180730. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önbontó készítmény és takarmány keverék előállítására
3 180730 4 között alkalmazhatók anélkül, hogy emésztőrendszeri zavarokat okoznának és nem okoznak nehézséget a lápok, tápszerek formázásában, összeállításában sem. A takarmánycukrok és a maltodextrin elterjedését mégis akadályozta ezen anyagok magas előállítási költsége. A maltodextrinek enzimes hidrolízistechnikával állítják elő, a magas keményítőtartalmú szubsztrát vizes közegben alfaamiláz enzimmel végzett hidrolízise útján (656 171 sz. belga szabadalom). Ennek során a nyersanyagokat először igen finom szemcseméretű lisztté kell őrölni és annyi vízzel elkeverni, hogy — a nyersanyag tulajdonságaitól függően — egy 25—42% szárazanyag-tartalmú szuszpenzió keletkezzék, melynek kémhatását az alkalmazásra kerülő alfa-amiláz enzim pH optimumára állítják be és az enzimet annak gyorsító szakaszos vagy folytonos üzemű zárt keverős készülékében legalább a keményítőfajta zselatinálódási hőmérsékletére (60—85 CC) fűtik. A keményítő degradálódásának első lépése az ún. elfolyósítás, a zselatinálódási hőmérséklet elérését követően 20 perc—2 óra alatt végbemegy és a körülményektől függő bontási fokú vizes elegyet eredményez. Az esetek legnagyobb részében célszerűen nem alkalmaznak teljes elcukrosítást, hanem a fenti irányított bontási fokú keveréket szárító berendezésre, pl. porlasztva szárító toronyra viszik szilárd állagú végtermék előállítására. Teljes elcukrosítást további műveleti lépésben, amiloglükozidáz enzimmel, megfelelő reakcióidő megválasztásával valósítanak meg. A keményítő vizes enzimatikus hidrolízisének gyártási eljárásai összetettségükkel, nagy víz-gőz és elektromos energiafelhasználással jellemezhetők. A lebontott keményítő vizes zagy alakjában keletkezik, melyet ezután száraz, szilárd állapotba kell hozni a bontáshoz alkalmazott víz elpárologtatásával. Előnytelen még az eljárások jelentős berendezés, épület és terület igénye is. Eníiek következtében a keményítőtartalmú termények emészthetőségének javítására más eljárások is kifejlődtek. Ilyenek voltak a forró levegővél történő érintkeztetés, a pörkölés („popping”), (J. Anim. Sei. 42. No. 2. febr. 1976, pp. 365—374. old.) a gőzzel hevítés és pelyhesítés, ill. a gőzös hántolás és pelyhesítés, valamint expansio-extrusio (3 642 489 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), továbbá az infravörös sugárkezeléssel dolgozó ún. mikronizáíás (1 379 116 sz. brit szabadalmi leírás). A felsorolt száraz kezelések egyszerűbb változata a hideghengerlés, a hidroterm eljárásoknál pedig az explodálás (puffasztás) értékük, ill. technikai nehézségek miatt széles körben nem terjedtek el. A termikus kezelési módszerek a keményítő elkocsonyásítását célozták, hogy a táplálék szénhidrátjait fogékonyabbá tegyék az állatokban levő enzimek általi lebontással szemben. A zselatinált keményítő javított lebontódása az állat gyomrában még önmagában sem biztosította természetesen a felhasználóknak a vízoldható szénhidrát tápanyagokat. Az így kezelt anyagok a keményítőhöz hasonlóan a szervezet enzimeivel rosszul egyneműsödnek, nem elegyednek, hozzáférhetőségük korlátozott, ezért a szénhidrát hasznosítása nem egyenértékű a maltodextrinével. Eddigi ismeretek szerint a mezőgazdasági termények natív keményítő tartalmának lebontása dextrinekké és cukrokká alfa-amiláz enzimmel csak vizes szuszpenzióban és csak akkor volt lehetséges, ha a szuszpenzió hőmérséklete eléri a keményítő zselatinálódásának hőmérsékletét, tehát forrón. Ekkor a degradálódás első lépéseként megbomlott a kristályszerkezet és anyaga ezáltal intenzív, nagy felületi érintkezésbe jutva kémiailag és fizikailag hozzáférhetővé vált az enzimhatás számára. Célunk volt olyan eljárás kidolgozása kukorica- és gabonamagvak keményítőtartalmának vízoldhatóvá tételére, mellyel a maltodextrin elegyek felhasználhatóságával egyenértékű termékeket nyerünk egyszerű, olcsó és tömegtermelésre alkalmas módon. Ez a minőségi és felhasználási követelmény ma a technika ismert állása szerint a keményítő elsődleges lebontását jelenti dextrinekké, melyek mellett egy kisebb hányad mono- és diszaccharid jelenléte (3—25%) megengedett. (1 497 881 sz. francia szabadalmi leírás.) Célul tűztük ki a vizes közegben történő feltárás öszszes hátrányainak elkerülését és azt vizsgáltuk, hogy a szubsztrátot szilárd, legfeljebb nedvességgel duzzasztott állapotban tartva elérhető-e a termikus eljárások változataival olyan degradálódás, mely a vizes hidrolízistechnika eredményéhez hasonló értékű terméket ad a felhasználáskor. Más vizsgálatokkal megegyezően (Mühle und Mischfuttertechnik, 111. 39, 1974. 594—598. oldal) megállapítottuk, hogy technikai szempontból jelentéktelen mennyiségű vfzoldható szénhidrát mutatható ki a pörkölés, ill. a hidroterm eljárások termékeiben csakúgy, mint a mikronizált anyagokban. Leginkább hatékony ilyen szempontból az extrudálás volt, ahol egyes esetekben maximum 12%-ig emelkedett a vízoldhátó-szénhidrát mennyisége. Ezután megvizsgáltuk, hogy a hőhatással zselatináló eljárások lehetséges termékei között található-e olyan, mely finomra őrölt állapotban nemcsak forrón, de szobahőmérsékleten is, neutrális vizes közegben enzimekkel eredményesen és gyorsan lebontható. Vizsgáltuk az ilyen kiindulási anyagok viszkozitását és a belőlük készített vizes keverékek refrakcióját különböző eredetű és töménységű alfa-amiláz hozzátételek mellett úgy, ahogyan a vizsgálati módszereket e találmányban leírtuk. A zsclatinálást követően főleg amorf állapotban rögzített és őrléssel mechanikailag is bontott keményítő tartalmú szemes termények átalakulása vízoldható szénhidrátokká neutrális vizes közegben, szobahőmérsékleten alfa-amilázokkal igen eltérő és különböző volt a termikus keményítő előbontás módszere és annak kivitelezési körülményei szerint. Gyors önbontódásra alkalmas állapotba hozott szemes termények köréből egy összehasonlító vizsgálatot mutat be példaként az 1. táblázat. Egy-egy feldolgozási módot választva, az egyes keményítőtartalmú anyagokat különböző hatásoknak vetettük alá. így pl. az extrudálás technikai módszerénél változó nedvességtartalmú gabonamagvakat különböző hőmérsékletnek, nyomásnak tettük ki ; a behatási időt is változtattuk és figyeltük az így előbontott keményítőtartalom viselkedését alfa-amiláz enzimmel szemben. Azt láttuk, hogy elérhető az anyagnak egy sajátos állapota, melyben különösen alkalmas arra, hogy alfa-amiláz enzimmel történő elkeverés útján aktiválva e találmányban leírt termék előállítását tegye lehetővé. A termikus előbontási módszerek paramétereit (nedvességtartalom, hő, nyomás, idő stb.) ugyanis jól megfigyelhető módon változtathatjuk olyan irányban, hogy a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
