175280. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vízben oldható egyedi cukrok vagy cukor keverékek előállítására legalább 20% keményítő tartalmú természetes anyagok hidrolízise útján
3 175280 4 tisztaságát úgy érik el, hogy speciális alapanyagból indulnak ki (pl. 1 358 790 számú angol szabadalom), vagy bonyolult tisztítási műveleteket alkalmaznak (pl. ioncsere, átkristályosítás, 1 426 976 és az 1 330 673 számú angol szabadalmak). Ezek az eljárások nem, vagy teljesen eltérő módon valósítják meg a találmányunk szerinti célt. Találmányunk szerinti eljárásunk célja oldható, könnyen emészthető és erjeszthető, nem kristályosodó egyedi cukrok vagy vegyes cukor keverékek, melyek édesítő hatása kívánalom szerint változtatható, előállítása magas keményítő tartalmú természetes anyagokból vagy azok keményítő dús frakcióiból tisztán enzimes hidrolízis útján. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy tisztán enzimes eljárással, a természetes keményítő tartalmú anyagok keményítő és fehérje tartalma egy technológiai lépésben cukrosítható, hidrolizálható. Találmányunk alapja továbbá az a felismerés, hogy proteolitikus enzim alkalmazása mellett nincs szükség tisztított keményítő alapanyagra, mivel a proteolitikus enzimmel feltárt sejtekből a keményítő a szuszpenzióban a további enzimes kezeléshez hozzáférhető. Az aminósavakig lebontott fehérjék a tisztítási eljárást nem akadályozzák. Különös előnyt biztosít az a felismerés, hogy speciális maltóz specifikus alfa-amiláz alkalmazása a keményítő bontáskor rendelkezésre álló aktív helyek számát - ellentétben a szokásosan alkalmazott béta-amilázos bontással - négyzetes haladvány szerint növeli, így az azonos konverzió eléréséhez szükséges idő ennek megfelelően négyzetes arányban csökken. Ugyanakkor a keletkező maltóz és maltotrioz aránya nem lesz kedvezőtlenebb mint a béta-amiláz alkalmazása esetén. További különös előnyt biztosít az eljárásunkban az a felismerés, hogy a glükóz előállítására alkalmazott amiloglükozidáz enzim, együtt alkalmazva a speciális maltóz specifikus alfa-amilázzal, a hidrolízis időt tovább csökkenti és a hidrolízis idő megválasztásával kívánalom szerint beállítható a maltóz-glükoz arány. Különös előny továbbá, hogy a maltóz specifikus alfa-amilázzal és az amiloglükozidázzal együtt, egyidőben, vagy egymást követően izomeráz enzimmel a keletkező glükózt kívánalom szerint fruktózzá izomerizálhatjuk. Találmányunk szerinti eljárással fenti módon, olyan vegyes cukor keverék állítható elő, amely maltózt, glükózt és fruktózt is tartalmaz. További előny, hogy eljárásunk szerint a szubsztrátum eredeti (természetes) pH értékét a technológia során nem szükséges változtatni, így nincs szükség a bonyolult ioncserés sómentesítésre sem. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a magas (legalább 20%) keményítő tartalmú természetes anyagokból, vagy azok keményítőben dúsított frakcióiból, ismert módon 200—900 mikron szemcseméretű őrleményt készítünk. Az őrleményből vízzel 10—40% szárazanyag tartalmú szuszpenziót készítünk. A pH önbeálló: 5-7, külön beállítani nem szükséges. A keményítő tartalmat előnyösen hőtűrő alfa-amiláz enzim jelenlétében hőkezeléssel elfolyósítjuk. Az alkalmazott enzim mennyisége: 0,5-2,0 E/g keményítő. Előnyösen 80— 120°C-on, 0,5—10 DE (dextróz egyenérték) eléréséig folyósítunk el. Az így elfolyósított keményítő tartalmú szuszpenziót 45—60 °C-ra lehűtjük és hozzáadunk 5—10 E/kg fehérjeproteolitikus és 8-25 E/g kemé. nyítő maltóz specifikus alfa-amilázt, majd az édesítő hatás igényének megfelelően 0-0,3 Eg keményítő amiloglükozidáz és 0-150 E/kg giükó2 izomeráz enzimet. A hidrolízis idő igénye: 1,5-10 óra. A kívánt bontásfok elérése után az enzimek további működését hőkezeléssel leállítjuk. A hidrolizátumokat a rostos szilárd részektől dekantálással megtisztítjuk. A rostmentes levet speciális hámozó centrifugán elválasztjuk a határdextrinektől. Ezt a műveletet az irodalomban, illetve gyakorlatban ismert előréteges vákuumszűréstől eltérően — ahol a kiszűrt anyagot nem, vagy bonyolult költséges úton nyerhetik vissza — speciális, erre a célra kifejlesztett magas jelzőszámú hámozó centrifugával végezzük, annak a ténynek felismerése alapján, hogy a cukoroldat és a határdextrin-szuszpenzió centrifugális térben szétválasztható folyadékokként viselkednek. Az elválasztott határdextrin értékes melléktermék. Az éles levet ismert módon tisztítjuk. A tisztított fényes levet sűrítjük, vagy sűrítjük és szárazra pároljuk. Eljárhatunk úgy is, hogy a fényes levet sűrítés nélkül szárazra pároljuk. Amenynyiben immobilizált glükózizomeráz enzimet is kívánunk használni, a hidrolízis és az enzim hőkezeléses inaktiválása után a hidrolizátumot dekantáljuk, centrifugáljuk, ismert módon tisztítjuk, a fényes levet immobilizált enzimágyon izomerizáljuk, majd tisztítjuk, besűrítjük, vagy besűrítjük és szárazra pároljuk. A kapott termék összetétele (szárazanyagra vonatkoztatva): glükóz 1,5-60% maltóz 20—93,5% maitó trióz 2—12% fruktóz 0—40% A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi kiviteli példákat adjuk meg: 1. példa 65t liter csapvízben szuszpendálunk 35 kg teljes kukorica őrleményt, (keményítő tartalom 65%, szemcseméret 90% 500 mikron alatt, nedvességtartalom 10,5%). A szuszpenzió pH-ja: 6. A szuszpenzióba bekeverünk 1 E/g keményítő> hőtűrő alfa-amilázt. 100 literes keverős duplikált autoklávban köpenyről és közvetlen gőzbevezetéssel, intenzív keverés mellett, a szuszpenziót 95 °C-ra felfűtjük. Az elfolyósodás megtörténte után (5,3 DE), a szuszpenziót 58 °C-ra visszahűtjük. A lehűtött szuszpenzióhoz egyidőben adunk 8,5 E/kg fehérje proteolitikus, 23 E/g keményítő speciális alfa-amiláz és 0,2 E/g keményítő amiloglükozidáz enzimet és 58 °C-on 5 óráig hidrolizálunk. A hidrolizátumot dekantálással rostmentesítjük, hámozó centrifugán elválasztjuk a határdextrineket, majd aktív szenes 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
