PL223112B1 - Sposób jednoczesnego wytwarzania enzymatycznego modyfikatu i hydrolizatu skrobiowego - Google Patents
Sposób jednoczesnego wytwarzania enzymatycznego modyfikatu i hydrolizatu skrobiowegoInfo
- Publication number
- PL223112B1 PL223112B1 PL401041A PL40104112A PL223112B1 PL 223112 B1 PL223112 B1 PL 223112B1 PL 401041 A PL401041 A PL 401041A PL 40104112 A PL40104112 A PL 40104112A PL 223112 B1 PL223112 B1 PL 223112B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- starch
- reaction
- dry substance
- amylase
- modification
- Prior art date
Links
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims description 68
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims description 68
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 title description 4
- 239000003607 modifier Substances 0.000 title description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 15
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 12
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 9
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 9
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 claims description 8
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 claims description 8
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 claims description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000003625 amylolytic effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 108010073178 Glucan 1,4-alpha-Glucosidase Proteins 0.000 claims description 5
- 102100022624 Glucoamylase Human genes 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 claims description 4
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 claims description 4
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 claims description 4
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 claims description 4
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 4
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 3
- 239000011942 biocatalyst Substances 0.000 claims description 3
- 230000009144 enzymatic modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 101710117655 Maltogenic alpha-amylase Proteins 0.000 claims description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 10
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 7
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001626813 Anoxybacillus Species 0.000 description 2
- 229920002774 Maltodextrin Polymers 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 2
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 2
- 235000020374 simple syrup Nutrition 0.000 description 2
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 2
- DBTMGCOVALSLOR-UHFFFAOYSA-N 32-alpha-galactosyl-3-alpha-galactosyl-galactose Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(OC2C(C(CO)OC(O)C2O)O)OC(CO)C1O DBTMGCOVALSLOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RXVWSYJTUUKTEA-UHFFFAOYSA-N D-maltotriose Natural products OC1C(O)C(OC(C(O)CO)C(O)C(O)C=O)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 RXVWSYJTUUKTEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000017020 Ipomoea batatas Species 0.000 description 1
- 235000002678 Ipomoea batatas Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- FTNIPWXXIGNQQF-UHFFFAOYSA-N UNPD130147 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(OC2C(OC(OC3C(OC(OC4C(OC(O)C(O)C4O)CO)C(O)C3O)CO)C(O)C2O)CO)C(O)C1O FTNIPWXXIGNQQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LUEWUZLMQUOBSB-UHFFFAOYSA-N UNPD55895 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(OC2C(OC(OC3C(OC(O)C(O)C3O)CO)C(O)C2O)CO)C(O)C1O LUEWUZLMQUOBSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- OCIBBXPLUVYKCH-QXVNYKTNSA-N alpha-maltohexaose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@H](O[C@@H]3[C@H](O[C@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H](O[C@@H]5[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]5O)CO)[C@H](O)[C@H]4O)CO)[C@H](O)[C@H]3O)CO)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O OCIBBXPLUVYKCH-QXVNYKTNSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 235000008504 concentrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 235000011850 desserts Nutrition 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 1
- 235000014089 extruded snacks Nutrition 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000000416 hydrocolloid Substances 0.000 description 1
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 1
- DJMVHSOAUQHPSN-UHFFFAOYSA-N malto-hexaose Natural products OC1C(O)C(OC(C(O)CO)C(O)C(O)C=O)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(OC4C(C(O)C(O)C(CO)O4)O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 DJMVHSOAUQHPSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJCUPROCOFFUSR-UHFFFAOYSA-N malto-pentaose Natural products OC1C(O)C(OC(C(O)CO)C(O)C(O)C=O)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 FJCUPROCOFFUSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYQJCPNSAVWAFU-UHFFFAOYSA-N malto-tetraose Natural products OC1C(O)C(OC(C(O)CO)C(O)C(O)C=O)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UYQJCPNSAVWAFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJCUPROCOFFUSR-GMMZZHHDSA-N maltopentaose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O[C@H]([C@H](O)CO)[C@H](O)[C@@H](O)C=O)O[C@H](CO)[C@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O[C@@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O3)O)[C@@H](CO)O2)O)[C@@H](CO)O1 FJCUPROCOFFUSR-GMMZZHHDSA-N 0.000 description 1
- LUEWUZLMQUOBSB-OUBHKODOSA-N maltotetraose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@@H](O[C@@H](O[C@@H]3[C@@H](O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]3O)CO)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-OUBHKODOSA-N 0.000 description 1
- FYGDTMLNYKFZSV-UHFFFAOYSA-N mannotriose Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)C(O)C1O FYGDTMLNYKFZSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229940029985 mineral supplement Drugs 0.000 description 1
- 235000020786 mineral supplement Nutrition 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229940100486 rice starch Drugs 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000019195 vitamin supplement Nutrition 0.000 description 1
- FYGDTMLNYKFZSV-BYLHFPJWSA-N β-1,4-galactotrioside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@@H](O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-BYLHFPJWSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób niskotemperaturowego, jednoczesnego wytwarzania enzymatycznego modyfikatu i hydrolizatu skrobiowego.
Skrobia należy do wielofunkcyjnych surowców, powszechnie wykorzystywanych do celów sp ożywczych, jak również farmaceutycznych czy technicznych. W niektórych aplikacjach stosuje się skr obię w postaci natywnej, wykorzystując jej naturalne właściwości, przede wszystkim zagęszczającostabilizacyjne. Jednakże, znacznie większe możliwości daje stosowanie skrobi modyfikowanych. Skrobie modyfikowane otrzymuje się przez poddanie skrobi naturalnej danemu rodzajowi obróbki, zmieniającemu jedną lub więcej jej początkowych właściwości fizycznych i/lub chemicznych [Lewandowicz G., Mączyński M. „Chemiczna modyfikacja skrobi” Cz. I. „Modyfikacja skrobi ziemniaczanej”. Chemik. 1,9-12 (1990)]. Ze względu na sposób otrzymywania, wyróżnia się skrobie modyfikowane chemicznie, fizycznie lub enzymatycznie [Leszczyński W. „Kierunki wykorzystania skrobi ziemniaczanej”. Ziemniak Polski. 3,31-38 (2005)]. W dotychczasowej praktyce najczęściej stosowane są modyfikacje chemiczne, w wyniku których następuje podstawienie obecnych lub wprowadzenie nowych grup funkcyjnych. Modyfikacja chemiczna skrobi obejmuje głównie reakcje estryfikacji, eteryfikacji i utlenienia [Derache R. „Amidons modifies: donnes nutritionelle et toxicologiques”. Med. et Nut. 19,3,195-202 (1983), Walkowski A., Lewandowicz G. „Skrobie modyfikowane - właściwości technologiczne i zakres stosowania”. Przemysł Spożywczy. 5,49-51 (2004)]. Ze względu na zróżnicowanie stopnia intensywności danej reakcji, przemysł produkuje olbrzymią ilość modyfikatów skrobiowych, różniących się wł aściwościami użytkowymi. Pewną wadą skrobi modyfikowanych chemicznie jest fakt zaliczania ich do grupy dodatków do żywności [Derache R. „Amidons modifies: donnes nutritionelle et toxicologiques”. Med. et Nut. 19,3,195-202 (1983), Leszczyński W. „Skrobie chemicznie modyfikowane”. Przegląd Piekarniczy i Cukierniczy. 6,6-8 (2006)], w związku z czym ich stosowanie w produkcji żywności jest regulowane i limitowane (najczęściej do 50 g/kg produktu) przez odpowiednie akty prawne oraz podlega kontroli władz sanitarnych.
Takie ograniczenia nie dotyczą skrobi modyfikowanych fizycznie lub enzymatycznie. W wyniku fizycznej modyfikacji skrobi, przeważnie związanej z kleikowaniem ziarn, czyli ze stosunkowo dużym wydatkiem energii cieplnej (temp. podgrzania > 80°C), po wysuszeniu otrzymuje się tzw. skrobie rozpuszczalne na zimno, a więc umożliwiające tworzenie żelu w wodzie o temperaturze pokojowej. Tak modyfikowane skrobie stosowane są w wyrobach do błyskawicznego przygotowania, czyli nie wym agających gotowania.
Skrobie modyfikowane enzymatycznie, to najczęściej produkty mało zaawansowanej enzym atycznej hydrolizy skrobi (DE < 3), które po wysuszeniu mają postać drobnego proszku. W związku z tym, że są to produkty skrobiowe rozpuszczalne w wodzie w temperaturze pokojowej - stosowane są jako neutralne (nie wnoszą smaku, zapachu i barwy) wypełniacze w wielu produktach spożywczych i farmaceutycznych (np. produkty sproszkowane: zupy, sosy, desery, lody, napoje, odżywki witaminowo-mineralne).
Konwencjonalna, enzymatyczna hydroliza skrobi polega na skleikowaniu i rozpuszczeniu ziarn skrobi oraz prowadzeniu procesu upłynniania w temperaturze 80f110°C, a następnie procesu scukrzania w temperaturze 55f65°C. Toteż konwencjonalna, enzymatyczna hydroliza skrobi jest procesem wysoce energetycznym, co zdecydowanie wpływa na koszt produktu finalnego - danego rodzaju hydrolizatu skrobiowego.
Ze światowej literatury specjalistycznej znane jest prowadzenie badań, dotyczących enzymatycznej hydrolizy skrobi w obniżonych temperaturach, tj. w temperaturze kleikowania - najczęściej ok. 60°C. Jako substrat stosowane były skrobie różnego pochodzenia botanicznego, m. innymi skrobia ziemniaczana, tapiokowa, kukurydziana, ryżowa, a jako katalizatory specjalnie przygotowane preparaty amylolityczne, jak np. GSHE NS50040 firmy Franklinton NC USA [Vidal B.C. i in. „Kinetics of granular starch hydrolysis in corn dry-grind process”. Starch/Starke. 61,448-456 (2009)], STARGEN 001™ firmy Genencor International B.V. [Shariff Y.N. i in. „Enzymatic hydrolysis of granular native and mildly heat-treated tapioca and sweet potato starches at subgelatinization temperature”. Food Hydrocolloids. 23,434-440 (2009)], będące mieszaniną alfa-amylazy i glukoamylazy czy alfa-amylazy otrzymanej z mikroorganizmu Anoxybacillus flavothermus przez firmę Novozymes Z Danii [Tawril G. i in. „Hydrolysis of concentrated raw starch: A new officient α-amylase from Anoxybacillus flavothermus. Carbohydrate Polymers. 87,46-52 (2012)].
PL 223 112 B1
Jednakże wadą tak prowadzonej hydrolizy skrobi jest niska wydajność konwersji skrobi. W tych warunkach, mimo że uzyskuje się hydrolizat skrobiowy, to jednak większa część masy ziarna pozostaje w formie nierozpuszczalnej, co uniemożliwia praktyczne zastosowanie tego sposobu enzymatycznej hydrolizy skrobi. Związane jest to z niską wydajnością otrzymywania hydrolizatu skrobiowego z uwagi na niepełną efektywność tak realizowanej hydrolizy skrobi.
Rozwiązania technologiczne, dotychczas stosowane w światowym przetwórstwie skrobi, zakładają oddzielne wytwarzanie hydrolizatów skrobiowych i oddzielne wytwarzanie modyfikatów skrobiowych z użyciem całkowicie różniących się, a nawet wykluczających się parametrów technologicznych. Przy oddzielnym wytwarzaniu poszczególnych rodzajów produktów skrobiowych powstają określone straty produkcyjne, niemożliwe do uniknięcia, m. innymi ze względu na niemożność całkowitego przekonwertorowania surowca.
Wyżej opisanym niedogodnościom, głównie związanym z wysokim wydatkiem energii czy dość znacznymi stratami produkcyjnymi, można zaradzić stosując niniejszy wynalazek.
Sposób według wynalazku polega na tym, że wodną zawiesinę ziarn skrobi o zawartości od 5 do 40% suchej substancji skrobi, korzystnie 20%, poddaje się reakcji enzymatycznej, z użyciem enzymów amylolitycznych w dawce od 100 do 4000 cm /t suchej substancji skrobi, w temperaturze poniżej 50°C, korzystnie 45°C, trwającej od 1 do 24 godzin, korzystnie 12 godzin, uzyskując, po ro zdziale mieszaniny reakcyjnej, jako fazę stałą - modyfikat w formie nierozpuszczalnej w wodzie o temp. 20°C, stanowiący od 51% do 98% suchej substancji skrobi wprowadzonej do reakcji oraz jako fazę ciekłą - hydrolizat, stanowiący od 2% do 49% suchej substancji skrobi wprowadzonej do reakcji.
Jako surowiec stosuje się skrobię różnego pochodzenia botanicznego, tj. ziemniaczaną lub tapiokową, lub kukurydzianą, lub pszenną.
Biokatalizatory w reakcji hydrolizy skrobi stanowią enzymy amylolityczne w formie handlowych preparatów, zawierających alfa-amylazę lub alfa-amylazę maltogenną lub glukoamylazę, lub mieszaninę alfa-amylazy i glukoamylazy.
Ponadto, otrzymany według wynalazku modyfikat skrobiowy charakteryzuje się obniżoną lepk ością o minimum 20% (przy wykonaniu pomiaru w aparacie Brabendera) - w stosunku do skrobi naturalnej, z której został wytworzony.
Nieoczekiwanie okazało się, że skrobia po enzymatycznej hydrolizie w temperaturach określonych wynalazkiem, poniżej temperatury kleikowania, charakteryzuje się wyraźnie zmienionymi parametrami w stosunku do skrobi naturalnej. Szczególnie zauważalne są zmiany natury morfologicznej wyraźne ubytki czy wżery w ziarnach, widoczne pod mikroskopem elektronowym (SEM). Zauważalne są też różnice we właściwościach Teologicznych, a szczególnie lepkości, która jest wyraźnie niższa niż lepkość skrobi naturalnej (oznaczenia w aparacie Brabendera).
Sposób według wynalazku umożliwia wytwarzanie w jednym procesie technologicznym, w warunkach stosowania niskich temperatur, dwóch jednakowo cennych produktów: modyfikatu skrobiowego oraz hydrolizatu skrobiowego, skutkiem czego taki proces technologiczny odznacza się bardzo niskim zużyciem energii cieplnej (zmniejszenie o 50*60% w stosunku do dotychczas stosowanych rozwiązań) oraz niemal całkowitym przekonwertowaniu surowca w produkty (niemal bez strat).
Otrzymany modyfikat skrobiowy ma postać nierozpuszczalnych w zimnej wodzie ziarn skrobiowych i może być wykorzystywany do celów technicznych (zaklejanie papieru - papiernictwo, tworzenie osnowy - włókiennictwo), jak również spożywczych, w tym szczególnie do przygotowywania mieszanek służących do wytwarzania przekąsek ekstrudowanych (ułatwienie wytłaczania ze względu na obniżoną lepkość preparatu), a także do wyrobu koncentratów spożywczych (zupy, sosy itp.).
Otrzymany hydrolizat skrobiowy, w zależności od rodzaju zastosowanego enzymu, dawki i czasu jego działania, charakteryzuje się zawartością rozpuszczalnych cukrowców, takich jak glukoza, maltoza i inne oligosacharydy, umożliwiając otrzymywanie maltodekstryn (DE od 5 do 30), a także niskoscukrzonych syropów (DE od 30 do 35). Otrzymywane syropy niskoscukrzone, ze względu na skład cukrowcowy - bardzo niską zawartość (<10%) maltooligosacharydów zawierających więcej niż 8 reszt glukozy w cząsteczce, są szczególnie przydatne do stosowania w produkcji najwyżej cenionych krystalicznych, twardych karmelków.
Przedmiot wynalazku może znaleźć zastosowanie w przemyśle przetwórstwa skrobi, szczególnie w produkcji modyfikatów skrobiowych do celów spożywczych i technicznych oraz hydrolizatów skrobiowych - maltodekstryn lub niskoscukrzonych syropów skrobiowych.
Przedmiot wynalazku przedstawiono bliżej w poniższym przykładzie, nie ograniczającym zakresu wynalazku.
PL 223 112 B1
P r z y k ł a d
W zbiorniku reakcyjnym z mieszadłem wolnoobrotowym przygotowano wodną zawiesinę skrobi ziemniaczanej o zawartości 20% suchej substancji, którą następnie zakwaszono do pH 5,4 przez uż ycie 10% roztworu kwasu solnego (HCI), po czym dodano preparat enzymatyczny pod nazwą Liquozyme Supra firmy NOVOZYMES (Dania), zawierający alfa-amylazę. Dawka preparatu enzymatycznego wynosiła 650 cm /t suchej substancji skrobi. Reakcję enzymatyczną prowadzono w temperaturze 45°C przez 12 godzin. Po zakończeniu reakcji, w wyniku zastosowania rozdziału, uzyskano dwie fazy:
• fazę stałą (modyfikat skrobiowy), zawierającą enzymatycznie zmodyfikowane ziarna skrobi, której sucha substancja stanowiła 84,1% suchej substancji skrobi wprowadzonej do reakcji.
• fazę ciekłą (hydrolizat skrobiowy) o stężeniu 3,2°Bx, której sucha substancja stanowiła 15,9% suchej substancji skrobi wprowadzonej do reakcji, zawierającą rozpuszczalne cukrowce o następującym składzie, oznaczone techniką HPLC:
glukoza - 8,2%, maltoza -16,5%, maltotrioza -16,4%, maltotetraoza - 4,5%, maltopentaoza - 38,9%, maltoheksaoza - 6,2%, pozostałe cukry - 0,3%, charakteryzującą się wartością równoważnika glukozowego (DE) - 32,6%.
W fazie stałej - modyfikacje enzymatycznym skrobi ziemniaczanej oznaczono lepkość z użyciem aparatu Brabendera oraz porównano z lepkością oznaczoną w naturalnej skrobi ziemniaczanej. Lepkość skrobi modyfikowanej enzymatycznie wynosiła 150 BU, a skrobi naturalnej wynosiła 400 BU.
Claims (4)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób jednoczesnego wytwarzania enzymatycznego modyfikatu i hydrolizatu skrobiowego, polegający na hydrolizie wodnej zawiesiny ziarn skrobi z udziałem enzymów amylolitycznych jako biokatalizatora, a następnie rozdzieleniu otrzymanej mieszaniny reakcyjnej na fazę stałą i ciekłą, znamienny tym, że wodną zawiesinę ziarn skrobi o zawartości od 5 do 40% suchej substancji skrobi, korzystnie 20%, poddaje się reakcji enzymatycznej, z użyciem enzymów amylolitycznych w dawce od 3100 do 4000 cm /t suchej substancji skrobi, w temperaturze poniżej 50°C, korzystnie 45°C, trwającej od 1 do 24 godzin, korzystnie 12 godzin, uzyskując, po rozdziale mieszaniny reakcyjnej, jako fazę stałą - modyfikat w formie nierozpuszczalnej w wodzie o temp. 20°C, stanowiący od 51% do 98% suchej substancji skrobi wprowadzonej do reakcji oraz jako fazę ciekłą - hydrolizat, stanowiący od 2% do 49% suchej substancji skrobi wprowadzonej do reakcji.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako surowiec stosuje się skrobię różnego pochodzenia botanicznego, tj. ziemniaczaną lub tapiokową, lub kukurydzianą, lub pszenną.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako biokatalizator stosuje się enzymy amylolityczne w formie handlowych preparatów, zawierających alfa-amylazę lub alfa-amylazę maltogenną lub glukoamylazę, lub mieszaninę alfa-amylazy i glukoamylazy.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że modyfikat - w stosunku do skrobi naturalnej, z której został wytworzony - charakteryzuje się obniżoną lepkością o minimum 20% przy wykonaniu pomiaru w aparacie Brabendera.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401041A PL223112B1 (pl) | 2012-10-03 | 2012-10-03 | Sposób jednoczesnego wytwarzania enzymatycznego modyfikatu i hydrolizatu skrobiowego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401041A PL223112B1 (pl) | 2012-10-03 | 2012-10-03 | Sposób jednoczesnego wytwarzania enzymatycznego modyfikatu i hydrolizatu skrobiowego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL401041A1 PL401041A1 (pl) | 2014-04-14 |
| PL223112B1 true PL223112B1 (pl) | 2016-10-31 |
Family
ID=50442106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL401041A PL223112B1 (pl) | 2012-10-03 | 2012-10-03 | Sposób jednoczesnego wytwarzania enzymatycznego modyfikatu i hydrolizatu skrobiowego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL223112B1 (pl) |
-
2012
- 2012-10-03 PL PL401041A patent/PL223112B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL401041A1 (pl) | 2014-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jo et al. | Preparation of slowly digestible sweet potato Daeyumi starch by dual enzyme modification | |
| Cheng et al. | Effects of β-amylase treatment conditions on the gelatinization and retrogradation characteristics of wheat starch | |
| Das et al. | Enzymatic hydrolysis of native granular starches by a new β-amylase from peanut (Arachis hypogaea) | |
| Martínez et al. | Modification of wheat flour functionality and digestibility through different extrusion conditions | |
| Kim et al. | Branch chain elongation by amylosucrase: Production of waxy corn starch with a slow digestion property | |
| AU2003204158B2 (en) | Slowly digestable starch product | |
| Sharma et al. | A novel approach of integrated bioprocessing of cane molasses for production of prebiotic and functional bioproducts | |
| Zhang et al. | Impact of amylosucrase modification on the structural and physicochemical properties of native and acid-thinned waxy corn starch | |
| US10526627B2 (en) | Method for producing high molecular weight reduced viscosity starch pastes | |
| Ren et al. | Pasting and thermal properties of waxy corn starch modified by 1, 4-α-glucan branching enzyme | |
| Thakur et al. | A novel cold-active type I pullulanase from a hot-spring metagenome for effective debranching and production of resistant starch | |
| Shrestha et al. | Starch modification to develop novel starch-biopolymer blends: State of art and perspectives | |
| Lehmann et al. | Production and physicochemical characterization of resistant starch type III derived from pea starch | |
| KR20140123552A (ko) | 당 함량이 감소된 시럽 및 당 함량이 감소된 시럽을 제조하는 방법 | |
| Jung et al. | Enzymatic modification of potato starch by amylosucrase according to reaction temperature: Effect of branch-chain length on structural, physicochemical, and digestive properties | |
| Sorndech et al. | Combination of amylase and transferase catalysis to improve IMO compositions and productivity | |
| JP5828589B2 (ja) | 環状構造保有分岐状グルカンの工業的製造方法 | |
| Hu et al. | Effects of continuous and intermittent retrogradation treatments on in vitro digestibility and structural properties of waxy wheat starch | |
| TW202011825A (zh) | 結晶澱粉分解物、以及使用該結晶澱粉分解物之飲品與食品用組成物、飲品與食品、醫藥品、化妝料、工業製品、飼料、培養基、肥料、以及此等之改質劑、以及前述結晶澱粉分解物、飲品與食品用組成物、飲品與食品、醫藥品、化妝料、工業製品、飼料、培養基及肥料之製造方法 | |
| Sadeghi et al. | Evaluation of different parameters effect on maltodextrin production by–amylase Termamyl 2-x | |
| CN108699166A (zh) | 具有改进的回生行为的低黏度淀粉水解产物 | |
| Bauer et al. | Impact of high hydrostatic pressure treatment on the resistant starch content of wheat starch | |
| Wong et al. | Enzymatic production of linear long-chain dextrin from sago (Metroxylon sagu) starch | |
| EP1366674B1 (en) | Food additive | |
| Sui et al. | Crosslinked and stabilized in-kernel heat-moisture-treated and temperature-cycled normal maize starch and effects of reaction conditions on starch properties |