kohl	3,2o	o,1o
ungeschälter Reis	3,88	6,51
Kanariensamen	6,24	1,43
Kartoffeln	8,17	0,38
Malz	9,94	1,57
Reiskleie	11,6o	5,39

609808/0S91

Ve rs uch 2

Die überstehende Lösung aus Sojabohnenextrakt, die gemäß Versuch 1 erhalten worden war, wird mit Ammoniumsulfat bis zum Sättigungsgrad o,95 bei 4°C gebracht und anschließend zentrifugiert. Der Niederschlag wurde in o₇o5 m Boratpuffer vom pH-Wert 9,ο gelöst und die erhaltene Lösung durch Zugabe einer Spur von Natriumhydroxid auf den pH-Wert 9,ο gebracht. Die Lösung wurde bei 35°C stehengelassen und hinsichtlich des restlichen bestimmten Aktivitätsverhältnisses und der Maltotriaseaktivität nach o,1,2 und 4 Stunden durch Entnahme von Proben untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengefaßt.

Tabelle II

Behandlung, Std.	Resti. Maltotriase, %	Ak tivitatsverhältnis
O	1oo	1,98
1	1oo	2,8o
2	98	3,65
4	98	7,11

Aliquote Teile der so erhaltenen Enyzmlösungen wurden einzelnen Anteilen einer 2o%igen wäßrigen Lösung eines enzymatischen Stärkehydrolysates hinzugegeben, das die folgende Zusammensetzung besaß:

%
3,7% Glucose, 53,5 Maltose, 2o,5% Maltotriose und 22,3% Dextrine. Die Zugabe erfolgte in einer Menge von einer Einheit je Gramm Stärkehydrolysat, bezogen auf Trockensubstanz, wonach die Gemische 16 Stunden lang

609808/0691

2537078

bei 5o C nach einer Einstellung des pH-Wertes auf 6,0 umgesetzt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt.

Tabelle III

Äktivitäts- j verhältnis	^G1	^G2	Zuckerzusammensetzung, %	Dext
kein Zusatz	3,7	53,5	^G3	22,3
1 ,98	24,4	55,6	2o,5	16,5
2,8o	16,5	62,9	3,5	17,4
3,65	13,9	66,2	3,2	16,6
7,11	11 ,o	68,7	3,3	17,1
		3,2

Anmerkungen:

In der Tabelle und der übrigen Beschreibung bedeuten G₁,G₂ und G₃ Glucose, Maltose bzw. Maltotriose und Dext Maltotetraose sowie höhermolekulare Dextrine.

Wie aus den Ergebnissen von Tabelle III hervorgeht, wurde Maltotriose unabhängig von dem bestimmten Aktivitätsverhältnis zersetzt. Dagegen ist keine große Veränderung der Maltosereinheit der verzuckerten Stärkeprodukte zu beobachten, wenn das Aktivitätsverhältnis 1,98 beträgt. Die Maltosereinheit wird jedoch beträchtlich erhöht, wenn das Verhältnis den angegebenen Wert überschreitet.

-14-

£09808/089

Versuch 3

Kulturmedien der folgenden Zusammensetzung, die mit Leitungswasser hergestellt worden waren, wurden entweder mit n-HCl oder n-NaOH auf den pH-Wert 7,ο gebracht und anschließend während 2o Minuten bei

12o°C sterilisiert.

Kulturmedium (1), Gew./Vol. %

lösliche Stärke 2,ο

Pepton 1 ,o

Hefeextrakt o,5

K₂HPO₄ O₇1

KCl o,o5

MgSO₄ . 7H₂O O,oo1

Kulturmedium (2), Gew./Vol.%

Pullulan 1 ,o

Natriumacetat 1,o

Pepton 1 ,o

Hefeextrakt o,2

MgSO₄ . 7H₂O o,o2

MnSO₄ . 4H₂O ^ . p,ooo2

KCl " o,o1

Kulturmedium (3) Gew./Vol.%
lösliche Stärke 2,ο

Sojabohnenextrakte 5,ο Hefeextrakt o,1

-15-

609808/(1891

Jedes Kulturmedium wurde mit einer Reihe von Bakterienstämmen beimpft und die Gemische wurden fünf Tage lang bei einer Temperatur von 27 oder 3o°C der stationären oder aeroben Kultivierung unterzogen. Schließlich wurden die Kulturlösungen in bezug auf ihre

untersucht,
enzymatischen Aktivitäten Die Ergebnisse für zahlreiche

Testbakterienstäitune sind in Tabelle IV zusammengefaßt.

£09808/0891

OD CD CU OD

daß die über

ATCC 21262

ATCC 17o61

IFO ο589

Tabelle IV

j

edium

Werte

zufolae d.

aerob

außerordentli

ch niedricren

Anm.z.Tab. "^1oo" bedeutet,

nicht meubar

IFO 3558

IFO 3741

IFO O214

1oo lieqenden

η

i^vicix τ. anti cuvc ι vi ta ζ.

Mikroorganismus

IFO 12213

cb/
Streptomyces flavcfrornogenes FERM-P934

V/äTeüT.

(D

Kultivierungs

η

Aktivitäts

IFO 3752

Candida tropicalis

(D

bedingungen

η

verhältnis

Pseudomonas amyloderamosa

IFO 3o44

Saccharomyces cerevisiae

(D

27°C

U

17,7

Pseudomonas iodinum

ATCC 8724

(D

27°C

ti

6,7

Xantomonas citri

ATCC 9621

(D

3o°C

ti

3>1oo

Flavobacterium suaveolens

IFO 383o

(D

3o°C

η

1,5

jSscherichia coli

IFO 3o6 7

(D

3o°C

Il

13,7

Klebsiella pneumoniae

ATCC 8008

(D

3o°C

stationär

5,9

Enterobacter aerogenes

IAM 166o

(D

3o°C

aerob

11,1

Erwinia aeroideae

IFO 3oo1

(2)

3o°C

•I

>1oo

Sarcina variabilis

IFO 333o

(t)

3o°C

Il

17,ο

!uactobacillus plantarum

FERM-P937

(3)

3o°C

Il

5,5

Arthrobacter simplex

IAM 1189

(3)

3o°C

N

6,1

Bacillus cer_weus

IFO 3o23

(3)

3o°C

Il

5,2

Bacillus fimnus

IFD 3333

(3)

3o°C

N

1,3

Bacillus megaterium

/sromonas hydrophila var formicans ATCC

(3)

3o°C

N

1,3

Bacillus polymyxa

Cytophaga Johnsonae
Azdbacter agilis

(D

3o°C

Il

57,ο

Bacillus subtilis

13136

(2)

3o°C

Il

>1οο

Micdvrcoccus lysodeikticus

(D

27°C

η

34,ο

(1)

27°C

η

6,ο

(1)

27°C

Il

6,3

(1)

27°C

2,1

(1)

27°C

5,5

27°C

ο,9

27°C

1,1

Maltotriase

(Einh./ml)

1,24

ο,4ο

2,2ο

ο,24

1,37

1,ο7

ο,89

1,53

ο,27

ο,72

ο,43

ο,94

ο,25

ο,62

ο,77

ο,61

ο,54

ο,85

ο,9ο

ο,19

ο,26

ο,13

ο,18

Versuch 4

Der Bakterienstamm Bacillus megaterium FERM-P 9 37 wurde in der für Versuch 3 beschriebenen Weise kultiviert. Die Maltotriaseaktivität in der Kulturlösung betrug o,62 Einh./ml und das bestimmte Aktivitätsverhältnis war 1,3. Die überstehende Fraktion der Kulturlösung wurde mit Ammoniumsulfat ausgesalzen und dabei ein Niederschlag mit einem Sättigungsgrad im Bereich von o,2 bis o,9 erhalten. Das Aktivitätsverhältnis des Niederschlages war mit dem der Kulturlösung identisch. Das Aktivitätsverhältnis erhöhte sich auf 2,7, 9,6 bzw. 21,3, nachdem man aliquote Teile des Niederschlages, gelöst in einem Puffer mit einem pH-Wert von 9,o, bei 35° C o,5, 2,o bzw. 5,5 Stunden lang stehengelassen hatte.

Die enzymatische Lösung, die das Aktivitätsverhältnis 21,3 ergab, zeigte keine Beta-Amylase-Aktivität. Die aliquote Menge enzymatischer Lösung, die nach der obenbeschriebenen 5-stündigen Behandlung erhalten worden war, wurde nach Dialyse konzentriert und anschließend auf eine Säule mit DEAE-Sephadex A-5o ( Produkt der Pharmacia AB, Uppsala, Schweden) , im Gleichgewicht mit einem o,o2 m Phosphatpuffer vom pH 7,ο gegeben und unter Verwendung von ο bis o,5 m Kochsalzlösung als Lösungsmittel eluiert. Dabei wurde die Maltotriase in einen Alpha-Amylase- und einen Maltaseanteil aufgetrennt.

Die so erhaltene Maltotriase besaß eine Aktivität, die 5,8 mal höher war als die aus Stärke, jedoch zeigte sie kaum eine dextrinogene Aktivität, und ihr bestimmtes Aktivitätsverhältnis belief sich auf über 1oo.

Kulturlösungen von Bacillus cereus IFO 3oo1, Bacillus firmus IFO 333o, Bacillus polymyxa IAM 1189 und Bacillus subtilis IFO 3o23 wurden analog behandelt wie die Kulturlösungen von Bacillus megaterium FERM-P937, wobei man jedesmal Enzyme mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis von über 1oo erhielt. Die Eigenschaften der Enzyme waren denen des Enzyms von Bacillus megaterium analog.

Bei der enzymatischen Lösung, die aus der Kulturlösung von

IFO 3752
Flavobacterium suaveolens erhalten worden war, war es möglich, das bestimmte Aktivitätsverhältnis auf 12,4 zu erhöhen, indem man die Lösung 5 Stunden lang bei pH 8,5 und 35°C stehenließ.

Versuch 5

Die verschiedenen enzymatischen Lösungen, die man aus Bacillus megaterium FERM-P937 gemäß der in Versuch 4 beschriebenen Vorschrift erhielt, wurden dazu benutzt, um die Wirkungen des bestimmten Aktivitätsverhältnisses auf den Maltosegehalt in den erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukten zu bestimmen. Die Lösungen wurden jeweils einem handelsüblichen Stärkehydrolysat zugesetzt, injdem Maltose den Hauptbestandteil bildete. Der Zusatz erfolgte in einer Menge von einer Einheit Maltotriase je Gramm Stärkehydrolysat (Trockensubstanz) und die Gemische wurden 22 Stunden bei 45°C und einem pH von 6,ο der Verzuckerung unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengefaßt.

-i9

9 8 0 8/0891

Tabelle V

Aktivitatsverhältnis	Zuckerzusammensetzung,	^G2	^G3	De xt
	^G1	91,5	5,2	2,7
kein Zusatz	o,6	9o,7	o, 7	1,8
1,3	6,8	93,1	o,6	1,7
2,7	4,6	94,2	o,6	1,9
9,6	3,3	94,8	o,6	1,8
21,3	2,8

Wie sich aus Tabelle V ergibt, wird mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis von über 2,5 Maltotriose zersetzt und die Maltosereinheit der verzuckerten Stärkeprodukte ist beträchtlich erhöht.

Beispiel 1

Ein Teil Kartoffelstärke und 1o Teile Wasser mit einem Gehalt von

ender 5 Einheiten bakterieller, verflüssig Alpha-Amylase je Gramm Stärke wurden zu einer Suspension verrührt. Nach Einstellung des pH-Wertes auf 6_ro wurde die Suspension auf 8o bis 9o° erhitzt, um gleichzeitige Gelatinierung und Verflüssigung hervorzurufen, und anschließnd sofort auf 13o° C erhitzt und bei dieser Temperatur 5 Minuten lang gehalten. Diese Umsetzung wurde durchgeführt, um

De

ein "xtroseäquivalent von nicht über 1 ,o zu erzielen. Nach anschließendem raschen Abkühlen des Produktes auf 5o°C wurden ein die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauendes Enzym aus einer Kulturlösung von Escherichia intermedia ATCC 21o73 sowie Sojabohnen-Beta-

6 O 9 8 Γ) 8 / Π 8 9 1 "^2o"

- 2ο -

Amyläse ( Produkt Nr. 15oo der Nagase & Co. Ltd. Osaka, JAPAN) in einer Menge von jeweils 2o Einheiten je Gramm Stärke zugesetzt und das Gemisch bei pH 6,0 46 Stunden lang der Verzuckerung unterzogen ( Hydrolysat A). Eine nach 24 Stunden nach Beginn der Verzuckerung sowie eine nach der enzymatischen Inaktivierung des 46 Stunden lang der Verzuckerung unterzogenen Hydrolysates abgezogene Probe wurden entsprechend als Hydrolysate B bzw. C bezeichnet. Die Hydrolysate B und C wurden anschließend über 22 Stunden einer weiteren Verzuckerung unterzogen, nach der jedes von ihnen mit der überstehenden Lösung von Weizenkeimextrakt, erhalten gemäß Versuch 1, mit einem bestimmten Aktivitätsverhältnis von 3,1ο in einer Menge von jeweils einer Einheit je Gramm Stärke versetzt wurde. Die erhaltenen Produkte wurden mit b bzw. c bezeichnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI veranschaulicht.

Tabelle VI

	Zuckerzusammensetzung, %
A b C	G₁ G₂ G₃ Dext
0,6 91,5 5,2 2,7 2,5 96,1 o,4 1,o 2,5 95,2 0,8 1,5

Nach Erhitzen zur enzymatischen Inaktivierung wurden die verzuckerten Stärkeprodukte filtriert, mit Aktivkohle entfärbt, mit Ionenaustauscherharzen vom H-und OH-Typ entionisiert und im Vakuum konzentriert. Die Ausbeute der Konzentrate betrug etwa 97%, bezogen

βΠΠΒ0 8/0891 -21-

- 21 - 2537078

auf Stärketrockensubstanz. Das durch Kristallisieren erhaltene Produkt wurde im Hinblick auf Form, Größe und Aussehen der Kristalle sowie hinsichtlich der Zentrifugierzeit und Ausbeute an kristalliner Maltose (Gesamtausbeute der ersten und zweiten Kristallisation), bezogen auf verzuckerte Stärkeprodukte ( Trockensubstanz) untersucht. Die mit dem verzuckerten Stärkehydrolysat A sowie den Stärkeprodukten b und c , im folgenden als A¹/ b" und c¹ bezeichnet/ erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle VII zusammengefaßt.

Tabelle VII

Kristallform,-größe relative Zentri- Ausbeute an und-aussehen fugierzeit kristalliner Maltose

A¹ gut Too 35,o

b¹ ausgezeichnet 38 72,6

c¹ ausgezeichnet 43 65,3

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß eine beträchtliche Verbesserung der Maltosereinheit im verzuckerten Stärkeprodukt erzielbar ist, gleichgültig ob die Maltotriase den Stärkehydrolysaten während der Verzuckerung zusammen mit Beta-Amylase und einem die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzym oder nach der Verzuckerung mit Hilfe dieser Enzymkombination zugesetzt wird. Außerdem geht aus Tabelle VII hervor, daß bei Verwendung der Maltotriase die Zentrifugierzeit auf etwa die Hälfte bis ein Drittel der Zeit verringert

-22-

£09808/0891

253207g

werden kann, die ohne die Verwendung von Maltotriase erforderlich wäre, sowie, daß sich zugleich mit der Verbesserung der Maltosereinheit auch die Ausbeute an kristalliner Maltose etwa verdoppelt. Im Hinblick auf die Verringerung der Verzuckerungszeit ist es bevorzugt, die Maltotriase gemäß der Erfindung während der Verzuckerung zuzusetzen, so daß sie mit den anderen Enzymen gleichzeitig einwirken kann.

Beispiel 2

Eine Suspension aus einem Teil Süßkartoffeln und 3 Teilen Wasser mit einem Gehalt von 5 Einheiten Alpha-Amylase je Gramm Stärke wird unter Rühren auf den pH-Wert 5,5 eingestellt. Danach wurde die Suspension auf einer Temperatur in dem Bereich von 8o bis 9o C gehalten, um gleichzeitig Gelatinierung und Verflüssigung zu erzielen, und nach Erreichen eines Dextroseäquivalents von 19 wurde das Produkt unmittelbar auf 12o°C erhitzt undbei dieser Temperatur 5 Minuten lang gehalten, wonach es rasch auf 5o°C gekühlt wurde. Danach wurde es mit derselben Beta-Amylase, wie sie gemäß Beispiel 1 verwendet wurde, sowie einem die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzym aus einer Kultur lösung von Pseudomonas amyloderamosa ATCC 21262 in einer Menge von jeweils 1o Einheiten je Gramm Stärke versetzt. Das Gemisch wurde Stunden bei Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 5,5 und einer Temperatur von 5o°C der Verzuckerung unterzogen. Getrennt davon wurde ein anderer Anteil desselben Gemisches der überstehenden Lösung von Kanariensamen, erhalten gemäß Versuch 1, mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis von 6,24 in einer Menge von o,2 Einheiten Maltotriase-Aktivität je Gramm Stärke hinzugegeben und das Ganze 24 Stunden lang der Verzuckerung unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII zusammengefaßt.

6(19308/0891 ~²³~

2532Π78

Tabelle VIII

Maltotriase \^	Zuckerzusammensetzung, %
kein Zusatz Zusatz	^G1 ^G2 ^G3 Dext
8,1 65,3 18,6 8,ο 14,ο 77,1 2,7 6,2

Nach Reinigung und Konzentrierung des nach dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren erhaltenen verzuckerten Stärkeproduktes wurde gefunden, daß das ohne Zusatz von Maltotriase verzuckerte Produkt nicht kristallisierbar war, während das mit Hilfe von
Maltotriase verzuckerte Stärkeprodukt kristallisierte. Die Ausbeuten des Produktes in Pulverform, die nach Sprühtrocknen des
Konzentrates erhalten wurden, betrugen etwa 96%, bezogen auf Stärketrockensubstanz. Das aus mit Maltotriase verzuckerte Stärke hergestellte pulverige Produkt besaß einen charakteristischen Glanz und einen sehr viel höheren Handelswert.

Beispiel 3

Eine Suspension aus einem Teil M_ai_sstärke und zwei Teilen Wasser wurde auf den pH-Wert von etwa 2,5 gebracht und anschließend in einen Konverter eingebracht, in dem die Suspension bei einem Druck

von 1,8 bis 2,ο kg/cm mit Dampf etwa Io Minuten lang bis zum Erreichen des Dextroseäquivalentes 2o einer autoklaven Behandlung unterzogen wurde. Nach Einstellen des pH-Wertes auf 6,ο wurde das Produkt bei 5o°C gehalten, mit aus Weizenkleie stammender Beta-

Amylase in einer Menge von 2 Einheiten je Gramm Stärke ver setzt

-24-

609808/0891

und anschließend 24 Stunden der Verzuckerung unterworfen. Aliquoten Teilen des verzuckerten Stärkehydrolsates, das nach 12 Stunden unter den gleichen Bedingungen erhalten worden war, wurde jeweils die überstehende Flüssigkeit eines Reiskleieextraktes mit dem bestimmten Aktivitätsverhältnis von 11,6, eines Gerstenmalzextraktes vom bestimmten Aktivitätsverhältnis 9,94 sowie eines Kartoffelextraktes vom bestimmten Aktivitätsverhältnis 8,17, erhalten gemäß Versuch 1, in einer Menge von o,5 Einheiten Maltotriase-Aktivität je Gramm Stärke zugesetzt und das Gemisch anschließend einer weiteren 12-stündigen Verzuckerung unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengefaßt.

Tabelle IX

	^G1	Zuckerzusammensetzung,	^G3	%	Dext
Maltotriasequelii	4,7	^G2	22,5	2o,o
Kein Zusatz	11,4	52,8	3,8	17,7
Reiskleie	11,ο	67,1	4,2	16,5
Gerstenkeime	12,3	68,3	4,ο	18,2
Kartoffeln	65,5

Die verzuckerten Stärkeprodukte wurden analog, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt, und es wurden sirupöse Produkte in einer Ausbeute von etwa 98%, bezogen auf Stärketrockensubstanz, erhalten. Die Verwendung des Enzyms gemäß der Erfindung führte nicht nur zu einer beträchtlichen Erhöhung des Maltosegehaltes in d?m erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukt im Vergleich zu herkömmlichen Stärke-

-■609808/0891 ~²⁵~

Sirupen, sondern zusätzlich zu der Erhöhung des Gehaltes an vergärbaren Zuckern auf das etwa 1,5-fache. Somit eignen sich die verzuckerten Stärkeprodukte gemäß der Erfindung zur Herstellung von Nahrungsmittelprodukten, bei denen eine Gärung stattfindet, beispielsweise Bäckereiprodukten.

Beispiel 4

Stärkehydrolysate, die analog den Hydrolysaten B und C gemäß Beispiel 1 hergestellt worden waren, wurden einer Enzymlösung vom bestimmten Aktivitätsverhältnis von über loo, die aus Xanthomonas citri IFO 12213 erhalten war, in einer Menge von einer Einheit Maltotriase-Aktivität je Gramm Stärke versetzt und die erhaltenen Genische wurden bei 45°C und einem pH-Wert von 6,ο 22 Stunden lang verzuckert. Die Ergebnisse der erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukte, die als B' und C¹ bezeichnet wurden, sind in Tabelle X zusammengefaßt.

Tabelle X

	Zuckerzusammensetzung, %	^G2	^G3	Dext
	^G1	91,5	5,2	2,7
A	o,6	96,1	o,3	1,o
B¹	2,6	95,ο	o,6	1,9
C	2,5

Die verzuckerten Stärkeprodukte wurden gereinigt und analog der Vorschrift gemäß Beispiel 1 konzentriert. Die Ausbeuten an konzentrierten Produkten betrugen etwa 97% , bezogen auf Stärketrocken-

R Π 9 8 Π 8 / 0 B 9 1

substanz. Die Produkte wurden kristallisiert und hinsichtlich de r Form, Größe und des Aussehens der Kristalle sowie der Zentrifugierzeit und der Ausbeute an kristalliner Maltose ( Gesamtausbeute aus erster und zweiter Kristallisation) , bezogen auf trockene verzuckerte Stärkeprodukte, verglichen. Die Ergebnisse, die mit dem verzuckerten Stärkehydrolysat A und den Stärkeprodukten B¹ und C erhalten wurden,wurden als A¹, B" bzw. C" bezeichnet und sind in Tabelle XI zusammengefaßt.

Tabelle XI

\	Kristallform, -größe und -aussehen	relative Zentrifugier- dauer	Ausbeute an kristalli ner Maltose, %
A'	gut	1oo	35,o
B"	ausgezeichnet	36	72,3
C"	ausgezeichnet	45	64,5

Wie aus der Tabelle XI hervorgeht, zeigt sich die bemerkenswerte Wirkung der Maltotriase unabhängig davon, ob die Maltotriase dem Stärkehydrolysat während der Verzuckerung zusammen mit Beta-Amylase und einem die Verzweigungen im Stärkemolekül abbauenden Enzym oder nach der Verzuckerung mit einer derartigen Enzymkombination zugesetzt wird. Darüberhinaus ergibt sich aus der Tabelle XI, daß bei Verwendung von Maltotriase eine Verringerung der Zentrifugierdauer auf etwa die Hälfte bis ein Drittel und eine Erhöhung der Ausbeute an kristalliner Maltose auf etwa das Doppelte erzielt werden konnten« Im Hinblick auf die Verringerung der Verzuckerungsdauer

ΒΠ9808/0891

253207R

wird es bevorzugt, die Maltotriase zu einem Zeitpunkt zuzusetzen, daß sie wirksam zusammen mit den anderen Enzymen einwirken kann. Die gereinigte kristalline Maltose eignet sich insbesondere für intravenöse Injektionen.

Beispiel 5

Das verzuckerte Stärkehydrolysat C, erhalten nach der Vorschrift gemäß Beispiel 4, wurde mit je einer Enzymlösung, die mit Hilfe eines der in Versuch 3 angegebenen Bakterien erhalten worden war, in einer Menge von jeweils einer Einheit Maltotriase-Aktivität je Gramm Stärkehydrolysat versetzt und die Gemische wurden 22 Stunden lang der Verzuckerung unterworfen. Die einzige Abweichung bestand darin, daß gereinigte Enzympraparate, wie sie gemäß der Vorschrift von Versuch 4 erhalten werden, im Falle von Bacillus subtilis IFO 3o23 und Bacillus polymyxa IAM 1189 verwendet wurden. Die Zuckerzusammensetzung der erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukte ist in der Tabelle XII angegeben.

£09808/0891 -28-

- 28 -Tabelle XII

Maltotriasequelle	Zuckerzusammensetzung/ %	^G2	^G3	Dext
	^G1	91,5	5,2	2,7
kein Zusatz	o,6	94,8	o,5	1,2
Pseudomonas amyloderamosa ATCC 21261	3,5	94,ο	o,8	1,6
Escher__ichia coil IFO 3o44	3,6	93,7	o,6	1,7
Enterobacter aerogenes ATCC 9621	4,ο	95,1	o,4	o,9
Erwinia aroideae . IFO 383o	3,6	94,3	o,8	1,5
Sarcina variab__ilis IFO 3o67	3,4	94,7	o,5	1,3
Bacillus polymyxa IAM 1189	3,5	94,6	o,5	1,4
Bacillus subtilis IFO 3o23	3,5	94,2	o,7	1,7
Micö^rcoccus lysodeikticus IFO 3333	3,4	95,1	o,3	1,o
var Aeromonas hydrophila formicans ATCC 13136	3,6	93,4	o,6	1,6
Cytophaga johnsonae ATCC 17o61	4,4

Die verzuckerten Produkte wurden anschließend nach dem Verfahren und unter den Bedingungen, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind, gereinigt und konzentriert. Die Ausbeuten an konzentrierten Produkten betrugen jeweils etwa 97%, bezogen auf Stärketrockensubstanz. Die konzentrierten Produkte wurden anschließend kristallisiert und die kristallinen Produkte wurden im Hinblick auf die Form, Größe und das Aussehen der Kristalle, die Zentrifugierdauer und die Ausbeute an kristalliner Maltose (Gesamtausbeute aus erster und zweiter Kristallisation) , bezogen auf verzuckerte Stärkelösung (Trockensubstanz), verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIII zusammengefaßt.

609 8 08/0891

Tabelle XIII

Maltotriase quelle	Kristallfarm, -größe u. -aus-· ■ s^hen	relative Zentrifugier- dauer	Ausbeute an kristalliner Maltose, %
kein Zusatz «	gut	100	35.0
Pscudomonas amvlod<?ramosa ATCC 21262	ausgezeichnet	40	67.2
Esclrerichia coli " „ IFO 3044	Il	42	66.4
Enterobacter aerocenes ATCC 9621	Il	,50	60. 1
Erwinia aroideae IFO 3830	Il	38	71.2
Sarcina variabilis . IFO 3067	Il	43	66.3
Bacillus polymyxa IAM 1189	Il	41	67.1
Bacillus subtilie IFO 3023	Il	41	66.9
Micrococcus lysodeikticue IFO 3333	Il	43	65.3
Aeromonas hydrophila var formicans ATCC 13136	Il	37	72. 1
Cytophaga johnsonae ATCC 17061	Il	56	58.0

Wie sich aus Tabelle XIII ergibt, führt die Verwendung von Maltotriase zur Verbesserung der Maltosereinheit, zur Verringerung der . Zentrifugierdauer auf etwa die Hälfte bis ein Drittel sowie zur annähernden Verdoppelung der Ausbeute an kristalliner Maltose.

Beispiel 6

Nach Einstellung des pH-Wertes auf etwa 2,5 wurde eine Stärkesuspension, die aus einem Teil Maisstärke und zwei Teilen Wasser bestand, in einen Konverter eingebracht, wo die Suspension durch 1o-minüti-

ge Autoklavenbehandlung mit Wasserdampf bei 1,8 bis 2,ο kg/cm Druck bis zu einem Dextroseäquivalent von 2o verflüssigt wurde. Danach wurde sie auf den pH-Wert 6,ο gebracht und auf 5o°C gekühlt. Während diese Temperatur aufrechterhalten wurde, wurde die verflüssigte Stärke lösung mit zwei Einheiten Beta-Amylase aus Weizenkleie je Gramm Stärke versetzt und 24 Stunden reagieren gelassen.

Jedes der verschiedenen Bakterienenzyme, wie sie gemäß Versuch 3 erhalten worden waren, wurde Anteilen von Starkehydrolysäten , die durch 12-stündige Verzuckerung unter den gleichen Bedingungen erhalten worden waren, in Mengen von jeweils o,5 Einheiten Maltotriase je Gramm Stärke zugesetzt und das Ganze jweils weitere 12 Stunden der Verzuckerung unterzogen. Die einzige Abweichung bestand darin, daß in den Fällen von Bacillus cereus IFO 3oo1, Bacillus firmus IFO 333o und Bacillus megaterium FERM-P937 gereinigte Präparate, wie sie gemäß Versuch 4 erhalten wurden, verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIV zusammengefaßt.

-31-

60980 8/0891

Tabelle XIV

—-—__	^- -^	Zuckerzusammensetzung, %	G₂	G₃	Dext	•	•	I	cn OJ
Maltotriase quelle		°1 .	52.8	22.5	20.0		I	O -j
keinlZusatz	IFO 3558	4.7	63.5	5.2	18.3		i	00
Peeudomonas ibdinum „	IFO 12213	13.0	68.1	4.1	16.6
ti . .■ Xantomonas citri	IFO 3752	11.2	61.4	6.2	17.1
Flavobacterium suaveolens	IFO 3044	15.3	65.3	4.5	17.7
Escherichia coli	ATCC 8724	12.5	62.8	6.2	18.0
Klebsiella/ faeumoniae	ATCC 8008	13.0	65.2	5.3	16.9
Lactobacillus plantarum	IAM 1660	12.6	63.7	5.9	17.2
Arthrobacter simplex	IFO 3001	13.2	63.8	5.2	18.1
Bacillus cereus	IFO 3330	12.9	64.7	5.0	17.9
Bacillus firmus	FERM-P937	12.4	64.8	4.8	17.3
Bacillus meßaterium	ATCC 13136	13. 1	68.2	3.9	16.1
Aeromonas hydronhila var iormicans	ATCC 17061	11.8	66.8	4.3	17.5
Cytophaga johnsonae	FERM-P934	11.4	65.7	4.2	17.5
	12.6
Streptomyces flavochromogenee

Die verzuckerten Stärkeprodukte wurden anschließend analog der Vorschrift gemäß Beispiel 1 gereinigt und konzentriert, und es wurden sirupöse Produkte in Ausbeuten von jeweils etwa 98%, bezogen auf Stärketrockensubstanz, erhalten. Die Verwendung der Maltotriase führte nicht nur zur beträchtlichen Erhöhung der Maltosereinheit der verzuckerten Stärkeprodukte, sondern außerdem zur Erhöhung des Gehaltes an vergärbaren Zuckern auf das etwa 1,4-fache. Die verzuckerten Stärkeprodukte, die nach dem erfindungsgemäßen !Verfahren hergestellt worden sind, eignen sich zur Verarbeitung von Nahrungsmittelprodukten, bei denen eine Gärung erfolgt, wie beispielsweise von Bäckereiprodukten.

609808/0891

Claims

Patentansprüche

:1 * Verfahren zur Herstellung von verzuckerten Stärkeprodukten mit Maltose als Hauptbestandteil, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Stärkehydrolysat gleichzeitig oder nacheinander der Einwirkung eines Enzyms oder mehrerer Enzyme mit einem Verhältnis von maltotriosezersetzender Aktivität zu maltosezersetzender Aktivität von 2,5 oder höher, das bzw. die von einer höheren Planze und bzw. oder aus Bakterien stammt bzw. stammen sowie der Einwirkung eines maltogenen Enzyms oder maltogener Enzyme unterwirft und die erhaltenen verzuckerten Stärkeprodukte reinigt, konzentriert und gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stärkehydrolysat ein Hydrolysat mit einer Maltosereinheit von 5o% oder darüber verwendet.

609808/0891