FI63255B - Foerfarande foer separering av vitalt vetegluten och solubiliserad vetestaerkelse fraon vetemjoel - Google Patents

Description

G3Sr^l rBl . KUULUTUSJULKAISU , 70c jHjft (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 6 0255 C Patentti ay3nnett.y 10 05 1933

Patent Eoddelat >v (51) Kv.ik?/Int.ci.3 C 12 P 19/14, C 13 ;L 1/00 SUOMI—FINLAND (») P»t*nttlhak«mut — PttmcaiMdkning 7 T 3192 (22) H»k«mi*ptlv( — Anaeknlnpdag 26.10.77 ^ ^ (23) Alkupiiyt —GHtl|h«t*di| 26.10.77 (41) Tullut luikituksi — BllvK offantlig 02.05.78

Patwtti- Ja raMitarlhalUtui /4« MMMktfi.no. o bailua».

Patent» och ragitterstyralaan ' ' Amok» utii(d oeh utUkrtun pubiieund 31.01.83 (32)(33)(31) Pyy4«tty *tuoik*u*—Begird prioritat 01.11.76 USA (US) 7372½ (71) CPC International, Inc., International Plaza, Englewood Cliffs, New Jersey 07632, USA(US) (72) Raoul Guillaume Philippe Walon, Bryssel, Belgia-Belgien(BE) (7I+) Oy Kolster Ab (5I+) Menetelmä vitaalin vehnägluteenin ja soiubilisoidun vehnätärkkelyksen erottamiseksi vehnäjauhoista - Förfarande för separering av vitalt vetegluten och solubiliserad vetestärkelse frän vetemjöl

Keksinnön kohteena on menetelmä vitaalin vehnägluteenin ja solubilisoidun vehnätärkkelyksen erottamiseksi vehnäjauhoista, minkä jälkeen solubilisoitu tärkkelys mahdollisesti muutetaan sokeriksi.

On tunnettua, että vehnägluteeni menettää "elinvoimaisia" ominaisuuksiaan korkeissa lämpötiloissa ja että sillä on taipumus liueta ollessaan kosketuksessa lämpimän veden kanssa pidemmän ajan. Näistä syistä tavanomaisen entsymaattisen liuotusmenetelmän käytöstä ts. jauhon tärkkelysosan hyytelöimisestä ja liuottamisesta kuumuuden ja liuottavan entsyymin, kuten alfa-amylaasin avulla on seurauksena gluteenin luonteen muuttuminen ja sen liukeneminen.

Jos liuotettu tärkkelys lisäksi muutetaan sokeriksi sokeroimis-entsyymillä tärkkelyshydrolysaatin valmistamiseksi, saatu hydroly-saatti sisältää suuren määrän liuennutta gluteenia, ja tämä tekee 2 63255 lopullisen puhdistamisen (ja erityisesti värin poistamisen) vaikeaksi ja epäkäytännölliseksi.

Tavanomaisissa menetelmissä tärkkelyksen tai tärkkelystä sisältävien aineiden, kuten jauhojen, karkeiden jauhojen, ''ryynien" jne. entsymaattiseksi liuottamiseksi tärkkelys hyytelöidään kuumentamalla sen vesilietettä joko ennen entsyymin lisäämistä, tai jos käytetään lämmönkestävää alfa-amylaasia, entsyymin läsnäollessa. Näissä menetelmissä käytetään korkeita lämpötiloja, ja käytettäessä vitaalia vehnägluteenia sisältävää materiaalia muuttuu gluteenin luonne. On kauan ollut tunnettua, että alfa-amylaasit pystyvät liuottamaan tärkkelystä ei-hyytelöivissä olosuhteissa, mutta tekniikan tason tuntemat menetelmät eivät ole koskaan tulleet kaupalliseen käyttöön. Wallerstein et ai. esittävät US-patenttijulkaisussa 2 583 451 menetelmän puhtaan tärkkelyksen muuttamiseksi dekstroosiksi alfa-amylaasilla ei-hyytelöivissä olosuhteissa; tässä menetelmässä lämpötila ei ylitä 45°C, käsittelyajat ovat 48-72 tuntia, ja saannot ovat hyvin alhaisia; menetelmä ei myöskään sovellu käytettäväksi gluteenia sisältävän tärkkelystuotteen yhteydessä.

Aikaisemmat menetelmät on kehitetty rakeisen tärkkelyksen hydrolysoimiseksi tehokkaasti ilman tavanomaista hyytelöitymis-vaihetta, minkä johdosta jäljelle jäänyt tärkkelys hydrolyysin aikana säilyttää rakeisen muotonsa (esim. US-patenttijulkaisut 3 922 196 , 3 922 197, 3 922 198, 3 922 199 ja 3 922 200). Nämä menetelmät ovat erittäin tehokkaita hydrolysoimaan tärkkelystä ja tärkkelystä sisältäviä aineita, mutta näissä olosuhteissa käytettäessä vehnäjauhoa tapahtuu vitaalin gluteenin liiallista liukenemista ja luonteen muuttumista.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että menetelmään kuuluu seuraavat vaiheet; (1) erotetaan vehnätärkkelys jauhoista, jolloin jää jäljelle runsaasti gluteenia sisältävä fraktio, jossa on ainakin 25 paino-% proteiinia, (2) solubilisoidaan runsaasti gluteenia sisältävässä fraktiossa oleva tärkkelys aiheuttamatta sen gelatinoitumista käsittelemällä runsaasti gluteenia sisältävää fraktiota vesipitoisena suspensiona bakteriaalisella alfa-amylaasilla, joka ei sisällä käytännöllisesti katsoen lainkaan proteaasia, 45-60°C:n lämpötilassa 3 63255 ja pH:ssa 5-7, käytetyn entsyymin määrän ollessa ainakin niin suuri, että se riittää solubilisoimaan kaiken fraktiossa olevan tärkkelyksen, ja mahdollisesti tätä määrää suurempi, ja käsittely-ajan ollessa sellainen, että se riittää solubilisoimaan ainakin 95 % tärkkelyksestä, mutta ei ylitä 6 tuntia, (3) erotetaan vitaali gluteeni solubilisoidusta tärkkelyksestä ja otetaan talteen, (4) jäljelle jääneen solubilisoidun tärkkelysliuoksen sisältäessä vielä aktiivista alfa-amylaasia lisätään mahdollisesti tuoretta tärkkelystä mainittuun liuokseen ja annetaan tärkkelyksen solubilisoitua alfa-amylaasin vaikutuksesta, ja (5) solubilisoitu tärkkelys mahdollisesti muutetaan entsymaattisesti sokeriksi.

Keksinnön menetelmän mukaisesti vitaalin vehnägluteenin ja tärkkelyksen seosta käsitellään vesipitoisessa suspensiossa bakte-riaalisella alfa-amylaasilla olosuhteissa, joissa tärkkelys liukenee hyytelöitymättä. Toisin sanoen, liuotuksen aikana jäämätärkke-lys pidetään rakeisessa, ts. hyytelöitymättömässä muodossa. Tärkkelyksen liuottamisen jälkeen gluteeni, joka vielä on vitaalissa ja luonteeltaan muuttumattomassa muodossa, voidaan helposti ottaa talteen tavanomaisin menetelmin, kuten suodattamalla, dekan-toimalla, linkoamalla tai käyttäen hydrosykloneja. Liuotettu tärk-kelysliuos voidaan sitten väkevöidä ja/tai kuivata, sitä voidaan käsitellä edelleen entsymaattisesti muodostamaan sokeroituja tuotteita, tai, kuten myöhemmin kuvataan, käyttää substraattina lisä-tärkkelyksen hydrolyysiä varten. Spesifiset olosuhteet kuvataan seuraavassa.

Vaikkakin keksintö voidaan toteuttaa millä tahansa tärkkelyksen ja vitaalin vehnägluteenin seoksella, käytännöllisin lähtöaine on vehnäjauho; sen tähden keksintöä kuvataan tämän jälkeen vehnäjauholle sovellettuna. Lähtöaineen, joka saatetaan entsymaat-tiseen liuotukseen, tulisi sisältää vähintään n. 25 % proteiinia (kuivapainosta laskettuna), jolloin proteiinimäärä väliltä 25-80 % on sopiva. Jos lähtöaine sisältää vähemmän kuin 25 % proteiinia, lopun ollessa pääasiallisesti tärkkelystä, tapahtuu proteiinin liiallista liukenemista, mikä johtuu käytetyistä reaktio-olosuhteista, ts. veden suhteesta proteiiniin ja reaktioajasta ja -lämpötilasta. Sen tähden vehnäjauho tulisi ensin jakaa kahdeksi jakeeksi, 4 63255 joista toinen on käytännöllisesti katsoen puhdasta vehnätärkkelys-tä (joka sinänsä on arvokas tuote) ja toinen jae sisältää vähintään 25 % (edullisesti 30-40 %) gluteenia. Keksinnön menetelmää käytetään sitten runsaasti gluteenia sisältävään jakeeseen. Jauhon alkufraktiointi voidaan suorittaa millä tahansa tavalla, jolloin ainoana vaatimuksena on, että gluteeni ei muuta luonnettaan, esim. keskipakodekantoimalla.

Runsaasti gluteenia sisältävän jakeen (kuiva-ainepitoisuus edullisesti 10-35 paino-%) vesipitoiseen suspensioon lisätään bakteriaalista alfa-amylaasia, joka ei sisällä käytännöllisesti katsoen lainkaan proteaasia, ja entsyymin annetaan reagoida tärkkelyksen kanssa lyhyen ajan (ei enempää kuin n. kuusi tuntia) 45-60°C:n lämpötilassa pH:ssa 5-7, joka on optimi entsyymin vaikutukselle tärkkelykseen. Tällä menetelmällä käytännöllisesti katsoen kaikki (tai niin paljon kuin halutaan) tärkkelyksestä liukenee täysin, gluteeni ei muuta luonnettaan ja gluteenin oleellista liukenemista ei tapahdu. Sen tähden voidaan helposti ottaa talteen vielä vitaali gluteeni sekä liuennut tärkkelys, joka sisältää pienen määrän liuennutta proteiinia. Liuotettu tärkkelys voidaan väkevöidä ja/tai kuivata ja käyttää "sellaisenaan" tai muuttaa jollakin tavanomaisella tavalla sokeriksi.

Bakteriaalinen alfa-amylaasi on edullisesti aktiivinen pH-alueella n. 4,0 - n. 7,0, ja sillä on huomattava aktiivisuus suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa, ts. 60°C:ssa ja sen alapuolella. Edullisia tällaisten alfa-amylaasien lähteitä ovat Bacillus mikro-organismin tietyt lajit, nimittäin B. subtilis, B. licheniformis, B. coagulans ja B. amyloliquefaciens. Sopivia alfa-amylaaseja on kuvattu AT-patenttihakemuksessa 4836/70 ja US-patenttijulkaisussa 3 697 378. Erityisen edullisia amylaaseja ovat ne, jotka on johdettu B. licheniformiksesta, kuten on kuvattu mainitussa AT-patenttihakemuksessa. Erityisen edullinen on alfa-amylaasi, joka on johdettu B. licheniformis-kannasta NCIB 8061, NCIB 8059, ATCC 6598, ATCC 6634, ATCC 8480, ATCC 9945A ja ATCC 11945. Ne ovat poikkeuksellisen tehokkaita rakeisen tärkkelyksen solubilisoimiseksi. Eräs tällainen entsyymi tunnetaan kauppanimellä "Thermamyl" (NOVO Enzyme Corporation, Mamaroneck, New York). "Thermamyl"-entsyymillä on seu-raavat ominaisuudet: 63255 a) se on lämmönkestävä; b) se on aktiivinen laajalla pH-alueella; ja c) sen aktiivisuus ja lämmönkestävyys ovat vähemmän riippuvaisia kuin muiden alfa-amylaasien lisätyn kalsium-ionin läsnäolosta.

Kolmen eri Thermamyl-valmisteen tyypilliset analyysit ovat seuraavat:

Thermamyl 60 Thermamyl 120 Thermamyl Kuiva-ainepitoisuus, % 35,4 98,8 94,6

Alfa-amylaasi-aktiivisuus U/g 1156,0 2105,0 9124,0

Proteiinia, % kuiva-aineesta 26,5 21,2 21,2

Tuhkaa, % kuiva-aineesta 60,1 91,2 64,4

Kalsiumia, % kuiva-aineesta 0,04 0,72 4,9

Natriumia, % kuiva-aineesta 12,3 12,2

Muita sopivia alfa-amylaaseja, joita on kaupallisesti saatavissa, ovat seuraavat:

Taulukko I

Entsyymivalmiste Yhtiö Muoto Aktiivisuus

Rhozyme H-39 Rohm & Haas jauhe 4,874 U/g

Takamine HT-1000 Miles jauhe 3,760 U/g

Tenase Miles neste 2,043 U/ml

Dex-Lo MM Wallerstein neste 1,213 U/ml

Novo SP-96 Novo jauhe 7,310 U/g

Novo B, Subtilis Novo neste 1,599 U/ml

Kleistase GM-16 Daiwa Kasai jauhe 26,593 U/g

Kleistase L-I Daiwa Kasai neste 1,918 U/ml

Rapidase SP-25Q Societe "Rapidase" jauhe 11,655 U/g

France

Maxamyl LX6000 Gist-Brocades neste 13,300 U/ml

Alfa-amylaasissa ei saisi olla käytännöllisesti katsoen lainkaan proteaasiaktiivisuutta gluteenin liiallisen liukenemisen välttämiseksi; koska kuitenkin kaikki kaupallisesti saatavat alfa-amylaasivalmisteet sisältävät proteaasiaktiivisuutta, on välttämätöntä ensin käsitellä valmistetta proteaasin poistamiseksi. Tämä voidaan helposti suorittaa Thermamyl-valmisteilla kuumentamalla entsyymivalmisteen vesisuspensiota 70-80°C:ssa 30-45 minuuttia.

Käytetyn alfa-amylaasin määrän tulee olla riittävä liuottamaan ainakin pääasiallisesti kaikki läsnäoleva tärkkelys, ts.

6 63255 vähintään n. 0,1 aktiivisuusyksikköä g:aa kohti tärkkelystä. (Alfa-amylaasi-aktiivisuus, sellaisena kuin sitä tässä käytetään, määritetään menetelmällä, joka on esitetty Leach'in et ai. US-patentti-julkaisussa 3 922 196). On kuitenkin edullista käyttää enemmän kuin vähimmäismäärä alfa-amylaasia kahdesta syystä. Ensinnäkin entsyymin ylimäärä kiihdyttää liuotusprosessia, vähentäen siten aikaa, jonka gluteeni on alttiina liukenemiselle. Toinen ja erittäin tärkeä etu taloudellisuuden kannalta on, että gluteenijakeen erottamisen jälkeen liuennutta tärkkelystä, joka on läsnä laimean, aktiivista alfa-amylaasia sisältävän liuoksen muodossa, voidaan käyttää suoraan väliaineena lisätärkkelyksen liuottamiseksi pelkästään lisäämällä siihen tuoretta raakatärkkelystä ja säätämällä olosuhteita, jos on tarpeen, tuoreen tärkkelyksen optimaalista liuotusta varten. Lisätärkkelyksen liuottamisen jälkeen tuote voidaan muuttaa sokeriksi sopivalla entsyymillä, esim. ekso-1,4-o(-glukosidaasilla dekstroosin tai dekstroo-sia sisältävien hydrolysaattien valmistamiseksi, beta-amylaasilla (entsyymin kanssa tai ilman sitä, esim. alfa-l-6-glukosidaasilla) maltoosisiirappien jne. valmistamiseksi. Jos on tarkoitus käyttää sokeroimisentsyymiä prosessin jossakin vaiheessa, on edullista lisätä se, tai ainakin osa siitä, suoraan aluksi saatuun jauhojakeeseen yhdessä bakteriaalisen alfa-araylaasin kanssa. Sokeriksi muuttava entsyymi yhdessä alfa-amylaasin kanssa vaikuttaa edelleen edistävästi liuotusvaiheeseen.

Liuotusprosessin pH:n määrää käytetyn alfa-amylaasin toiminta-alue ja entsyymin optimi-pH:n käyttö on edullista. Useimpien alfa-amylaasien optimiaktiivisuus on n. pH 6:ssa (optimi Thermamylil-le on pH 5-7, Rapidaselle pH 6 jne.). Sokeriksi muuttavien entsyymien optimiaktiivisuus saavutetaan tavallisesti alemmilla pH-arvoil-la (esim. pH 4,0-4,5 ekso-1,4-O^-glukosidaasille). Jos sokeriksi muuttavaa entsyymiä käytetään yhdessä alfa-amylaasin kanssa liuotuksen aikana, saattaa olla toivottavaa käyttää näiden optimien välillä olevaa pH:ta.

Liuotusajan täytyy olla riittävä, jotta haluttu määrä tärkkelystä liukenisi, mutta sen tulisi olla niin lyhyt kuin mahdollista gluteenin liiallisen liukenemisen välttämiseksi. Tarvittava aika riippuu eri tekijöistä, esim. liuotettavan tärkkelyksen määrästä, käytetyn alfa-amylaasin määrästä ja tyypistä, kuiva-ainepitoisuudesta ja lämpötilasta ja siitä onko sokeriksi muuttavaa 7 63255 entsyymiä läsnä vai ei. Yli kuuden tunnin ajanjaksoja tulisi välttää, koska niistä on seurauksena liian suuren gluteenimäärän liukeneminen, mikä alentaa vitaalin gluteenin saantoa ja aiheuttaa niin paljon värjäytymistä liuenneen tärkkelyksen liuoksessa, että lopullinen puhdistus tulee vaikeaksi ja kalliiksi. Useimmissa olosuhteissa liuottaminen voidaan suorittaa loppuun 1-3 tunnissa ja tämä on edullinen aika.

Edullinen liuotuslämpötila on n. 60°C, mutta se voi olla niinkin alhainen kuin 45°C. Alemmat lämpötilat pidentävät liuotusaikaa, ja paljon yli 60°C:een lämpötila aiheuttaa gluteenin luonteen muuttumista .

Alfa-amylaasia sisältävä suspensio voidaan saattaa liuotus-lämpötilaan jollakin tavallisella tavalla, mutta liian nopea lämpötilan nosto 50°C:sta lopulliseen lämpötilaan saattaa aiheuttaa jonkin verran gluteenin luonteen muuttumista ja sitä tulisi välttää. Lämpötilan nosto 50°C:sta 60°C:seen 10 minuutin aikana on täysin tyydyttävä.

Seuraavien esimerkkien tehtävänä on valaista keksintöä käytännössä. Esimerkeissä Thermamyl 60 alfa-amylaasi-valmisteesta poistettiin proteaasi kuumentamalla nestemäistä kaupallista valmistetta 30-45 minuuttia 80°C:ssa. Tämä käsittely johti proteaasin täydelliseen inaktivoitumiseen menettämättä oleellisesti alfa-amylaasi-aktiivisuutta. Maxamyl LX6000 käsiteltiin liuottamalla ensin nestemäinen kaupallinen entsyymivalmiste matala-D.E.tärkke-lyshydrolysaattiliuokseen (30 %:n kuiva-ainepitoisuus), johon oli lisätty kalsiumia, ja kuumentamalla sitä 30 minuuttia 75°C:ssa.

Tämä käsittely hävitti käytännöllisesti katsoen kaiken proteaasin, ja 90 % alfa-amylaasi-aktiivisuudesta säilyi.

Esimerkeissä ja patenttivaatimuksissa kaikki prosentit ovat painoprosentteja, ellei toisin ole ilmoitettu.

Esimerkki I

Tämä esimerkki kuvaa vehnäjauhon runsaasti gluteenia sisältävän jakeen liuotusta alfa-amylaasilla ja sokeriksi muuttavalla entsyymillä (beta-amylaasilla) ja runsaasti maltoosia sisältävän siirapin lopullista valmistusta vitaalin gluteenituotteen talteenoton lisäksi.

1000 kg pehmeää vehnäjauhoa (jonka kuiva-ainepitoisuus oli 88,6 % ja joka sisälsi 10,2 % proteiinia, 76,5 % tärkkelystä, ],8 % rasvaa ja n. 0,4 % tuhkaa ja n. 0,4 % kuituja) suspendoitiin 8 63255 2000 kg:aan vettä ja suspensio seulottiin karkeiden kuitujen erottamiseksi. Suspensiota sekoitettiin proteiini- ja tärkkelyskompo-nenttien pitämiseksi homogeenisessa tilassa, ts. gluteenin agglome-roitumisen estämiseksi. Suspensio johdettiin sitten Alfa-Laval-keskipakodekantoimislaitteeseen, joka toimi kierrosnopeudella 2000 r/min, ja ylävirtaus (runsaasti proteiinia sisältävä jae) sekä alavirtaus (tärkkelysjae) koottiin. Alavirtaus, joka sisälsi n.

2,5 % proteiinia ja jonkin verran kuituja ja tuhkaa tärkkelyksen lisäksi, puhdistettiin sitten ja väkevöitiin johtamalla se ensin keskipakodekantoimislaitteiden läpi (2000 r/min) ja sitten veden-poistolingon läpi. Suodatuskakku kuivattiin nopeasti n. 13 %:n kosteuspitoisuuteen. Tuote sisälsi 98,7 % vehnätärkkelystä, 0,6 % proteiinia ja 0,1 % tuhkaa.

Ylävirtausjakeen kuiva-ainepitoisuus oli 12 % ja se sisälsi 29,7 % proteiinia (kokonais-Kjeldahl) kuiva-aineesta. pH säädettiin 5,5:een ja lisättiin 0,4 % proteaasitonta bakteeri-alfa-amylaasia (Thermamyl 60) ja 0,06 % beta-amylaasia (Biozyme M firmasta Amano Chemicals) (laskettuna kokonais-kuivapainosta). Lisättiin myös 200 ppm (miljoonasosaa) CaC^ ja lämpötila nostettiin 57°C;seen ja pidettiin siinä kaksi tuntia. Tässä ajassa liukeni 98,3 % tärkkelyksestä.

Tuote syötettiin Sharples-lingon läpi, joka toimi kierros-luvulla 12000 r/min ja koottiin alavirtaus (gluteenijae) ja ylävirtaus (liukoinen tärkkelysjae).

Alavirtauksen kuiva-ainepitoisuus oli 35,6 % ja se sisälsi 68,2 % proteiinia kuiva-aineesta laskettuna. Se suihkukuivattiin 5,3 %:n kosteuspitoisuuteen seuraavissa olosuhteissa:

Syötön pitoisuus: 35,6 %

Syötön lämpötila: 45°C

Tulolämpötila: 161°C

Poistolämpötila: 88°C

Saadun kuivan tuotteen gluteeniosa (68 %) oli säilyttänyt alkuperäisen liukenemattomuutensa.

Ylävirtaus käsitti laimean (7,6 %:n kuiva-ainepitoisuus) liuenneen tärkkelyksen liuoksen, joka sisälsi alfa-amylaasia; alfa-amylaasi oli säilyttänyt 90 % alkuperäisestä aktiivisuudestaaan. Tämä liuos rikastettiin aikaisemmin talteenotetulla ja kuivatulla vehnätärkkelyksellä 30 %:n kuiva-ainepitoisuuteen. pH säädettiin 63255 6,0:aan, lämpötila nostettiin 95°C:seen ja suspensio pidettiin tässä lämpötilassa, kunnes tärkkelys oli liuennut.

Lämpötila laskettiin sitten 58°C:seen, pH säädettiin 5,0:aan ja lisättiin beta-amylaasia 0,05 paino-%:n määrä (laskettuna kuiva-aineesta) . Tärkkelystä muutettiin sokeriksi näissä olosuhteissa 12 tunnin ajan, minkä jälkeen tuote puhdistettiin (a) 0,5 %:lla hiiltä, (b) vahvalla kationinvaihtohartsilla, (c) sulfonoidulla hiilellä ("Dusarit", valm. Imacti) ja (d) heikolla anioninvaihtohartsilla. Tuote väkevöitiin ja syötettiin 0,5 %:lle puhdasta hiiltä. Kirkkaan, vedenvalkoisen tuotteen D.E. oli 43,7, dekstroosi-sisältö 3 %, maltoosi-sisältö 55 % ja tri- ja korkeampien sakkaridien pitoisuus oli 42 %.

Esimerkki II

Valmistettiin pehmeän vehnäjauhon vesipitoinen suspensio, kuten esimerkissä I, ja se johdettiin Alfa-Laval keskipakodekan-toimislaitteeseen. Keskipakodekantoimislaitetta käytettiin niin, että saatiin ylävirtaus, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 12,8 % ja joka sisälsi 32,6 % proteiinia kuiva-aineesta laskettuna.

Alavirtaus (tärkkelysjae) koottiin ja käsiteltiin, kuten esimerkissä I.

Ylävirtaus koottiin ja jaettiin kolmeen osaan, jotka merkittiin A:lla, B:llä ja C:llä ja joita käsiteltiin seuraavasti.

A. Malto-dekstriinin valmistus - alfa-amylaasin käyttö yksinään liuotusta varten Lämpötila saatettiin 60°C:seen, pH säädettiin 6,0:aan ja lisättiin Thermamyl 60 alfa-amylaasia (proteaasitonta) 0,3 paino-%:n määrä, laskettuna kuivasta kokonaispainosta. Kahden tunnin reaktio-ajan kuluttua 97,6 % tärkkelyksestä oli liuennut.

Tuote lingottiin Sharples-lingossa (12000 r/min) ja alavirtaus, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 36,7 % ja joka sisälsi 72 % vitaalia gluteenia (kuiva-aineesta) sumutuskuivattiin, kuten esimerkissä I.

Ylävirtaus, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 7,6 % ja joka vielä sisälsi 90 % aktiivista alfa-amylaasia, rikastettiin tuoreella tärkkelyksellä 30 %:n kuiva-ainepitoisuuteen. pH säädettiin 6,0:aan ja lämpötila säädettiin 94°C:seen. Kahden tunnin reaktioajan kuluttua lämpötila nostettiin 125°C:seen entsyymin inaktivoimiseksi, minkä jälkeen tuote, joka oli tärkkelyksestä vapaa liukoinen malto- 10 63255 dekstriini, jonka D.E. oli 18,6, puhdistettiin ja sumutuskuivat-tiin tavanomaisin menetelmin.

B. Dekstroosin valmistus - alfa-amylaasin ja ekso-l,4-o(-glukosidaasln käyttö liuotusta varten pH säädettiin 5,5:een ja lisättiin Thermamyl 60-entsyymejä (0,25 %) ja glukoamylaasi-entsyymejä (0,06 %) (prosentteja koko-naiskuivapainosta). Thermamyl 60-valmisteesta proteaasi oli poistettu sivulla 7 neljännessä kappaleessa kuvatulla menetelmällä. Lämpötila saatettiin 60°C:seen ja pidettiin siinä 90 minuuttia.

Tuote lingottiin kuten A:ssa, minkä jälkeen alavirtaus lingottiin toiseen kertaan liukoisen ylimääräisen tärkkelyksen poistamiseksi ja jakeen saamiseksi, jossa on enemmän vitaalia gluteenia. Alavirtaus toisesta linkoamisesta, joka virtaus sisälsi 78 % vitaalia gluteenia, sumutuskuivattiin, kuten esimerkissä I.

Ylävirtaukset kummastakin linkoamisesta yhdistettiin, alfa-amylaasi-aktiivisuus tässä jakeessa oli 90 % alkuperäisestä, mutta hyvin vähän ekso-1,4-<X-glukosidaasi-aktiivisuutta oli jäljellä. Tuoretta tärkkelystä lisättiin kuiva-ainepitoisuuteen 28,6 %, pH säädettiin 6,Osaan ja lämpötila nostettiin 95°C:seen ja pidettiin siinä, kunnes tärkkelys oli täysin liuennut.

Lämpötila laskettiin 55°C:seen, pH säädettiin 4,2seen ja lisättiin 0,04 % ekso-1,4-ot-glukosidaasia. 33 tunnin sokeriksi muuttamisajan jälkeen tuotteen D.E. oli 97,6 ja se sisälsi 94,8 % dekstroosia. Se puhdistettiin, kiteytettiin ja kuivattiin tavanomaisella tavalla 99,6 %siseksi dekstroosituotteeksi.

C. Dekstroosin valmistus - alfa-amylaasin käyttö yksinään liuotusta varten Tätä osaa käsiteltiin alfa-amylaasilla, kuten osaa A, käsittäen linkoamisen ja 72 % vitaalia gluteenia sisältävän alavirtauksen käsittelyn.

Ylävirtaukseen (jossa oli vielä 90 % alfa-amylaasista) lisättiin tuoretta tärkkelystä 28,6 %:n kuiva-ainepitoisuuteen ja lämpötila nostettiin 95°C:seen ja pidettiin siinä, kunnes tärkkelys oli liuennut. Se jäähdytettiin 55°C:seen ja pH säädettiin 4,8:aan, lisättiin glukoamylaasia 0,7 %:n määrä ja tuote muutettiin dekstroo-siksi, kuten kohdassa B, jolloin saatiin samanlainen tuote kuin kohdassa B.

63255 11

Esimerkki III

Tässä esimerkissä suoritettiin kolme erillistä koetta, jotka merkittiin A:lla, B:llä ja C:llä. Jokaisessa kokeessa suspendoitiin vehnäjauhoa, joka sisälsi 11 % proteiinia, veteen ja fraktioitiin, kuten edellisissä esimerkeissä Alfa-Laval-keskipakodekantoimis-laitteilla, jolloin saatiin (1) alavirtausjae (tärkkelysjae), joka otettiin talteen kuten edellisissä esimerkeissä ja (2) ylävirtaus-jae (runsaasti proteiinia sisältävä jae), jolla oli seuraava koostumus :

Kokonaispaino 1777,5 kg

Kuiva-ainepitoisuus % 16

Paino, kuiva-ainetta 284,4 kg

Proteiinia, % kuivapainosta 33,65

Proteiinin paino 95,7 kg

Jokaista runsaasti proteiinia sisältävää jaetta käsiteltiin bakteriaalisella alfa-amylaasilla pH 6:ssa ja 60°C:ssa neljä tuntia, jolloin erot eri kokeiden välillä olivat käytetyssä entsyymin valmistuksessa seuraavat. A: Maxamyl LX6000, johdettu Bacillus subtiliksesta, josta proteaasi oli poistettu sivulla 7 neljännessä kappaleessa kuvatulla tavalla, lisättiin 0,25 %:n määrä, laskettuna kokonaiskuivapainosta. B: Thermamyl 60 (proteaasitonta) lisättiin 0,5 %:n määrä. C: Thermamyl 60, josta proteaasia ei ole poistettu, lisättiin 0,5 %:n määrä.

Käsittelyn jälkeen jokainen tuote erotettiin Toniattin keskipakomenetelmällä kierrosluvulla 25000 r/min. Vastaavalla ala-virtaus jakeella (vitaali gluteeni) ja ylävirtausjakeella (liukoinen tärkkelys) oli taulukossa II esitetyt koostumukset.

12 63255

Taulukko II

A B C

Alavirtaus (vitaali gluteenijae):

Kokonaispaino 578,3 kg 561,5 kg 467,3 kg

Kuiva-ainepitoisuus, % 26,8 % 23,4 % 27,6 %

Kuiva-ainepaino 155 kg 131 kg 129 kg

Proteiinia, % kuiva-aineesta 55 % 65 % 53,7 %

Proteiinin paino 85,25 kg 85,15 kg 62,97 kg

Ylävirtaus (liukoinen tärkkelysjae):

Kokonaispaino 1431,7 kg 1448,5 kg 1542,7 kg % kuiva-ainetta 8,9% 10,5% 10,1%

Kuiva-aineen paino 129,4 kg 152,1 kg 155,8 kg

Proteiinia, % 8,1 % 6,8 % 16,9 %

Proteiinin paino 10,3 kg 10,3 kg 26,3 kg

Edellä esitetyistä arvoista ilmenee, että alfa-amylaasi, joka ei sisällä käytännöllisesti katsoen lainkaan proteaasia, vähentää edullisesti gluteenin liukenemista.

Claims (11)

13 63255

1. Menetelmä vitaalin vehnägluteenin ja solubilisoidun vehnätärkkelyksen erottamiseksi vehnäjauhoista, minkä jälkeen solubilisoitu tärkkelys mahdollisesti muutetaan sokeriksi, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu seuraavat vaiheet: (1) erotetaan vehnätärkkelys jauhoista, jolloin jää jäljelle runsaasti gluteenia sisältävä fraktio, jossa on ainakin 25 paino-% proteiinia, (2) solubilisoidaan runsaasti gluteenia sisältävässä fraktiossa oleva tärkkelys aiheuttamatta sen gelatinoitumista käsittelemällä runsaasti gluteenia sisältävää fraktiota vesipitoisena suspensiona bakteriaalisella alfa-amylaasilla, joka ei sisällä käytännöllisesti katsoen lainkaan proteaasia, 45-60°C:n lämpötilassa ja pH:ssa 5-7, käytetyn entsyymin määrän ollessa ainakin niin suuri, että se riittää solubilisoimaan kaiken fraktiossa olevan tärkkelyksen, ja mahdollisesti tätä määrää suurempi, ja käsittelyä jän ollessa sellainen, että se riittää solubilisoimaan ainakin 95 % tärkkelyksestä, mutta ei ylitä 6 tuntia, (3) erotetaan vitaali gluteeni solubilisoidusta tärkkelyksestä ja otetaan talteen, (4) jäljelle jääneen solubilisoidun tärkkelysliuoksen sisältäessä vielä aktiivista alfa-amylaasia lisätään mahdollisesti tuoretta tärkkelystä mainittuun liuokseen ja annetaan tärkkelyksen solubilisoitua alfa-amylaasin vaikutuksesta, ja (5) solubilisoitu tärkkelys mahdollisesti muutetaan entsymaattisesti sokeriksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että runsaasti gluteenia sisältävä fraktio sisältää 25-80 % proteiinia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että runsaasti gluteenia sisältävä fraktio sisältää n. 30 - n. 40 % proteiinia.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että runsaasti gluteenia sisältävä fraktio on saatu keskipakodekantoimalla vehnäjauhon vesiliete ja siten jaettu jauho runsaasti gluteenia sisältäväksi jakeeksi ja toiseksi jakeeksi, joka sisältää käytännöllisesti katsoen proteiinitonta vehnätärkke-lystä. 14 63255

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bakteriaalinen alfa-amylaasi on saatu Bacillus-mikro-organismista.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alfa-amylaasi on saatu mikro-organismista Bacillus licheniformis tai Bacillus subtilis.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bakteriaalista alfa-amylaasia lisätään ylimäärä vähimmäismäärään nähden, joka tarvitaan solubilisoimaan kaikki läsnäoleva tärkkelys, ja että liuotusaika ei ylitä kolmea tuntia.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että runsaasti gluteenia sisältävää fraktiota käsitellään (A) lisäämällä tämän vesilietteeseen käytännöllisesti katsoen proteaasitonta bakteriaalista alfa-amylaasia riittävä määrä liuottamaan ei ainoastaan tässä jakeessa oleva tärkkelys, vaan myös ainakin oleellinen osa vehnätärkkelyksestä, joka on alussa erotettu vehnäjauhosta, ja saattamalla mainittu runsaasti gluteenia sisältävä fraktio alttiiksi entsyymin vaikutukselle lämpötilassa 45-60°C ja pH:ssa 5-7 ajaksi, joka ei ylitä n. 3 tuntia, minkä jälkeen (B) erotetaan ja otetaan talteen vitaali gluteeni syntyneestä solubilisoidun tärkkelyksen liuoksesta; (C) lisätään ainakin olennainen osa vehnätärkkelyksestä, joka on erotettu alussa vehnäjauhosta, solubilisoidun tärkkelyksen liuokseen, joka sisältää aktiivista bakteriaalista alfa-amylaasia; (D) solubilisoidaan saatu seos solubilisoidun tärkkelyksen liuoksen sisältämien aktiivisten entsyymien avulla, ja (E) mahdollisesti muutetaan vaiheesta (D) saatu solubili-soitu tärkkelys entsymaattisesti sokeriksi.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsymaattinen sokeriksi muuttaminen suoritetaan ekso-1,4-o(-glukosidaasin avulla.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsymaattinen sokeriksi muuttaminen suoritetaan maltogeenisen entsyymin avulla.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (A) sokeriksi muuttavaa entsyymiä lisätään vesilietteeseen bakteriaalisen alfa-amylaasin lisäksi. 15 Patentkrav 63255