DD227983A1 - Verfahren zur regelung der enzymatischen staerkeverzuckerung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der enzymatischen Staerkeverzuckerung. Ziel ist es die Menge der einzusetzenden Glukoamylase zu verringern. Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch Bestimmung der Aktivitaet von Glukoamylase und des Verzuckerungsgrades, die Menge der einzusetzenden Glukoamylase und damit den Prozess zu regeln. Erfindungsgemaess erfolgt die Loesung dadurch, dass eine Sauerstoffelektrode mit einer Glukoseoxidase tragenden Membran verwendet wird und ueber das entstehende Signal die Zugabe von Glukoamylase geregelt wird. Die Erfindung wird in der Staerke verarbeitenden Industrie und in der Gaerungsindustrie angewendet.
Description
-Λ'
Verfahren zur Regelung der enzymatischen Stärkeverzuckerung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der enzymatischen Stärkeverzuckerung bei Einsatz von Glukoamylase.
Anwendungsgebiet ist die Stärke-verarbeitende Industrie und die GärungsIndustrie.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Gegenwärtig wird die Stärkehydrolyse mit Hilfe von oC-Amylase und Glukoamylase ausgeführt.
Gluko-Stärke lll^TtOCe Ä^GluKose M- Ethanol
Bei diesem Prozeß besteht z.Zt. nur die Möglichkeit;mit Hilfe chemischer Analysen vor Beginn der Hydrolyse die Aktivität der eingesetzten Enzyme zu bestimmen. Entscheidend ist hierbei die Aktivität der Glukoamylase, durch deren Wirkung Glukose von den Stärkebruchstücken abgespaltet wird. Die Glukoamylasebestimmung erfolgt mit Zulkowskystärke-Lösung, wobei nach einer Inkubationszeit 3,5-Dinitrosalicylsäurelösung zugegeben wird und eine optische Auswertung erfolgt . Der Fehler der
Analyse ist mit 15 % angegeben.
Schon durch geringe Beimengungen von o^-Amylase werden erhöhte Werte angezeigt. Eine Röckkopplung und Regelung des Stärkehydrolyseprodukts ist mit den gebräuchlichen Glukoamylase-Aktivitätstests nicht möglich.
Die Erfindung hat das Ziel, die Menge der einzusetzenden Glukoamylase bei der Stärkeverzuckerung zu verringern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine Bestimmung der Aktivität von Glukoamylase (GA) und des Verzuckerungsgrades, die Menge der einzusetzenden Glukoamylase und damit den Prozeß zu regeln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Sauerstoffelektrode mit einer Glukoseoxidasetragenden Membran für die Messung des Verzuckerungsgrades und der Glukoamylase-Aktivität verwendet wird und über das entstehende Signal die Zugabe von GA geregelt wird.
Die Messung erfolgt mit der Elektrode nach Zugabe und homogenem Verrühren von Glukoamylase. Dabei wird mit einem Probenehmer eine Probe entnommen und zweigeteilt.
In der einen Teilprobe erfolgt die elektrochemische Bestimmung des endogenen Glukosegehaltes mit der obengenannten Elektrode, wobei folgende Vorgänge ablaufen:
Glukoseoxidase-
(2) O2 * B-D-G1U1COSe H2°2 ♦ "lukonsäure
Das entstehende H2O2 wird elektrisch angezeigt. Zur zweiten Teilprobe wird eine konzentrierte Maltose-Lösung zugesetzt. Die anwesende Glukoamylase katalysiert entsprechend ihrer Aktivität die Umsetzung der Maltose zu B-D-Glukose nach Gleichung (3).
(3) Maltose ^-^ 2 ß-D-Glukose
Die Glukosemenge wird wiederum elektrochemisch bestimmt und ist ein Maß für die Glukoamylase-Aktivität.
Die Verfahrensschritte der Probenahme, des Bestimmens des Verzuckerungsgrades (erste Teilprobe) und der GA-Aktivität
(zweite Teilprobe) erfolgen in Intervallen bis zum Abschluß des Verzuckerungsprozesses.
Aus den Signalen für den endogenen Glukosegehalt und die GA-Aktivität wird nach entsprechender Signalverarbeitung die Menge der über einen Dosierer zuzugebenden Glukoamylase ermittelt und somit der Verzuckerungsprozeö "geregelt.
Gegebenenfalls wird vor Zugabe zum Stärkehydrolysat eine Probe des Glukoamylasepräparates entnommen und deren Glukosegehalt und Glukoamylaseaktivitat als Bezugswert mittels eines elektrochemnischen Sensors gemessen.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert:
Es wird eine Sauerstoffelektrode als Sensor verwendet, über die eine Dialysemembran gespannt wird. Auf dem Dialyseschlauch wird eine Enzymmembran mit 46 U/cm Glukoseoxidase in Gelatine mit einer weiteren Dialysemembran zur Lösungsseite hin befestigt. In die Meßzelle werden 2 ml Phosphatpuffer (pH 6,0) verbracht. Der Sensor wird mit Glukose-, Maltose- und Glukoamylasestandards geeicht.
Definierte Proben der Meßlösung werden direkt dem Stärkehydrolysat entnommen und in die Meßzelle gegeben, dabei wird der Glukosegehalt der Probe gemessen. Die nachfolgend genommene Probe wird mit Maltose (10 mmol/1 Endkonzentration) versetzt. Das Meßsignal ergibt die Glukoamylaseaktivität und veranlaßt nach Signalverarbeitung bei zu niedriger Aktivität eine zusätzliche Dosierung von Glukoamylase· Die beiden Probennahmen erfolgen in regelmäßigen Intervallen und ermöglichen eine Regelung des Verzuckerungsprozesses·
Claims (3)
- Erfindungsanspruch1. Verfahren zur Regelung der enzymatischen Stärkeverzuckerung bei Einsatz von Glukoamylase gekennzeichnet dadurch, daß nach Zusatz von Glukoamylase zum Stärkehydrolysat und nach homogener Verteilung im Hydrolysat eine Probe entnommen wird, deren.Gehalt an Glukose und deren Gluko* amylase-Aktivität mittels eines elektrochemischen Sensors gemessen wird, wobei zur Bestimmung der Gluko Amylase-Aktivität eine bestimmte Menge von kurzkettigen Sacchariden zugesetzt wird,0 daß nach Verarbeitung der gemessenen elektrischen Signale der Verzuckerungsprozeß durch Zugabe von Glukoamylase geregelt wird, daß die Probenahme, Messung, Signalverarbeitung und Regelung der Glukoamylase-Zugabe in Intervallen wiederholt werden und daß gegebenenfalls eine Probe des Glukoamylasepräparates vor Zugabe zum Stärkehydrolysat entnommen wird und deren Glukosegehalt und Glukoamylaseaktivitat als Bezugswert mittels eines elektrochemischen Sensors gemessen wird.
- 2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß als elektrochemischer Sensor eine Sauerstoffelektrode mit einer Glukoseoxidase-tragenden Membran eingesetzt wird.
- 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß als kurzkettiges Saccharid Maltose eingesetzt wird.
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