199562. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás glükóz izomerizálására
HU 199562 B ti módszerekkel előállított) keményítőhidrolizáíurnokat használnak, s ezek mindig tartalmaznak a keményítő tökéletlen hidrolíziséből és a glükóz reverziójából származó nem-giükóz és nem-fruktóz szacharidok.at (a továbbiakban: poliszacharidok). Ezek a keményítő hidrolíziséből származó szacharidoknak általában 3—8 tömeg%-át teszik ki (a szárazanyagtartalomra számítva). Ezért az izomerizálási hőmérséklet meghatározásakor figyelembe kell venni a glükózoldat poliszacharidtartalmát, valamint egyéb olyan tényezőket, mint például a szárazanyagtartalomra számított elérendő fruktóztartalom, pszikóz és egyéb nem-glükóz, nem-fruktóz képződése a glükózoldat es az izomeráz tényleges érintkezési ideje alatt. Az izomerizációs hőmérséklet számításához az alábbi összefüggéseket használjuk: 755 T=--------------------273 (5) 2,3005-Ink 9 10000(M+C) F=--------------------(7) Q ( 100—P) T= izomerizációs hőmérséklet (°C) F= egyensúlyi fruktóztartalom (t%, a glükóz és fruktóz együtes súlyára vonatokztatva) T hőmérsékleten M= az izomerizált termékben elérendő fruktóz t%, szárazanyagtartalomra vonatkoztatva C = a tényleges izomerizációs érintkezési idő alatt képződő pszikóz és egyéb bomlástermékek mennyisége, t% Q=az izomerizációs reakcióban elérendő egyensúlayi % P = a glükózoldat poliszacharid-tartalma, t%. Általában 1 t%, előnyösen 0,5 t% pszikóz és egyéb bomlástermék keletkezik. Az adott poliszacharid-tartalmú glükóz-oldatokból kiindulva az alábbi hőmérsékleteket kell alkalmazni ahhoz, hogy szárazanyagra számítva 55,5 t% fruktóztartalmú szirupot kapjunk: A glükóz-oldat poli- Izomerizálási hőszacharidtartalma mérséklet (°C) (t%, szárazanyagra) 0 95,7 l 99,1 o 104,3 3 108,9 4 113,8 6 124,3 8 136,1 A kereskedelmileg elfogadott termékek átr lagosan 55,5 t% fruktózt tartalmaznak szárazanyagra számítva. Ennek az az oka, hogy a nagy fruktóztartalmú kukoricaszirupok (HCFS) azonos szárazanyagtartalom mellett ilyen fruktóztartalom esetén adnak a szacharózzal azonos édességet. Továbbá az 55,5 t% fruktóztartalmú HCFS jól bevált kereskedelmi cikk, melyet sokféle élelmiszeripari termékben, különösen szénsavas üdítőitalokban használnak a szacharóz teljes vagy részleges helyettesítésére. Az ilyen típusú HCFS felhasználását az Egyesült Államokban 1982-ben 2,9 milliárd fontra becsülték, és ez az érték 1983-ra várhatóan 4,0 milliárd fontra növekszik. A HCFS szállításának, tárolásának, mérésének és élelmiszertermékekbe történő bekeverésének bonyolultsága miatt általános követelmény, hogy a különböző gyártók HCFS termékei egységesek legyenek, hogy a különböző forrásokból eredő HCFS termékeket egymással felcserélhetően és egyidejűleg lehessen alkalmazni. Ezért a szárazanyagra számított 55—56 t%-os fruktóztartalom, mint elérendő végkoncentráció, speciális jelentőséget nyert a HCFS-gyártás technológiájában. A találmány szerinti eljárás legalább 53 t%-os, előnyösen 54 t%-os, a legelőnyösebben pedig 55 t%-os fruktóztartalmat biztosít. Kívánt esetben a találmány szerinti eljáráshoz olyan oldat helyett, mely kizárólag glükózt tartalmaz, szubsztrátként olyan oldatot is használhatunk, melyben a glükóztartalom egy része már fruktózzá izomerizálódott. Például a találmány szerinti eljáráshoz használhatunk olan izomerizált glükózoldatot, mely legfeljebb 50 t% fruktózt is tartalmaz, hogy a fruktóz koncentrációját az előnyösebb, 50 t% feletti, vagy a még előnyösebb, 55—56 t%-os vagy még magasabb értékre növeljük. A szérihidráttartaiomra számított 50 tömeg%-nál kevesebb fruktózt tartalmazó glükózoldatokat a szakmában ismeretes módszerekkel állíthatunk elő. A glükóztartalomra, a pH-ra és az érintkezési időre a fentiekben megadott követelmények figyelembe vételével az ismert glükóz-izomerizálási eljárások adaptálhatók 90— 125°C közötti, előnyösen 100 és 110°C közötti hőmérsékletre, a találmány szerinti eljárásnak megfelelő, nagy glükóz-fruktóztartalmú szirupok előállítása céljából. A glükóz-izomeráz hőstabilitását jelentősen megnöveljük egy vagy több kémiai kezeléssel, melynek során az enzim aktivitásának nagyrészét megőrzi, amint azt a későbbiekben tárgyalni fogjuk. Az így kezelt enzimet ezen leírásban „kémiailag stabilizált izomeráz“-nak nevezzük. Az izomeráz kémiai stabilizálását különböző módszerekkel végezzük, melyek az enzim hőstabilitását is megnövelhetik. Az alapvető megközelítés az, hogy olyan szerkeze-10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
