DE69218881T2

DE69218881T2 - Verfahren zur Herstellung modifizierter Stärkegranulate

Info

Publication number: DE69218881T2
Application number: DE69218881T
Authority: DE
Inventors: Shoichi Kobayashi; Shoji Miwa; Wakako Tsuzuki
Original assignee: National Food Research Institute
Current assignee: National Food Research Institute
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1992-10-27
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2012-10-28
Also published as: DE69218881D1; JP2615398B2; EP0539910B1; EP0539910A1; US5445950A; JPH06269291A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stärkegranulaten mit modifizierten Eigenschaften. Genauer betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung modifizierter Stärkegranulate, worin die Stärkegranulate mit verschiedenen Amylasen behandelt werden, um deren Eigenschaften zu modifizieren.

Hintergrund der Erfindung

Zur Verbesserung und Modifizierung der physikalischen Eigenschaften von Stärke ist bis jetzt ein Verfahren bekannt, bei dem α-Amylase oder Säure zu Stärke gegeben wird, wenn die Stärke mit Wasser zur Gelatinierung vermischt wird, um die Viskosität der Mischung zu verringern; oder ein Verfahren der Zugabe verschiedener Substanzen zur Stärke, wie Metallionen, ein Algen-polysaccharid oder ein wasserlösliches Gum, um die physikalischen Eigenschaften des Stärkegels zu erhöhen oder zu verringern. Zur Modifizierung der Eigenschaften von Stärkegranulaten ist ein Verfahren zur Vernetzung von Stärkegranulaten bekannt, um seine Löslichkeit zu verringern.
Die EP-A-0 182 296 offenbart eine Staubpulverzusammensetzung, die poröses Stärkegranulat enthält, die hergestellt wird durch Behandlung von granulärer Stärke mit einem α- Amylase-Enzym.
Die WO 98/04842 beschreibt amylasebehandelte granuläre Stärke, die ein mikroporöses Matrixmaterial, das für die Absorption und den freisetzbaren Einschluß von funktionellen Zusammensetzungen angepaßt ist. Das poröse Stärkegranulat kann als Träger für verschiedene Substanzen dienen. Dieses ist jedoch nur anwendbar nach Behandlung mit oberflächenmodifizierenden Mitteln, um die Absorption lipophiler Substanzen zu ermöglichen.
H. Fuwa et al., starch/Stärke 30 (1978), Nr. 6, Seiten 168 - 191 gibt eine allgemeine Beschreibung der Möglichkeit, Stärke mit α-Amylase und/oder Glukoamylase zu behandeln.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegenden Erfinder unternahmen verschiedene Untersuchungen, um die Eigenschaften von Stärkegranulaten durch deren direkte Behandlung mit einem Enzym zu modifizieren, und als Ergebnis fanden sie, daß das beabsichtigte Ziel durch die Behandlung von Stärkegranulaten mit α-Amylase erreicht werden kann.
Genauer behandelten sie Stärkegranulate mit verschiedenen Amylasen wie α-Amylase, β-Amylase oder Glucoamylase, entnahmen das enzymbehandelte Stärkegranulat und untersuchten dessen physikalischen Eigenschaften. Sie fanden, daß enzymbehandelte Stärkegranulate verschiedene physikalische Eigenschaften beim Lösen zeigen, abhängig von der Art des für die Behandlung verwendeten Enzyms und der Art des damit zu behandelnden Stärkegranulats. Auf Basis dieser Befunde vervollständigten sie die vorliegende Erfindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Stärkegranulat mit modifizierten Eigenschaften, worin das Stärkegranulat mit α-Amylase unter spezifischen Bedingungen behandelt wird, um einen spezifischen Zersetzungsprozentsatz zu erhalten.

Kurze Beschreibung der Abbildungen

Fig. 1 zeigt Photos von α-Amylase behandeltem Reisstärkegranulat "Wakaho-no-minori", die mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen wurden; worin A die Kontrollprobe (Zersetzungsprozentsatz 0 %), B eine Probe mit einem Zersetzungsprozentsatz von 2 % ist und C eine Probe mit einem Zersetzungsprozentsatz von 5 % ist.
Fig. 2 zeigt ein Viskograph von α-Amylase-behandeltem Reisstärkegranulat "Nihon-bare", worin A die Kontrollprobe (Zersetzungsprozentsatz 0 %) ist, B die Probe mit einem Zersetzungsprozentsatz von 0,5 % ist, C eine Probe mit einem Zersetzungsprozentsatz von 0,9 % ist, D eine Probe mit einem Zersetzungsprozentsatz von 1,9 % ist und E eine Probe mit einem Zersetzungsprozentsatz von 3,1 % ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiges Stärkegranulat aus verschiedenen Quellen verwendet werden wie aus Reis, Weizen, Getreide, Kartoffeln und süßen Kartoffeln.
Als Amylasen für die Zersetzung ein solches Stärkegranulats kann entsprechend der vorliegenden Erfindung irgend eine α-Amylase, die sich aus verschiedenen Quellen ableitet, verwendet werden. Im allgemeinen werden kommerzielle Produkte benutzt, wie gereinigte α-Amylase (hergestellt durch Sigma Co., abgeleitet von Bacillus amyloliquefaciens mit 930 IU (internationale Einheit)/mg).
Bei der Behandlung von Stärkegranulat mit dem Enzym, bei der die pH-Anderung des Reaktionssystems gering ist, ist die Verwendung eines besonderen Puffers unnötig. Je nach dem können verschiedene Puffer wie Phosphorsäurepuffer (pH 6,9), Essigsäurepuffer (pH 5,2) und Essigsäurepuffer (pH 4,8) verwendet werden.
Die enzymatische Behandlung des Stärkegranulats wird in der Weise durchgeführt, daß das Stärkegranulat nicht überzersetzt wird.
Sie wird auf eine Weise durchgeführt, bei der das Stärkegranulat so zersetzt wird, daß es einen Zersetzungsprozentsatz von 0,1 bis 15 % aufweist.
Die Konzentration des Stärkegranulats, das das Substrat für die enzymatische Behandlung darstellt, kann so beschaffen sein, daß das Granulat suspendiert oder in der Form eines Kuchens vorliegt. Bevorzugt beträgt sie von 5 bis 40 %. Die Menge der für die enzymatische Behandlung zu verwendenden α- Amylase variiert abhängig von der Art der zu behandelnden Stärkegranulate und der Art des Enzyms selbst. Z.B. wird, wenn die oben erwähnte gereinigte α-Amylase (hergestellt durch Sigma Co., abgeleitet aus Bacillus amyloliquefaciens) verwendet wird, diese in einer Menge von 0,4 bis 400 IU, bevorzugt 4 bis 40 IU pro g des Stärkegranulats, das damit zu behandeln ist, zu dem Reaktionssystem gegeben.
Die enzymatische Reaktion wird in dem oben erwähnten Puffer oder in Wasser für 1 bis 4 Stunden unter den Bedingungen durchgeführt, daß die Temperatur von 10 bis 65ºC, bevorzugt von 25 bis 40ºC beträgt. Wenn die enzymatische Reaktion einen längeren Zeitraum erfordert, kann die Menge des hinzugegebenen Enzyms auch verringert werden. Der Enzymtiter wird hier bestimmt durch das Somogyi-Nelson-Verfahren; und der Zersetzungsprozentsatz des behandelten Stärkegranulats wird hier durch Entfernen von Proben aus der zersetzten Stärkesuspension in regelmäßigen Intervallen, Zentrifugieren bei 3000 Upm für 10 Minuten und Messen des freigesetzten freien Saccharids in der resultierenden überstehenden Lösung durch das Phenol-Schwefelsäure-Verfahren bestimmt. Auf Basis des so gemessenen Wertes wird der beabsichtigte Zersetzungsprozentsatz des gesamten behandelten Stärkegranulates berechnet.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden durch die folgenden Beispiele detailliert erläutert, die jedoch nicht beabsichtigen, den Umfang der Erfindung zu beschränken.
In den folgenden Beispielen wurde die rasterelektronenmikroskopische Beobachtung (REM) in der unten beschriebenen Weise durchgeführt. Die Niederschläge, die zur Messung des Zersetzungsprozentsatzes der zersetzten Stärkesuspension verwendet wurden, wurden in regelmäßigen Intervallen als Proben entnommen, durch Zentrifugation (3000 Upm, 10 Minuten) isoliert, zweimal mit destilliertem Wasser und einmal mit Aceton gewaschen und dann getrocknet. Das getrocknete Pulver wurde über einen Probenstand gesprüht, der ein daran befestigtes, doppelseitiges Klebeband aufwies, und dieses wurde mit Gold (200 A Dicke) durch Golddampfabscheidung mit einer Ionensputtervorrichtung (JFC-1500 Modell, hergestellt durch Nippon Electronic Co.) beschichtet. Das Probenpräparat wurde dann mittels REM mit einem JSM-880 Modell (hergestellt durch Nippon Electronic Co.) unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von 3 bis 10 KV und einer Vergrößerung von 500 bis 2000-fach beobachtet.
Die Messungen der Viskosität jeder Probe wurde mit einem Mikroviskograph (hergestellt durch Toyoh Seiki Seisakusho KK) durchgeführt. Kurz, wurden die enzymbehandelten Reisstärkekörner, die zuvor im Hinblick auf ihren Wassergehalt bestimmt wurden, auf 8 % Trockne eingestellt, und die Änderung der Viskosität von 10 g einer wäßrigen Suspension der Reisstärkekörner wurde gemessen. Die Bedingungen der Messung waren so, daß die Ausgangstemperatur und die Endtemperatur beide 30ºC betrugen, die Anfangstemperatur-Retentionszeit 5 Minuten betrug, die Heiz- und Kühlgeschwindigkeit 1,5ºC/min. betrug, die höhere kritischste Temperatur 99ºC betrug (worauf die Temperatur der Probe 95ºC beträgt), die höhere kritischste Temperaturretentionszeit 10 Minuten betrug, die Rotationsgeschwindigkeit mit dem Drehmomentaufzeichnungs-Flügeltyp A 75 Upm betrug und der Drehmomentbereich 20 und 50 g cm betrug. Die Anzeige der Viskositätskurve wurde mit der TS-Viskograph- Software durchgeführt.
Als Reisproben wurden fünf Arten von geschältem Reis "Wakaho-no-megumi", "Wakaho-no-minori" und "Nihon-bare" verwendet, produziert von Saitama-ken in 1990; und "Koshihikari (Handelsname: Pearl Rice Ten-keimai)" und "Mochihikari (Handelsname Pearl Rice Mochi-gome)", hergestellt in Nagano-ken in 1990 verwendet. Diese wurden durch ein Alkaliverfahren (mit 0,25 % Natriumhydroxid) gereinigt und unter Druck bei 40ºC getrocknet, um Stärkegranulat herzustellen, das verwendet wurde. Als Getreidestärke, Kartoffelstärke, Weizenstärke und süße Kartoffelstärke wurden kommerzielle Produkte verwendet.

BEISPIEL 1

Hinsichtlich der Enzymzersetzbarkeit von Reisstärkekörner, sind die Enzymzersetzungsbedingungen von Reisproben der oben erwähnten fünf Arten mit α-Amylase, Glucoamylase (Vergleich) und β-Amylase (Vergleich) in Tabelle 1 unten gezeigt. Tabelle 1 - Enzymzersetzungsbedingungen von Reisstärkekörnern
(*) industrielle Rohenzymflüssigkeit wurde verwendet.
Der Unterschied in der Enzymzersetzbarkeit mit α-Amylase zwischen den verschiedenen Arten der Reisstärkegranulate wurde im Hinblick auf deren zeitabhängige Anderung in einem niedrigen Zersetzungsprozentbereich (1 bis 9 %) und einem hohen Zersetzungsprozentbereich (8 bis 27 %) untersucht. Als Ergebnis wurde beobachtet, daß die Enzymzersetzbarkeit von "Mochihikari" sowohl im niedrigen Zersetzungsprozentbereich als auch im hohen Zersetzungsprozentbereich hoch und die von "Nihon-bare" niedrig war. Hinsichtlich des Unterschieds in der Zersetzbarkeit zwischen den anderen Arten besaßen "Wakaho-no-megumi" und "Wakaho-no-minori" die höchste Zersetzbarkeit und dann "Koshihikari" in dieser Reihenfolge, während zwischen "Wakahono-megumi" und "Wakaho-no-minori" in dieser Hinsicht praktisch kein Unterschied bestand. In dem hohen Zersetzungsbereich wies "Wakaho-no-megumi" die höchste Zersetzbarkeit auf, dann "Wakaho-no-minori" und dann "Koshihikari" in dieser Reihenfolge, aber der Unterschied zwischen diesen war nicht so groß.
Im Hinblick auf Glucoamylase (Vergleich) bestand annährend kein Unterschied in der Zersetzbarkeit zwischen den Reisstärkegranulaten unterschiedlicher Arten.
Im Hinblick auf die β-Amylase (Vergleich) wurde eine große Menge einer konzentrierten reinen Enzymflüssigkeit zu dem Reaktionssystem hinzugegeben, aber deren Enzymzersetzbarkeit bei der Zersetzung der Reisstärkekörner war gering.
Für jedes der untersuchten Enzyme wurde keine Beziehung zwischen seinem Protein- und dem Amylasegehalt und der Enzymzersetzbarkeit gefunden.
Reisstärkegranulat, das durch α-Amylase in einem Zersetzungsprozentbereich von 0 %, 2 % und 5 % zersetzt wurde, wurde durch REM beobachtet, und die erhaltenen Aufnahme sind in Fig. 1 gezeigt.
Die äußere Erscheinung der mit dem Enzym zersetzten Reisstärkekörner in einem Zersetzungsprozentbereich von 1 bis 2 war gegenüber dem nicht behandelten Reisstärkegranulat nicht spezifisch anders. Die Reisstärkekörner, die mit α-Amylase in einem Zersetzungsprozentbereich von 5 % zersetzt wurden, ergaben jedoch eindeutig Löcher. Mit dem Anstieg des Zersetzungsprozentsatzes stieg die Anzahl der Löcher in der Oberfläche des zersetzten Reisgranulats und deren Größe an. Man fand, daß Stärkegranulate bei einem Zersetzungsprozentsatz von 20 % zerstört wurden, und eine ziemlich große Anzahl von Stärkegranulaten wurde in einem Zersetzungsbereich von 25 % zerstört.
Auch im Falle der Glucoamylase (Vergleich) stieg die Anzahl der Löcher und deren Größe auf der Oberfläche der zersetzten Stärkegranulate mit dem Anstieg des Zersetzungsprozentsatzes an. Vergleicht man jedoch die Glukoamylase mit der α- Amylase hinsichtlich des Zersetzungsverhaltens beim gleichen Zersetzungsprozentsatz, war die Größe der Löcher, die durch Glucoamylase entstanden, kleiner als bei α-Amylase. Selbst wenn der Zersetzungsprozentsatz 30 % betrug, stieg die Anzahl der Löcher und deren Größe mit Glucoamylase an, aber die Form der zersetzten Stärkegranulate wurde nicht zerstört, sondern beibehalten. Die Zersetzung mit α-Amylase (Vergleich) war jedoch schwach und beides, die Anzahl der Löcher und deren Größe, die bei Reisstärkegranulaten sämtlicher Arten entstanden, die damit zersetzt wurden, war gering.
Wie oben erwähnt, veränderten sich die Enzymzersetzungseigenschaften abhängig von der Art des verwendeten Enzyms und der Art und Sorte der damit zersetzten Stärkegranulate. Der Unterschied zwischen den Zersetzbarkeit und den physikalischen Eigenschaften wurde bis jetzt jedoch noch nicht geklärt. Die physikalischen Eigenschaften der enzymbehandelten Stärkegranulate wurden mit einem Viskograph untersucht, und als Ergebnis wurde zum ersten Mal herausgefunden, daß es einen großen Unterschied in den physikalischen Eigenschaften gab, obwohl das Zersetzungsverhältnis das gleiche war.
Ein Viskogramm jeder der enzymbehandelten Reisstärkegranulate der oben erwähnten Typen wurde aufgenommen. Als typisches Beispiel ist das Viskogramm von "Nihon-bare", das mit α-Amylase zersetzt wurde, in Fig. 2 gezeigt. Wie daraus ersichtlich wird, tritt eine extreme Veränderung auf, selbst bei den Stärkegranulaten, die im Hinblick auf ihre äußere Erscheinung die gleichen waren, wie die nicht-behandelten.
Hinsichtlich der Eigenschaften der Anderung der Viskosität der α-Amylase-zersetzten Stärkegranulate verringert sich die maximale Viskosität und die minimale Viskosität ebenso wie die Endviskosität, selbst bei einer schwachen enzymatischen Zersetzung von ungefähr 0,5 %, wodurch häufig eine deutliche Abnahme des Abbaus (break-down), der Konsistenz und des Rückschlags (setback) verursacht wird. In einem Zersetzungsprozentbereich von 2 % nehmen die charakteristischen Werte stark ab, und in einem Zersetzungsprozentbereich von 3 und 5 % gehen bei den meisten Arten der Reisstärkegranulate Gelbildung und Alterung verloren. Mit dem Anstieg des Zersetzungsprozentsatzes wird eine Tendenz in Richtung eines Anstiegs der Gelbildungstemperatur gefunden.
Im Hinblick auf die Unterschiede der Reisarten wiesen "Wakaho-no-megumi" eine deutliche Verringerung der charakteristischen Werte bei einem Zersetzungsprozentsatz von 0,5 % und 0,9 %, und eine extreme Verringerung derselben bei einem Zersetzungsprozentsatz von 2,2 % auf, bei den praktisch weder Gelbildung noch Alterung nachgewiesen wurde. "Wakaho-no-minori" besaß eine deutliche Verringerung der charakteristischen Werte bei einem Zersetzungsprozentsatz von 0,5 % und die charakteristischen Werte verringerten sich allmählich mit dem Anstieg des Zersetzungsprozentsatzes von 1,1 % auf 2,2 %, während eine schwache Gelbildung und Alterung gefunden wurde, wenn der Zersetzungsprozentbereich 2,7 % und 4,5 % betrug. "Nihon-bare" besaß deutlich verringerte charakteristische Werte bei einem Zersetzungsprozentsatz von 0,5 %. Mit dem Anstieg des Zersetzungsprozentsatzes von 0,9 % bis 1,9 % auf 3,1 % verringerten sich die charakteristischen Werte allmählich, aber der Unterschied in den charakteristischen Werten zwischen einem Zersetzungsprozentsatz von 1,9 % und von 3,1 % war gering. Bei einem Zersetzungsprozentsatz von 5,1 % verschwanden sowohl die Gelbildung als auch die Alterung. "Koshihikari" besaß eine deutliche Verringerung der charakteristischen Werte bei einem Zersetzungsprozentsatz von 0,4 %, und seine charakteristischen Werte verringerten sich stark bei einem Zersetzungsprozentsatz von 1,1 %. Mit Anstieg des Zersetzungsprozentsatzes von 1,9 % auf 2,9 % verringerten sich die charakteristischen Werte allmählich, und annährend keine Gelbildung oder Alterung wurde in einem Zersetzungsprozentbereich von 5,2 % nachgewiesen. Auf der anderen Seite besaß "Mochihikari" eine deutliche Verringerung der charakteristischen Werte bei einem Zersetzungsprozentsatz von 0,5 %. Seine charakteristischen Werte verringerten sich deutlich bei einem Zersetzungsprozentsatz von 1,0 %; und annährend keine Gelbildung oder Alterung wurde bei einem Zersetzungsprozentsatz von 2,0 %, 3,0 % und 5,6 % beobachet.
Aus dem obigen wird deutlich, daß die Anderung der Eigenschaften in den enzymzersetzten Reisstärkegranulaten in einem niedrigen Zersetzungsprozentbereich (2 % oder weniger) insgesamt groß sind, obwohl sie, abhangig von den Reisarten, etwas variieren.
Man fand, daß die Glucoamylasezersetzung und die β- Amylasezersetzung keinen besonderen Einfluß auf die Anderung der Viskosität der zersetzten Produkte besaß, ungeachtet des Grades des Zersetzungsprozentsatzes und der verwendeten Reisart. Nur im Hinblick auf die Glucoamylasezersetzung wurde eine schwache Verzögerung der Gelbildungstemperatur mit dem Anstieg des Zersetzungsprozentsatzes gefunden.
Für Getreidestärke wurden die Zersetzungseigenschaften mit drei Enzymen α-Amylase, β-Amylase (Vergleich) und Glucoamylase (Vergleich) untersucht; und für Kartoffeln, süße Kartoffeln und Weizen wurden die Zersetzungseigenschaften mit α-Amylase untersucht. Wie in Tabelle 2 gezeigt, war die Zersetzbarkeit von Getreide und Weizen mit α-Amylase hoch, während die von Kartoffeln und süßen Kartoffeln mit dem gleichen Enzym gering war. Tabelle 2 - viskographische Eigenschaftswerte von α-Amylase zersezten Stärkegranulaten
Die Zersetzbarkeit mit Glucoamylase und β-Amylase war niedrig. Insbesondere wurde mit β-Amylase nur schwach zersetzt.
Die so enzymzersetzten vier Arten von Stärkegranulaten wurden durch REM beobachtet. Als Ergebnis wurde gefunden, daß alle vier Arten von Stärkegranulaten mit α-Amylase mit einem Anstieg der Anzahl der Löcher und der Größe derselben zusammen mit einem Anstieg des Zersetzungsprozentsatzes zersetzt wurden. Zusätzlich wurde auch die Zersetzung von Getreidestärkegranulat mit Glucoamylase und β-Amylase gefunden.
Bei der Bestimmung der physikalischen Eigenschaften wurden deutliche Anderungen der physikalischen Eigenschaften bei den vier Stärkegranulattypen, die α-Amylase zersetzt wurden, gefunden. Genauer war die Änderung deutlich bei Kartoffeln und süßen Kartoffeln mit einem Zersetzungsprozentsatz von 2 % und in Weizen mit einem Zersetzungsprozentsatz von 0,5 %; oder d.h., daß die Maximalviskosität und die Minimalviskosität und die Endviskosität verringert waren und der Abbau, die Konsistenz und der Rückschlag verringert waren, aber ein Verschwinden der Gelbildung und des Alterns nicht nachgewiesen wurde. Auch in Getreide mit einem Zersetzungsprozentsatz von 2 % waren die charakteristischen Werte verringert, und deren Abnahme war besonders groß bei einem Zersetzungsprozentsatz von 9,4 % mit dem Verschwinden von Gelbindung und Alterung. Bei einem Zersetzungsprozentsatz von ungefähr 0,5 bis 1,0 % wurde ein Anstieg der Konsistenz und der Endviskosität gefunden.
Wenn die Getreidestärkegranulate mit Glucoamylase und β- Amylase zersetzt wurden, trat keine merkliche Veränderung der Viskosität der zersetzten Produkte ein.
Aus den oben erwähnten Ergebnissen wird deutlich, daß, da sich das α-Amylase-behandelte Reis- und Getreidestärkegranulat mit einem Zersetzungsprozentsatz von 2 % rasch verflüssigt und gleichförmig löst, wenn heißes Wasser hinzugegeben wird, dieses für Fertigsuppen und Bouillongerichten weite Anwendung findet. Auf der anderen Seite kann das leicht zersetzte Getreidestärkegranulat mit Weizenmehl gemischt werden, und ist wirksam zur Verbesserung der Textur von Nudeln und Brot.
Da die Paste, die aus den α-Amylase-behandelten Stärkegranulaten hergestellt wird, glatt und weich auf der Zunge ist, kann sie mit Getränken und anderen Nahrungsmitteln vermischt werden, um deren Geschmack zu verbessern.
Die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der Rohstärke durch Säurebehandlung konnte erreicht werden. Ungeachtet ihrer Art können beliebige Stärkegranulate verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Stärke eine granuläre Struktur aufweist. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann daher bei jeder beliebigen Stärke, Trockenwärme-behandelter Stärke, Alkali-behandelter Stärke und anderen, durch beliebige Mittel behandelte Stärken angewendet werden.
Das für diesen Zweck verwendete Enzym ist α-Amylase, um Viskosität der zersetzten Stärkegranulate wirksam zu verringern. Die Wirkung und der Effekt der α-Amylase, die verwendet wird, kann variieren und abhängen von der Art der zu behandelnden Stärkegranulate. Die α-Amylase, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, schließt breit verschiedene Arten ein, wie α-Amylase und rohstärkezersetzende α-Amylase. Das Enzym, das für die beabsichtigten Eigenschaften geeignet ist, wird verwendet, und zwei oder mehr verschiedene Enzyme können in Kombination verwendet werden.

Beispiel 2

10 mg α-Amylase (kommerzielles Produkt) und 100 ml Phosphatpuffer (200 mM, pH 6,9) wurden zu 25 g Reisstärke gegeben und bei 30ºC gerührt, um die enzymatische Reaktion zu bewirken. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung zentrifugiert. Der Gesamtsaccharidgehalt in der resultierenden überstehenden Lösung wurde gemessen, und der Zersetzungsprozentsatz wurde daraus berechnet. Die zentrifugierte Stärke wurde zweimal mit 40 ml reinem Wasser gewaschen und 40 ml Aceton wurden hinzugegeben. Das Ganze wurde dehydratisiert und unter verringertem Druck bei 40ºC über Nacht getrocknet, und die verschiedenen charakteristischen Werte der Produkte wurden mit einen Viskograph gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten gezeigt.
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 3 deutlich wird, nimmt die Maximalviskosität plötzlich bei einem Zersetzungsprozentsatz von ungefähr 2 % ab, aber irgend eine besondere Deformation der äußeren Erscheinung des zersetzten Produktes wurde durch Beobachtung mit REM nicht gefunden.
Insgesamt werden klebrige Reisstärkegranulate leicht zersetzt mit Amylase, und die Amylasezersetzbarkeit von nichtklebrigen Reisstärkegranulate ändert sich abhängig von Art und Sorte derselben.
Insbesondere ein sogenannter Hochqualitätsreis zeigt Zersetzungsbeständigkeit gegenüber Amylase. Tabelle 3 - Viskographische Eigenschaftswerte von α-Amylase zersetzten Stärkegranulaten

Beispiel 3 (Vergleich)

Enzymbehandeltes Stärkegranulat wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 erhalten, ausgenommen, daß 1 bis 2 mg Glucoamylase eines kommerziellen Produktes und Acetatsäurepuffer (200 mM, pH 5,2) verwendet wurde. Durch Beobachtung mit REM wurden eindeutig Löcher in dem zersetzten Produkt bei einem Zersetzungsprozentsatz von 1 % gefunden. Die Größe jeder Löcher war unterschiedlich von der des α-Amylase-zersetzten Produktes und war scharf.
Verschiedene viskographische Eigenschaftskurven der zersetzen Stärkegranulate sind in Tabelle 4 unten gezeigt. Wie daraus ersichtlich wird, wird eine besondere Veränderung der Viskositätseigenschaften bei einem Zersetzungsprozentsatz von ungefähr 3 % oder ähnlich nicht gefunden. Mit weiteren Voranschreiten der Zersetzung des Stärkegranulats findet ein Anstieg der Gelbildungstemperatur nicht statt.
Die Glucoamylase-behandelten Stärkegranulate zeigen die Eigenschaft eine ölige Substanz gut zu absorbieren. Tabelle 4 - Viskographische Eigenschaftswerte von Glucoamylase-zersetzten Reisstärkegranulate (Vergleich)
(*) industrielle Rohenzymflüssigkeit wurde verwendet.

Beispiel 4

Getreidestärkegranulate wurden mit α-Amylase behandelt und zersetzt bei einem Zersetzungsprozentsatz von 0,5 bis 1,0 %, um zersetztes Stärkegranulat mit einer größen Endviskosität und einem größeren Konsistenzwert als diejenigen der ursprünglichen Stärkegranulate zu erhalten. Aufgrund der Eigenschaften der zersetzten Stärkegranulate, können sie verschiedenen Stärkenahrungsmitteln hinzugesetzt werden, um den Geschmack derselben zu festigen. Wie oben detailliert erläutert, werden die Stärkegranulate mit verschiedenen Amylasen entsprechend der vorliegenden Erfindung behandelt, um deren Eigenschaften zu modifizieren. Insbesondere wenn Getreidestärken mit α-Amylase leicht zersetzt werden, ändern sich deren Viskositätseigenschaften stark, so daß die Viskosität der zersetzten Granulate in einem solchen Grad abnimmt, daß sie nur noch schwach viskos sind. Daher können die zersetzten Stärkegranulate zur Herstellung von sofort-löslichen Nahrungsmitteln verwendet werden, und man erwartet eine breite Anwendungsmöglichkeit. Durch geeignetes Mischen der zersetzten Stärkegranulate und anderer nicht-behandelter Stärkegranulate oder zersetzter Stärkegranulate können Mischungen verschiedener Stärkegranulate mit verschiedenen Viskositätswerten erhalten werden. Da die aus den enzymbehandelten Stärkegranulaten herzustellenden Pasten oder Flüssigkeiten glatt und weich bei Berührung sind, erwartet man, daß sie nützlich sind als Grundmaterialien zur Herstellung verschiedener Nahrungsmittel.
Stärkegranulate mit Löchern besitzen interessante Eigenschaften zur Absorption aromatische Komponenten. Man nimmt an, daß Amylasen bevorzugt die hydrophilen Teile des Stärkegranulats zersetzen, worauf deren hydrophoben Teile zurückbleiben, mit dem Ergebnis, daß die zersetzten Stärkegranulate hydrophobe Substanzen wie aromatische Komponenten absorbieren. Enzymbehandelte Stärkegranulate, in die aromatische Komponenten eingeführt werden, können mit anderen α-Amylase-behandelten niedrigviskosen Stärkegranulaten kombiniert werden, um verschiedene Nahrungsmittel herzustellen.
Da α-Amylase-behandelte niedrigviskose Stärkegranulate extrem einfach hergestellt werden können, sind sie nützlich als Ausgangsmaterial in der Stärkezuckerindustrie. Die Konzentration eines Substrates der α-Amylase-behandelten Stärkegranulate mit einer niedrigen Viskosität kann erhöht werden, und selbst wenn seine Temperatur auf eine für die enzymatische Reaktion geeignete Temperatur verringert wird, bildet die verflüssigte Stärke keine Gele. Daher ist die kontinuierliche Zugabe des Substrates möglich und die α-Amylase-behandelten niedrigviskosen Stärkegranulate können in einem kontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Stärkezucker verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Stärkegranulat, welches durch eine niedrige Viskosität zur Zeit des Auflösens gekennzeichnet ist, das umfaßt: Behandlung von Rohstärkegranulat mit α-Amylase bei einer Temperatur von 10 bis 65ºC, wobei das Stärkegranulat zersetzt wird, um einen Zersetzungsprozentsatz von 0,1 bis 15 % zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Rohstärkegranulat mit α-Amylase in einer Wasser- oder Puffer-Lösung behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Stärkegranulate aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Reis, Weizen, Getreide, Kartoffeln und süßen Kartoffeln besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin die α-Amylase in einer Menge von 0,4 bis 400 IU pro Gramm des Stärkegranulats verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Konzentration des Stärkegranulates in der Wasser- oder Puffer-Lösung von 5 bis 40 % beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung von Stärkegranulat, das die Eigenschaften besitzt, eine hydrophobe Substanz zu absorbieren, das die Behandlung von Stärkegranulat mit Glucoamylase bei einer Temperatur von 10 bis 65ºC umfaßt, wobei das Stärkegranulat zersetzt wird, um einen Zersetzungsprozentsatz von 0,5 bis 15 % zu erhalten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin das Rohstärkegranulat mit Glucoamylase in einer Wasser- oder Puffer-Lösung behandelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, worin das Stärkegranulat aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Reis, Weizen, Getreide, Kartoffeln und süßen Kartoffeln besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 6, worin die Glukoamylase in einer Menge von 0,4 bis 400 IU pro Gramm des Stärkegranulats verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, worin die Konzentration des Stärkegranulats in der Wasser- oder Puffer-Lösung von 5 bis 40 % beträgt.