DE2730806A1 - Verfahren und vorrichtung zur hydrolyse einer staerkedispersion in einem waessrigen medium - Google Patents

Description

A'WjAi, γ. f. %τ-

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INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE (X.N.R.A.), Paris, Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Hydrolyse einer Stärkedispersion in einem wäßrigen Medium

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ORIGINAL IMSPECTED

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein automatisches System zum gewichtsmäßigen Dosieren von Stärke und/oder ähnlichen Massen in verschiedenen einfachen oder komplexen Substraten.

Stärke wird zu sehr verschiedenen Zwecken in zahlreichen Substraten dosiert. Als erstes bilden die stärkehaltigen Substanzen eine der Hauptenergiequellen für die tierische und menschliche Ernährung. Hieraus ergibt sich das Interesse an einer Dosierung der Stärke für die Nahrungsmittelforschung. Als zweites haben die Industrien, die Stärke und stärkehaltige Produkte verwenden oder umwandeln, einen ständigen Bedarf an Verfahren zur quantitativen Analyse dieser Substanzen. Als drittes hängt der ' Handelswert gewisser Produkte (z.B. Kleie oder Schrot) unmittelbar von ihrem gewichtsmäßigen Gehalt an Stärke ab. Hieraus ergibt sich das Interesse an einem Verfahren zur Bestimmung von Stärke.

In der ganzen Beschreibung ist unter Stärke folgendes zu verstehen: entweder jedes feste und in kaltem Wasser unlösliche

Kolloid gemäß der chemischen Formel (0,H₁-O₁-) oder IC, (H-O)₁-I ,

6 IO on LbZ 5Jn

das chemisch identisch ist jeglichem Polymerisat der Glukose mit den Bindungen Ot1 —^ 4 und/oder den Bindungen ocl—?6 und/oder den Bindungen <*1 _+3, und zwar unabhängig von dessen tierischen oder pflanzlichen Ursprungs und unabhängig von seiner üblichen Bezeichnung als beispielsweise Glykogen, Stärkemehl oder tapioka, oder jegliches ähnliche Produkt, das sich unmittelbar von der oben definierten Stärke ableitet, z.B. Dektrine oder Oligoholoside. Die oben definierte Stärke kann im wesentlichen rein vorliegen (Weizen-, Mais-, Maniok-, Kartoffelstärke usw.) oder Bestandteil komplexerer Medien sein (z.B. Getreide, Gemüse, Ölkuchen, zusammengesetzte Nahrungsmittel usw.).

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Es wurde bereits ein von Hand durchgeführtes schnelles Dosierverfahren vorgeschlagen, das für Stärke in verschiedenen stärkehaltigen Substraten spezifisch ist und die folgenden Arbeitsschritte aufweist:

1) Wenn die behandelte Probe des analysierten Substrats nicht schon teilchenförmig vorliegt, wird eine Zerteilung in Teilchen der zu dosierenden Substanz und insbesondere ein Zermahlen dieser Substanz vorgenommen. Im allgemeinen müssen die hergestellten Teilchen einen Teilchendurchmesser von 1 mm oder weniger als 0,5 nun haben.

2) Eine teilchenförmige Probe (z.B. 0,5 g) oder Probenentnahme mit der oben angegebenen Korngröße, d.h. mit einem Durchmesser unter 1 oder 0,5 mm, wird in einem geeigneten wäßrigen Medium (z.B. 25 ml permutiertes Wasser) suspendiert, wobei in dieses Medium die in den Teilchen der Probe in Form von Körnern enthaltene Stärke dispergiert wird. Diese beiden Vorgänge werden im allgemeinen auf hydrothermischem Weg durchgeführt. Dies erfolgt genauer gesagt durch Eindicken, d.h. durch ein etwa 3 Minuten langes Sieden der Mischung wäßriges Medium - teilchenförmige Probe, gefolgt von einer etwa eine Stunde langen autoklaven Behandlung dieser Mischung bei 140°C und 2,5 kg/cm Auf diese Weise wird eine Stärkedispersion im genannten wäßrigen Medium erhalten.

3) Es wird auf enzymatischem Weg die gesamte Stärkedispersion oder ein ohne Rest aufgehender Teil hiervon hydrolyisiert mittels einer enzymatischen hydrolysierenden Zubereitung (Hydrolo.se) mit wenigstens Glukoamylase (aus Stämmen von Rhizopus domelar oder Aspergillus niger) zur quantitativen Umwandlung der disperqierten Stärke in im wäßrigen Dispergiermittel gelöste D-Glukose. Hierzu enthält das wäßrige Medium eine Pufferlösung (z.B. essigsaure- oder 2M Natriumacetatpuffer), um den p_H~Wert der Hydrolyse auf 4 bis 5 zu bringen, und enthält ein bakterizides Mittel (z.B. Natrium- und Quecksilberäthylthiosalicylat,das auch noch Natriummerthiolat genannt wird), das die Entwicklung jeglichen

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Mikroorganismus vermeiden kann. Die Hydrolyse wird mit ständigem Umrühren bei einer Temperatur in der Nähe von 50 bis 6O⁰C während etwa 5 Stunden ausgeführt. Die gewichtsmäßige Konzentration der Hydrolase bezüglich der analysierten Substratprobe variiert entsprechend dem Ursprung und Reinheitsgrad des Hydrolyseenzyms. Sie variiert im allgemeinen zwischen 10 und 20%, was einem Mittel von etwa 15O U.l. an Glukoamylase bei 0,5 g Stärke entspricht. Auf diese Weise wird ein Hydrolysat erhalten.

4) Ks wird ausgehend vom Hydrolysat eine glukosehaltige Lösung bereitet, die einen gegebenen Teil der Glukose, gegebenenfalls die gesamte Glukose, enthält, die sich aus der Hydrolyse der Stärke ergibt. Hierzu wird das Hydrolysat mit einem gefalteten Filterpapier filtriert und wird der am Filter gesammelte feste und unlösliche Rest mengenmäßig gewässert, wobei das erhaltene Filtrat die gesuchte glukosehaltige Lösung darstellt.

5) Danach erfolgt eine gewichtsmäßige Dosierung der in der glukosehaltigen Lösung enthaltenen Glukose, woraus der Gewichtsgehalt an Stärke des analysierten Substrats abgeleitet wird. Hierzu wird auf enzymatischem und kolorimetrischem Weg dadurch vorgegangen, daß erstens die Glukose als Glukonsäure in wäßriger und/oder alkoholischer Phase oxydiert wird unter Freigabe von sauerstoffangereichertem Wasser, zweitens durch Einwirkenlassen des auf diese Weise freigegebenen sauerstoffangereicherten Wassers auf ein Wasserstoff abgebendes chromogenes Mittel, nämlich das Orthodianisidin, bei Erzeugung eines Farbstoffs durch die katalytische Wirkung eines weiteren Enzyms, nämlich der Peroxydase, und drittens durch Blockieren der beiden oben angegebenen Reaktionen entweder mit Salzsäure, in welchem Fall eine gelbe Färbung erhalten wird, oder mit Schwefelsäure, in welchem Fall eine rosa Färbung erhalten wird. Die optische Dichte der auf diese Weise erhaltenen Färbung, die proportional der Menge an Glukose ist, wird dann gemessen. Hieraus wird der gewichtsmäßige Gehalt an Stärke des analysierten Substrats abgeleitet. Die Wirkung dor genannten Enzyme wird durch einen

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ρ -Wert in der Größenordnung von 7,2 begünstigt, entsprechend dem Einführen eines Puffers auf der Basis von Trihydroxymethylaminomethan, der auch noch unter der Bezeichnung Tris-Puffer bekannt ist, in das Reaktionsmittel. Die beiden oben definierten Reaktionen benötigen zu ihrer Entwicklung eine Zeit von etwa 45 Minuten, eine Temperatur von etwa 2O°c und vollständige Dunkelheit.

Wenn ein komplexes Substrat zusätzlich zur Stärke Glukose und/ oder Oligoholoside und/oder Dextrine und/oder Kohlehydrate enthält, die unter der Wirkung der Glukoamylase Glukose freigeben können, ermöglicht das oben angegebene Dosierverfahren nicht die oben angegebene Unterscheidung und gesonderte Dosierung dieser verschiedenen Massen. Wenn ein gesondertes Analysieren dieser Massen gewünscht wird, muß auf irgendeinen der folgenden vorausgehenden zusätzlichen Vorgänge zurückgegriffen werden:

a) Wenn die alleinige Dosierung der Stärke gewünscht wird, muß vor der oben beschriebenen Dispersion (1) in wäßrigem Mittel eine wäßrige und/oder alkoholische (Alkohol bis zu 40%) Extraktion vorgenommen werden zur Beseitigung von Dextrinen und/oder Kohlenwasserstoffen und/oder Oligoholosiden. Danach erfolgt die Dosierung der Stärke am Rest;

b) wenn eine Dosierung der gesamten Stärke und der gesamten Dextrine gewünscht wird, muß vor der oben beschriebenen Dispersion (1) in wäßrigem Mittel eine alkoholische (Alkohol bis zu 80%) Extraktion vorgenommen werden zur Beseitigung der Glukose und anderen Oligoholosiden.

Für weitere Einzelheiten bezüglich des oben definierten Verfahrens und dessen verschiedenen Varianten wird auf die folgenden Veröffentlichungen hingewiesen:

1) "Dossage de l'amidon dans les milieux complexes" von P. Thivend, C. Mercier, A. Guilbot, Seiten 513-526, Band 5 (4) in "Annales de Biologie animale, Biochemie, Bio-

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physique", 1965,

2) "Determination of starch with glucoamylase" von

P. Thivend, C. Mercier, A. Guilhot, Seiten 100 bis 105 Band VI in "Methods in Carbohydrate Chemistry", R.L. Whistler, Academic Press (New-York und London).

3) "Anwendung der Gluco-amylase zur Stärkebestimmung" von P. Thivend, C. Mercier, A. Guilbot, Seiten 278-283 im Heft 2, 17. Jahrgang, 1965, in "Die Stärke" Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft m.b.H., Stuttgart.

4) "Zur enzymatisehen Stärkebestimmung in diätetischen Lebensmitteln", von H. Ruttloff, M. Rothe, R. Freise, F. Schierbaum, Seiten 201-212, Band 130/4 in "Zeitschrift für Lebensmittel, Untersuchen und Forschung", 1966.

5) E.Y.C. Leo ot W.J. Whelan, in "Archives of Biochemistry and Biophysics", Band 116, Seite 162, 1966.

6) M.L. SaIo und M. Salmi, "Determination of starch by the amyloglucosidase method", in "Journal of the Scientific Agricultural Society of Finland", Seiten 38-45, Band 40, 1966.

7) J.C. Macrae, D.C. Armstrong, "Enzymic method for determination of ot-linkage glucose polymers in biological materials", in 19 "Journal of Science and Food Agriculture", Seiten 578-581, Band 19, 1968.

8) L.F. Ebeli, 8 in "Phytochemistry", Seite 25, Band 8, 1969.

9) F. Meuser und W. Kempf, "Analytische Probleme und Anwendungsmöglichkeiten der enzymatischen Stärkebestimmung", in "Die Stärke", Band 22/12, Seiten 417-423, 1970.

10) R.A. Libby, "Direct starch analysis using DMSO solubilization and glucoaroylase" in "Cereal Chemistry", Seiten 473-481, Band 47, 1970.

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11) R.F.H. Dekker und G.N. Richards "Determination of starch in plant material", in "Journal of Science and Food Agriculture", Seiten 441-444, Band 22, 1971.

Alle oben angegebenen Veröffentlichungen sind integrierender Bestandteil der vorliegenden Beschreibung.

Wenn das oben beschriebene Analyseverfahren eine große Vereinfachung der Dosierung von Stärke ermöglicht, so dauert es trotzdem verhältnismäßig lang und ermöglicht insbesondere keine Dosierung von mehr als zwölf Proben je Tag unter den üblichen und tatsächlichen Bedingungen eines Analyselaboratoriums. Dies ergibt sich im wesentlichen dadurch, daß die Dispersion der Stärke einer teilchenförmigen Probe in einem wäßrigen Medium durch Eindicken und Autoklavenbehandlung, die enzymatische Hydrolyse und die Bereitung der zum Titrieren erforderlichen glukusehaltigen Lösung durch Filtrieren im wesentlichen noch von Hand erfolgen, d.h. zu ihrer Ausführung jeweils einen oder mehrere menschliche Eingriffe benötigen. Unter diesen Bedingungen erweist sich die Automatisierung des oben angegebenen Dosierungsverfahrens als unmöglich, obwohl immer mehr ein Bedarf an Verfahren besteht, die die automatische Ausführung einer großen Anzahl von hintereinander erfolgenden Dosierungen von Stärke ermöglichen.

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung des oben herausgestellten Nachteils. Ziel der Erfindung ist insbesondere die vollständige oder teilweise Abänderung der verschiedenen in der Beschreibungseinleitung angegebenen Arbeitsschritte (1) bis (4), um das gewählte Dosierverfahren mit einer wenigstens teilweisen, wenn nicht vollständigen Automatisierung in Einklang zu bringen, ohne das Wesen des angewendeten Verfahrens zu verschlechtern, d.h. ohne die Grundprinzipien zu verändern.

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Zu diesem Zweck und in der Reihenfolge der Vtfichtigkeit besteht zuerst ein Interesse am Arbeitsschritt (3) der enzymatischen hydrolyse (vgl. die Beschreibungseinleitung), der den bedeutendsten Schritt des vorliegenden Dosierverfahrens darstellt, da von seiner Wirksamkeit, d.h. vom Umformungsgrad der Stärke zu Glukose, die Genauigkeit des gewählten Dosierverfahrens abhängt.

Um der Automatisierung dieses Arbeitsschritts den Weg zu ebnen, muß die unterbrochen arbeitende Art der enzymatischen Hydrolyse des oben beschriebenen von Hand erfolgenden Verfahrens durch eine kontinuierliche Art der hydrolyse ersetzt werden, genauer gesagt durch eine geeignete rohrförmige Strömung der Mischung im Verlauf der Hydrolyse, deren eines Lnde der zu hydrolysierenden Mischung der Stärkedispersion una der

Hydrolase entspricht und deren anderes Ende der genannten hydroIysierten Mischung entspricht. Dann aber sieht sich der Faclimann unmittelbar den folgenden Schwierigkeiten gegenüber:

(1) Die zu hydrolysierende Mischung enthält insbesondere ein wäßriges Medium, in diesen- dispergierte Stärke und das enzymatische Präparat. Es handelt sich daher im wesentlichen um eine Suspension von ungleichartigen Teilchen eines im wäßrigen Medium unlöslichen Feststoffs. Unter diesen Bedingungen ermöglicht die gesamte Strömung der zu hydrolysierenden Mischung das Auftreten einer Ungleichartigkeit mit dem Verhalten der festen Phase, und zwar verglichen mit derjenigen der flüssigen Phase insbesondere bei Zirkulationsgeschwindigkeiten, die jeweils von denjenigen dieser beiden Phasen abweichen. Daraus kann sich dann eine unvollständige Hydrolyse der Stärke ergeben durch lokale oder gesamte Abänderung des gewichtsmäßigen Verhältnisses Enzym/Substrat für eine gegebene Hydrolysezeit, entsprechend einer gegebenen Durchlaufzeit in einem Hydrolysebehälter;

2) die Hydrolyse muß daher unter Umrühren erfolgen zum

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Homogenisieren der Strömung in; Verlauf der Hydrolyse. Da der Querschnitt der gesamten Strömung der zu hydrolysierenden Mischung in Anbetracht des stets begrenzten Volumens der Probenentnahme verhältnismäßig gering bleibt, ist es praktisch unmöglich, ein wirksames Umrühren in einem Strom mit geringem Querschnitt zu erzeugen;

3) die in der kontinuierlichen Strömung während der Hydrolyse suspendierten Teilchen können in jedem Augenblick die oder alle Zirkulationsrohrleitungen der hydrolysierten Mischung verstopfen;

4) von vornherein ermöglicht kein allgemeines oder spezielles Beurteilungselement dem Fachmann die Schlußfolgerung, daß eine als rohrförmige Strömung ausgeführte kontinuierliche enzymatische Hydrolyse von Stärke vollständig sein kann.

In Abhängigkeit von diesen vier Einschränkungen erscheint von vornherein keine Lösung zufriedenstellend zur kontinuierlichen und als rohrförmige Strömung erfolgenden in Frage kommenden enzymatischen Hydrolyse.

Nun wurde aber gemäß der vorliegenden Erfindung dank dem oben angegebenen Versuchsprotokoll und den auf diese Weise erhaltenen Versuchsergebnissen ganz richtig gefunden, daß es möglich ist, den enzymatischen Hydrolysevorgang der Stärkedispersion unter folgenden Bedingungen kontinuierlich auszuführen:

1) Bildung einer unterteilten Strömung der Mischung der Stärkedispersion und der Hydrolase, d.h. einer Strömung mit wenigstens einem zusammengesetzten Fluidstrom mit wenigstens einem Abschnitt der genannten Mischung, der beiderseits durch jeweils zwei gasförmige Puffer begrenzt ist,

2) durch Zirkulierenlassen der auf diese Weise gebildeten unterteilten Strömung in einem Hydrolysebehälter während einer

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ausreichenden Zeit zur Umwandlung der im wäßrigen Medium eines Abschnitts der oben definierten Art enthaltenen Stärke zu in die sem wäßrigen Medium gelöster Glukose.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefunden,

daß allein die Unterteilung der Probenentnahme der zu hydrolysierenden Mischung durch eine geeignete gasförmige Unterteilungsphase die Begrenzung des Volumens ermöglicht, d.h. im wesentlichen der Länge der zu hydrolysierenden Probe, und folglich an jedem Abschnitt einerseits im Verlauf der Hydrolyse eine vorschriftsmäßige Homogenisierung der zu hydrolysierenden Mischung und andererseits eine vollständige Hydrolyse der behandelten Stärke begünstigt.

überdies gestattet die Durchführungsart der Hydrolyse nach der Erfindung das aufeinanderfolgende Trennen verschiedener Proben jeweils unterschiedlicher zu analysierender Substrate und eignet sich folglich vollkommen zur automatischen Ausführung von hintereinander stattfindenden Analysen.

überdies kann nun die Hydrolyseart nach der Erfindung mit gewissen Folgen der automatischen Dosierung ausgeführt werden, die zur Zeit im Handel erhältlich sind, dem Fachmann für die automatische Analyse wohl bekannt sind und insbesondere proportionierende Pumpen, z.B. Schlauchpumpen in Betrieb nehmen und die teilweise oder ganz insbesondere in den folgenden Druckschriften beschrieben sind: US-PS 3 134 263, 3 241 432·, 3 227 091, 3 306 229, 3 4 25 357 und FR-PS 2 107 507, 2 107 O93 und 2 107 509.

Die folgende Beschreibung ermöglicht die Präzisierung verschiedener Arbeitsbedingungen noch bevor diese zufriedenstellend sind, um auf zufriedenstellende Weise eine Hydrolyse nach der Erfindung automatisch durchführen zu können, und zwar mit den oben angegebenen Folgen der automatischen Dosierung.

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Danach besteht ein Interesse am Arbeitsschritt (2) der Stärkedispersion (vgl. die Beschreibungseinleitung), der bis heute durch Eindicken und Autoklavenbehandlung ausgeführt wurde. Eine solche Dispersionsart stellt für die Automatisierung des Dosierungsverfahrens nach der Erfindung ein Hindernis dar, und es ist nicht möglich, diesen Arbeitsschritt kontinuierlich auszuführen.

Jedenfalls wurde nach der Erfindung aufgrund von experimentellen Untersuchungen, deren Ergebnisse oben angegeben sind, eine Art der Dispersion von Stärke gefunden, die von der vorhergehenden abweicht und sich leichter in eine automatische Analysefplge einordnen kann und darin besteht, daß kombiniert werden:

ein an sich bekanntes Einwirkenlassen von Ultraschall auf die im wäßrigen Dispersionsmittel suspendierte teilchenförmige Probe und

ein Aufrechterhalten der Suspension der teilchenförmigen Probe bei einer Temperatur von etwa 90 bis 100⁰C, vorzugsweise etwa 90 bis 95°C.

Eine solche Art der Stärkedispersion erweist sich sogar der bisherigen nur hydrothermischen Art in dem Maß überlegen, wie die Wirkung des Ultraschalls auf die Dispersion die Vermeidung jeglicher Gelbildung der Stärke und folglich jeglichen Niederschlags am Boden des Behandlungsbehälters gestattet.

Abschließend besteht ein Interesse am Arbeitsschritt (4) für die Bereitung der glukosehaltigen Lösung, die bei der Titrierung der Stärke erforderlich ist.(vgl. die Beschreibungseinleitung) .

Hierzu wurde durch den oben angegebenen Versuch gemäß der Erfindung gefunden, daß die Automatisierung des gewählten Dosierverfahrens durch ein Vorgehen mittels Dialyse begünstigt wird, d.h.:

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1) durch Bilden einer unterteilten ersten Strömung des Hydrolysate mit wenigstens einem zusammengesetzten Fluidstrom mit wenigstens einem Abschnitt des Hydrolysate, der beiderseits durch zwei entsprechende Gaspuffer begrenzt wird,

2) durch Bildung einer unterteilten zweiten Strömung einer Gegendialyselösung mit wenigstens einem zusammengesetzten Fluidstrom mit wenigstens einem Abschnitt der Gegendialyselösung, der jeweils beiderseits von zwei Gaspuffern begrenzt wird, und

3) durch in Gleichstrom und beiderseits einer Dialysewand erfolgendes Zirkulierenlassen der ersten bzw. der zweiten unterteilten Strömung, wobei durch deren Vermittlung mittels wenigstens teilweiser Diffusion von Glukose von einem Abschnitt des Hydrolysats zu einem Abschnitt der Gegendialyselösung erhalten werden: einerseits eine unterteilte Strömung des wenigstens teilweise glukosefreien Hydrolysats und anderer- ι seits einer unterteilten Strömung einer glukosehaltigen Lösung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Behandlung mittels Ultraschall von in einem wäßrigen Medium suspendierten teilchenförmigen Substratproben ;

Fig. 2 ein System oder eine Kette zur automatischen Dosierung nach der Erfindung, wobei drei unterschiedliche Teile a, b, c dieser Kette in Fig. 2a bis 2c dargestellt sind.

Ein automatisches System zur Dosierung von Stärke gemäß der Erfindung enthält einerseits eine Behandlungsvorrichtung nach Fig. 1 zur Behandlung verschiedener Teilchenproben aus stärkehaltigem und in einem wäßrigen Medium suspendiertem Substrat

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und zur Dispergierung der in diesem wäßrigen Medium enthaltenen Stärke durch die Wirkung des Ultraschalls, wobei die Stärke in den genannten Substratteilchen enthalten ist, und enthält andererseits eine Kette zur automatischen Analyse gemäß Fig. 2, insbesondere Fig. 2a bis 2c.

Gemäß Fig. 1 enthält die dargestellte Behandlungsvorrichtung:

einen Drehtisch 9 mit mehreren Behältern 1O, die jeweils zur Aufnahme von mehreren Phiolen 11 vorgesehen sind, von denen jede eine Probe eines zu behandelnden Materials enthält, nämlich ein zu analysierendes stärkehaltiges und in einem wäßrigen Medium suspendiertes Substrat, wobei die Behälter 10 regelmäßig und kreisförmig am Drehtisch 9 verteilt sind;

einen mit dem Drehtisch 9 verbundene Heizeinrichtung 12 für die genannten Proben, die ein Halten der Vielzahl von Behältern IO auf einer gegebenen und zweckmäßig gewählten Temperatur, z.B. 94 C, ermöglicht; gemäß Fig. 1 bestellt diese Heizeinrichtung aus einem Wasserbad 12, in das die Behälter 10 wenigstens teilweise eingetaucht sind;

eine Ultraschallsonde 13, die bezüglich der verschiedenen Behälter 10 des Drehtischs 9 senkrecht beweglich sind; diese mit einem Ultraschallgenerator 14 gekuppelte Sonde 13 enthält eine Verlängerung in der Form einer Stange 15, die vorübergehend in jede Behandlungsphiole 11 getaucht wird;

eine Vorrichtung 16 zur Entnahme der verschiedenen behandelten Proben, die gegenüber den verschiedenen Behältern 10 des Drehtischs 9 senkrecht bewegbar ist; diese Vorrichtung 16 ist im Winkel, z.B. um 180°, gegenüber der Ultraschallsonde 13 versetzt, genauer gesagt ist die Vorrichtung 16 für eine gegebene Probe in Drehrichtung des Drehtischs 19 hinter der Ultraschallsonde 13 angeordnet, vgl. Pfeil 17;

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eine Einrichtung 18 zum periodischen Drehen des Drehtischs 9;

eine mit der Dreheinrichtung 18 synchronisierte Einrichtung zum senkrechten Verschieben der Ultraschallsonde 13 und der Entnahmevorrichtung 16;

eine mit heißem Wasser arbeitende nicht gezeigte Wascheinrichtung für die Verlängerung 15 der Ultraschallsonde 13.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise:

Befinden sich die Ultraschallsonde 13 und die Entnahmevorrichtung 16 in abgesenkter Stellung, d.h. eingetaucht in die Suspensionen, die in den der Sonde 13 bzw. der Vorrichtung 16 entsprechenden Phiolen 11 enthalten sind, so werden die Proben dann durch Ultraschall behandelt, während die um 180 gegenüberliegende Probe zur in Fig. 2 dargestellten Analysenkette entnommen wird;

die Ultraschallsonde wird danach durch die nicht dargestellte Warmwasserwascheinrichtung abgespült, wonach die Ultraschallsonde 13 und die Vorrichtung 16 in die hoch gelegene Stellung geführt werden;

danach dreht sich der Drehtisch 9 um eine Teilung und führt in Übereinstimmung mit der Ultraschallsonde 15 und der Entnahmevorrichtung 16 jeweils zwei neue Behandlungsphiolen zu;

die Ultraschallsonde 13 und die Entnahmevorrichtung 16 werden dann erneut in der tief gelegenen Stellung jeweils in die beiden neuen Phiolen eingetaucht;

es beginnt dann wieder eine neue Behandlung usw.

Gemäß Fig. 1 kann die Ultraschallsonde 13 unter Beachtung der

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oben angegebenen Folge neben oer Lntnalimevorrichtung 16 angeordnet werden.

Gemäß Fig. 2, 2a bis 2c enthält eine automatische Dosierungskette nach der Erfindung:

1) eine erste Einrichtung oder Leitung 19 zur unterteilten Strömung einer von der Entnahmevorrichtung IC stammenden Stärkedispersion; diese Leitung 19 Lesteht aus einem kalibrierten Rohr mit geringem Querschnitt aus zusammendrückbarem und elastischem Kunststoff und ermöglicht eine Strömung eines zusammengesetzten Fluidstroms (vgl. Fig. 2a) mit wenigstens einem Abschnitt der in Frage kommenden Dispersion, der jeweils beiderseits durch zwei gasförmige Puffer begrenzt ist;

2) eine zweite Einrichtung oder Leitung 20 für die Strömung einer Hydrolase 2 mit wenigstens Gluko- · amylase besteht aus einem kalibrierten Rohr mit geringem Querschnitt aus zusammendrückbareiti und elastischem Kunststoff und ermöglicht eine Strömung eines Flüssigkeitsstroms (vgl. Fig. 2a) der in Frage kommenden Ilydrolase.

3) eine erste Einrichtung 21 zur Unterteilung der Strömung der hydrolase 2; diese erste Einrichtung 21 enthält eine dritte Leitung 22 (kalibriertes Rohr mit geringem Querschnitt aus zusammendrückbarem und elastischem Kunststoff), die an der zweiten Leitung 20 abgezweigt ist, für die Strömung eines Gasstroms (von einer Quelle 4 stammende Luft, vgl. Fig. 2a); die Unterteilungseinrichtung 21 ermöglicht im einzelnen ein periodisches Einführen von beiderseits der flüssigen Abschnitte der Ilydrolase 2 gelegenen gasförmigen Puffern in den Flüssigkeitsstrom der zweiten Leitung 20, vgl. Fig. 2a;

4) eine erste Einrichtung 23 zur Wiedervereinigung der unterteil ten Strömung der von der Entnahmevorrichtung 16 stammenden Stärke dispersion und der unterteilten Strömung der

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IIydrolase 2, wobei die erste Einrichtung 2 3 in Strömungsrichtung der IIydrolase stromab der

ersten Unterteilungseinrichtung 21 gelegen ist; die erste Wiedervereinigungseinrichtung 2 3 besteht in der Vereinigung der ersten Leitung 19 und der zweiten Leitung 2Oj

5) einen Iiydrolysebehälter 24, in dem waagerecht ein Teil der ersten Strömungsleitung 19 in Form einer Schlange 25 angeordnet ist; dieser Hydrolysebehälter 24 besteht aus einem z.B. auf 55°C durch einen Thermostaten geregelten Kasten, der in Strömungsrichtung der unterteilten Mischung der Stärkedispersion (von der Entnahmevorrichtung 16 stammend) und der Hydrolase 2 stromab der ersten Wiedervereinigungseinrichtung gelegen ist;

6) eine erste Einrichtung 26 zur Beseitigung der Unterteilung der hydrolysierten Mischung der Stärkedispersion und der liydrolase. Die erste Einrichtung 26 ist in Strömungsrichtung dieser Mischung stromab des Hydrolysebehälters 24 gelegen und enthält eine vierte Leitung 27 oder ein kalibriertes Rohr mit geringem Querschnitt aus zusammendrückbarem und elastischem Kunststoff, die an der ersten Leitung 19 abgezweigt ist für eine Strömung eines Gasstroms (vgl. Fig. 2a und 2b); die erste Einrichtung 26 zur Beseitigung der Unterteilung ermöglicht ein Zerlegen des zusammengesetzten Fluidstroms (vgl. Fig. 2b) der ersten Leitung 18 in den genannten gasförmigen Strom, bestehend aus den verschiedenen gasförmigen Puffern des in Frage kommenden zusammengesetzten Fluidstroms, und aus einem nicht unterteilten Strom der hydrolysierten Mischung, bestehend aus den verschiedenen Abschnitten des in Frage kommenden zusammengesetzten Fluidstroms;

7) eine Kläreinrichtung 28, die stromab (in Strömungsrichtung der hydrolysierten Mischung) der ersten Einrichtung 26 zur Beseitigung der Unterteilung angeordnet ist und eine Trennung der verhältnismäßig feinen Teilchen des festen und im wäßrigen Medium der in Frage kommenden hydrolysierten Mischung unlöslichen

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Rests vom wie oben angegeben erhaltenen nicht unterteilten Strom der hydrolysierten Mischung ermöglicht; diese Kläreinrichtung 28 enthält eine fünfte Leitung 29 (ein kalibriertes Rohr mit geringem Querschnitt aus zusaniniendrückbarem und elastischem Kunststoff), die im wesentlichen senkrecht an der ersten Leitung 1^CJ abgezweigt ist und ihrerseits etwa waagerecht verläuft; die fünfte Leitung 29 ist dann zur Strömung eines nicht unterteilten Hydrolysatstroms Lestimmt, der die verhältnismäßig feinen Teilchen des in Frage koiruueriuen festen Rests enthält;

8) eine Einrichtung 30 zur erneuten Unterteilung der oben erhaltenen Uydrolysatströmung, uie in Strömungsrichtung des nicht unterteilten Hydrolysatstroms stromab der Kläreinrichtung 28 gelegen ist; die Kläreinrichtung 30 enthält eine sechste Leitung 31 oder ein kalibriertes Rohr mit geringem Querschnitt aus ζusanunenurückbarem und elastischem Kunststoff, das an der fünften Leitung 29 abgezweigt ist für die Strömung eines gasförmigen Stroms (Luft 4, vgl. Fig. 2a und 2b); die Einrichtung 30 zur erneuten Unterteilung ermöglicht ein periodisches Einführen (vgl. Fig. 2b) von beicerseits der beiden Uydrolysatabschnitte gelegenen gasförmigen Puffern in den Hydrolysatstrom der fünften Leitung 29;.

9) eine dritte Strömungseinrichtung für eine Salzlösung 5¹ zur üogendialyse, die aus einer siebten Leitung 32 oder einem kalibrierten Rohr mit geringem Querschnitt aus zusaniniendrückbarem und elastischem Kunststoff besteht für die Strömung eines flüssigen Stroms der Lösung 5¹, vgl. Fig. 2a;

10) eine zweite Einrichtung 33 zur Unterteilung der Strömung der Salzlösung 5', die eine achte Leitung 34 oder ein kalibriertes Hohr mit geringem Querschnitt nun zusammenurückbarem und elastischem Kunststoff bildet, das an der siebten Leitung 32 abgezweigt ist; die achte Leitung 34 steht mit der freien Luft 4 in Verbindung und ermöglicht das Strömen eines Gasstroms; wie vorher ermöglicht die zweite Unterteilungseinrichtung 3 3 das periodische Einführen von beiderseits der flüssigen Ab-

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schnitte gelegenen gasförmigen Puffern in den flüssigen Strom der siebten Leitung 32;.

11) eine Dialysezelle 35, die beiderseits einer Dialysewand 36 (vgl. Fig. 2b) enthält: einerseits ein erstes Abteil 37 mit einem ersten Einlaß 38, der an der fünften Leitung 29 abgezweigt ist für die unterbrochene Strömung des Hydrolysate und einen ersten Auslaß 39 für eine unterbrochene Strömung des wenigstens teilweise glukosefreien Hydrolysats, und andererseits ein zweites Abteil 40 mit einem zweiten Einlaß 41, der an der siebten Leitung 32 abgezweigt ist, zur unterteilten Strömung der Gegenoialyselösung und einen zweiten Auslaß 42 für eine unterteilte Strömung einer glukosehaltigen Lösung; die beiden Einlasse 38 und 41 der Dialysezelle 35 sind auf derselben Seite der Dialysezelle gelegen, während die beiden Auslässe 39 und 42 auf der gegenüberliegenden Seite gelegen sind;

12) eine vierte Einrichtung zur unterteilten Strömung der oben erhaltenen glukosehaltigen Lösung, bestehend aus einer neunten Leitung 43 oder einem kalibrierten Rohr mit geringem Querschnitt aus zusanunendrückbarem und elastischem Kunststoff, das am zweiten Auslaß 42 der Dialysezelle 35 abgezweigt ist; die neunte Leitung 43 ermöglicht ein Strömen eines zusammengesetzten Fluidstroms der genannten glukosehaltigen Lösung;

13) eine fünfte Strömungseinrichtung für eine reagierende Lösung mit insbesondere einer enzymatischen Färbezubereitung 6, einem chromogenen Mittel 7 und gegebenenfalls einem Puffer 8, wobei diese Strömungseinrichtung aus einer zehnten Leitung 44 oder einem kalibrierten Rohr mit geringem Querschnitt aus zusammendrückbarem und elastischem Kunststoff besteht; die Leitung 44 ermöglicht ein Strömen eines Flüssigkeitsstroms der oben definierten reagierenden Lösung;

14) eine dritte Einrichtung 45 zur Unterteilung der Strömung der reagierenden Lösung mit einer elften Leitung 46, die an der freien Luft 4 mündet und aus einem kalibrierten Rohr mit geringem

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Querschnitt aus zusammendrückbarem und elastischem Kunststoff besteht; diese elfte Leitung 4G ermöglicht die Strömung eines gasförmigen Stroms, während die Unterteilungseinrichtung 45 ihrerseits das periodische Einführen von beiderseits der flüssigen Abschnitte gelegenen gasförmigen Puffern in den flüssigen Strom der zehnten Leitung 44 ermöglicht;

15) eine zweite Einrichtung 47 zur Vereinigung der unterteilten Strömung der glukosehaltigen Lösung mit der unterteilten Strömung der reagierenden Lösung; diese zweite Einrichtung 47 ist in Strömungsrichtung der reagierenden Lösung stromab der dritten Unterteilungseinrichtung 45 gelegen; die zweite Einrichtung 47 besteht in der Vereinigung der neunten Leitung 43 und der zehnten Leitung 44;

16) einen Reaktionsbehälter 48, in dem ein schlangenförmiger

Teil 49 der vierten Strömungseinrichtung (neunte Leitung 43) ' angeordnet ist; dieser Reaktionsbehälter 48 besteht aus einem z.B. auf 37°C thermostatgeregelten Kasten, der in Richtung der unterteilten Strömung der glukosehaltigen Lösung stromab der zweiten, Vereinigungseinrichtung 47 gelegen ist;

17) eine zweite Einrichtung 50 zur Beseitigung der Unterteilung der Farbmischung, die innerhalb des Reaktionsbehälters 48 reagiert hat, wobei diese zweite Einrichtung 50 in Strömungsrichtung der in Frage stehenden Mischung stromab des Reaktionsbehälters 48 angeordnet ist; die zweite Einrichtung 50 zur Beseitigung der Unterteilung enthält eine zwölfte Leitung 51 oder ein kalibriertes Rohr mit geringem Querschnitt aus zusammendrückbarem und weichem Kunststoff, das an der neunten Leitung 43 abgezweigt ist; die zwölfte Leitung 51 ermöglicht ein Strömen eines gasförmigen Stroms, während die zweite Einrichtung 50 zur Beseitigung der Unterteilung ihrerseits die Zerlegung des zusammengesetzten Fluidstroms der neunten Leitung 43 ermöglicht, und zwar in den oben definierten gasförmigen Strom, der durch die verschiedenen von der Leitung 51 entfernten gasförmigen Puffer des

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Fluidstroms 43 gebildet wird, und in einen nicht unterteilten gefärbten Flüssigkeitsstrom, aer durch die verschiedenen Segmente des Fluidstroms 43 gebildet wird;

18) ein mit einem Schreibgerät 53 gekuppeltes Kolorimeter 52, das das Messen und Aufzeichnen der optischen Dichte der Färbung des nicht unterteilten gefärbten Flüssigkeitsstroms ermöglicht, der nach dem beseitigen der Unterteilung in der Leitung 43 zirkuliert;

19) eine dreizehnte Leitung 54, die am ersten Auslaß 39 der Dialysezelle 35 abgezweigt ist und das Entfernen der unterteilten Strömung vom wenigstens teilweise glukosefreien Hydrolysat ermmöglicht; die Leitung 54 ist v.ie oben ein kalibriertes Rohr mit geringem Querschnitt aus elastischem und zusammendrückbarem Kunststoff;

20) eine vierzehnte Leitung 55 für die Zirkulation eines flüssigen Stroms eines Puffers 3, die am Einlaß der zweiten Leitung abgezweigt ist; wie oben ist aie Leitung 55 ein kalibriertes Rohr mit geringem Querschnitt aus elastischem und zusammendrückbarem Kunststoff;

21) gegebenenfalls eine fünfzehnte Leitung 56 für die Strömung eines Flüssigkeitsstroms eines Verdünnungsmittels, z.B. destilliertes Wasser 5; wie oben ist die Leitung 56 ein kalibriertes Rohr mit geringem Querschnitt aus elastischem und zusammendrückbarem Kunststoff;

22) gegebenenfalls eine vierte Einrichtung 57 zur Unterteilung der Strömung des Verdünnungsmittels mit, wie oben, einer sechzehnten Leitung 58 (vgl. Fig. 2a), die an der freien Luft 4 mündet und an der fünfzehnten Leitung 56 abgezweigt ist; die vierte Unterteilungseinrichtung 57 ermöglicht ein periodisches Einführen von beiderseits der flüssigen Abschnitte befindlichen gasförmigen Puffern in die in der fünfzehnten Leitung 56 zir-

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- 30 - 2/3UbUb

kulierende Strömung des VerdünnumjsmitteIs;

23) gegebenenfalls eine dritte Wiedervereinigungseinrichtung 59, bestehend aus der Vereinigung der fünfzehnten Leitung 56 mit der ersten Leitung 19 stromab der ersten Wiedervereinigungseinrichtung 23 in Strömungsrichtung cer zu hydrolysierenden Mischung, was eine Verdünnung der letzteren ermöglicht;

24) eine siebzehnte Leitung 59, die an einer Quelle 6 für eine enzymatische Färbezubereitung abgezweigt ist; eine achtzehnte Leitung 60, die an einer Quelle 7 für ein chromogenes Mittel abgezweigt ist; gegebenenfalls eine neunzehnte Leitung 61, die an einer Quelle 8 für einen geeigneten Puffer abgezweigt ist; alle Leitungen 59, 60 und 61 (Rohre mit geringem Querschnitt aus zusammendrückbarem und elastischem Kunststoff) sind am Einlaß der fünften Strömungseinrichtung abgezweigt, die aus der oben beschriebenen zehnten Leitung besteht und der Zirkulation einer reagierenden Färbelösung dient;

25) eine fünfte Einrichtung 62 zur Unterteilung der Strömung der Stärkedispersion, die von der Entnahmevorrichtung 16 der Fig. 1 stammt; diese fünfte Einrichtung enthält eine zwanzigste Leitung 63, die an der freien Luft 4 mündet und an der ersten Leitung 19 abgezweigt ist; diese fünfte Einrichtung 62 ermöglicht das periodische Einführen von beiderseits der Dispersionsabschnitte gelegenen Puffern in die in der Leitung 19 zirkulierende Strömung der Stärkedispersion;

26) eine proportional anpassende Schlauchpumpe, die schematisch durch ein Rechteck 62' dargestellt ist und in Eingriff mit allen Leitungen 54, 31, 27, 63, 19, 20,22, 58, 56, 34, 32, 44, 46, 51, 43 mit geringem Querschnitt steht; wie an sich bekannt und beispielsweise in den US-PS 3 306 22 9 und 2 9 35 028 beschrieben, bestehen die bei der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogenen Schlauchpumpen ganz allgemein aus einer Reihe von drückenden Zylindern, dit periodisch mit den oben definierten

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weichen Rohren in Berührung kommen und sich entlang diesen über eine gewisse Strecke verschielen, bevor sie diese verlassen.

Die oben beschriebenen Unterteilungseinrichtungen 21, 33,45 und gegebenenfalls 57 und die Vorrichtung 30 zum erneuten Unterteilen können gegebenenfalls durch jede geeignete Vorrichtung gesteuert werden, die ein Konstanthalten der Lange der Abschnitte und der Länge der gasförmigen Pufier ermöglicht. Es handelt sich z.U. um eine Vorrichtung mit drückender Stange, die das Zusammendrücken der entsprechenden Leitungen für die Gaszirkulation auf einem geeigneten Puffer und das Verschließen der genannten Leitungen bei genauen Augenblicken ermöglicht, die durch die Bewegung der drückenden Zylinder der Schlauchpumpe gesteuert werden, vgl. z.U. die US-PS 3 306 229 und 3 425 357. überdies ist es nicht erforderlich, daC die Leitungen 63, 22, 58, 34, und 31 für die Gaszirkulation mit der Schlauchpumpe in Eingriff stehen. Statt dieser kann eine Druckluftquelle oder jedes andere ₍ geeignete Unterteilungsgas verwendet werden»

Gemäß Fig. 2a, aber auch gemäß Fig. 2, ermöglicht die Schlauchpumpe 62' (Zirkulationseinrichtung für die Fluide) ein Zirkulierenlassen der verschiedenen Fluide, insbesondere in der ersten Strömungseinrichtung (erste Leitung 19), in der zweiten Strömungseinrichtung (zweite Leitung 20), gegebenenfalls in der ersten Unterteilungseinrichtung 21 (dritte Leitung 22), in der ersten Vereinigungseinrichtung 23, gegebenenfalls im ilydrolysebehälter 24, in der Einrichtung 30 zur erneuten Unterteilung, in der siebten Leitung 32, gegebenenfalls in der achten Leitung 34, in der zehnten Leitung 44, gegebenenfalls in der elften Leitung 46 und in der zwanzigsten Leitung 63.

Die Arbeitsweise der automatischen Dosierung der Stärke umfaßt erfindungsgemäß die folgenden Schritte:

1) Wenn das analysierte Substrat nicht bereits in Teilchenform vorliegt, oder wenn das dosierte Substrat nicht in genügend feiner Form unterteilt iut, wird zu Beginn eine Zerteilung in

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Teilchen der zu analysierenden Substanz durch irgendeine geeignete Einrichtung vorgenommen, insbesondere ein Zermahlen der genannten Substanz; im allgemeinen muß aus den unten angegebenen Gründen das ausgeführte Zermahlen ausreichen zum Erhalten von Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als oder gleich O,4 mm.

2) Eine teilchenförmige Probe, z.Ii. 5OO mg des Substrats mit der oben präzisierten Körnung wird in einem geeigneten wäßrigen Medium suspendiert, z.B. in 50 ml destilliertem Wasser, das in einer Behandlungsphiole 11 enthalten ist.

3) Dank der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, d.h. dadurch, daß die Behandlungsfiole(n) 11 an den hierzu reservierten Stellen IO des Drehtischs 9 angeordnet sind, wird im wäßrigen Suspensionsmedium durch die Wirkung des Ultraschalls die von den Teilchen jeder behandelten Probe enthaltene Stärke dispergiert. Hierzu , wird einerseits die Temperatur des Wasserbads 12 in der Weise geregelt, daß jede Suspension einer teilchenförmigen Probe aus folgenden angegebenen Gründen auf einer Temperatur von etwa 94°C gehalten wird, und v/ird andererseits die Einrichtung 18 zum periodischen Drehen synchron mit der Ultraschallsonde und der Entnahmevorrichtung 16 in der Weise geregelt, daß aus im folgenden angegebenen Gründen die Ultraschallsonde 13 jede suspendierte teilchenförmige Probe etwa vier Minuten lang behandelt (einschließlich der Abspülzeit der Ultraschallsonde 13). Die Frequenz des Ultraschallgenerators 14 beträgt beispielsweise 20 kHz, während dessen elektrische Leistung gleich 15O W ist.

4) Durch die fünfte Unterteilungseinrichtung 62 und durch die erste Leitung 19 wird eine unterteilte Strömung der von der Vorrichtung 16 von Fig. 1 entnommenen Stärkedispersion gebildet, durch die erste Unterteilungseinrichtung 21 und durch die zweite Leitung 20 wird eine unterteilte Strömung der Hydrolase 2 (mit Glukoamylase) und des gewählten Puffers 3 (z.B. Puffer aus Essigsäure, 2M Natriumazetat) gebildet. Durch die erste Vereinigungseinrichtung 23 werden vereinigt:

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die unterteilte Strömung der von der Entnahmevorrichtung 16 von Fig. 1 stammende Stärkedispersion und die unterteilte Strömung der Hydrolase 2 und des gewählten Puffers

3. Durch eine vierte Unterteilungseinrichtung 57 und durch die fünfzehnte Leitung 56 wird gegebenenfalls eine unterteilte Strömung eines geeigneten Verdünnungsmittels, z.B. destilliertes Wasser, gebildet. Durch gegebenenfalls die dritte Vereinigungsvorrichtung 59, die in Richtung der unterteilten Strömung der Stärkedispersion stromab der ersten Vereinigungseinrichtung 23 angeordnet ist, wird eine unterteilte Strömung der zu hydrolysierenden eigentlichen Mischung gebildet, die folglich enthält: die von der Vorrichtung 16 entnommene Stärkedispersion, gegebenenfalls das gewählte Verdünnungsmittel 5, die Hydrolase 2 und den gewählten Puffer 3. Ausgehend von der dritten Vereinigungseinrichtung 23 liegt folglich eine unterteilte Strömung der zu hydrolysierenden Mischung und genauer' gesagt ein zusammengesetzter Fluidstrom vor, der eine Vielzahl ' von Abschnitten der zu hydrolysierenden Mischung enthält, von denen jeder jeweils beiderseits von zwei gasförmigen Puffern begrenzt ist. Die Regelung der Analysekette erfolgt in der Weise, daß einerseits in Höhe der ersten Vereinigungseinrichtung 23 ein Abschnitt der Ilydrolase und des gewählten Puffers sich mit einem Abschnitt der Stärkedispersion und nicht mehr einem gasförmigen Puffer vereinigt, und daß andererseits gegebenenfalls in Höhe der dritten Vereinigungseinrichtung 59 ein Abschnitt des Verdünnungsmittels sich mit einem Abschnitt der Mischung der Stärkedispersion, der Ilydrolase und des gewählten Puffers vereinigt. Überdies werden in Abhängigkeit von der Konzentration der Ilydrolase 2

und derjenigen des gewählten Puffers 3 das Volumen jedes in der Leitung 2O zirkulierenden Abschnitts und/oder das Volumen jedes gegebenenfalls in der Leitung 56 zirkulierenden Abschnitts und/oder das Volumen jedes in der Leitung 19 zirkulierenden Abschnitts stromauf der ersten Vereinigungsvorrichtung 23 in der Weise gewählt, daß jeder Abschnitt der zu hydrolysierenden Mischung, die stromauf der dritten Vereinigungseinrichtung 59 zirkuliert, aufweist: einerseits ein Gewichtsverhältnis der

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Ilydrolase 2 zur analysierten teilchenförmigen Substratprobe, die vom gleichen Abschnitt der zu hydrolysierenden Mischung enthalten ist, in der Nähe des Werts 7 (aus weiter unten angegebenen Gründen) und andererseits eine in der Nähe von M/10 gewählte Pufferkonzentration.

5) Man läßt die unterteilte Strömung der zu hydrolysierenden Mischung stromab der dritten Vereinigungseinrichtung 59 in der im ilydrolysebehälter 24 angeordneten Schlange 25 zirkulieren, wobei der liydrolysebehälter auf z.ü. 55 C thermostatgeregelt ist. Die Zirkulationsdauer der zu hydrolysierenden Mischung reicht aus zum Umwandeln der im v/äßrigen Medium eines Abschnitts dispergierten Stärke zu in diesem Medium gelöster Glukose. Die Hydrolysedauer, d.h. die Zirkulationsdauer in der Schlange 25, liegt beispielsweise in der Nähe von etwa einer Stunde.

6) Durch die erste Einrichtung 26 zur Beseitigung der Unter- ' teilung und durch die erste Leitung 19 wird die Unterteilung der Strömung der hydrolysierten Mischung stromab der Hydrolyseschlange 25 und folglich des hydrolysebehälters 24 beseitigt. Genauer gesagt wird durch die vierte Leitung 27 und durch die erste Leitung 19 der zusammengesetzte Fluidstrom der hydrolysierten Mischung zerlegt einerseits in einen Gasstrom, der durch die verschiedenen Gaspuffer des in Frage stehenden zusammengesetzten Fluidstronis gebildet wird, der in der Leitung 27 zirkuliert, und andererseits in einen nicht unterteilten Strom der hydrolysierten Mischung, der durch die verschiedenen Abschnitte desselben zusammengesetzten Fluidstronis gebildet wird, der stromab der ersten Einrichtung 26 zur Beseitigung der Unterteilung in der Leitung 19 zirkuliert.

7) Durch die Kläreinrichtung 28, d.h. durch die Verbindung der senkrechten fünften Leitung 29 mit der waagerechten ersten Leitung 19 werden die verhältnismäßig feinen Teilchen des festen und im wäßrigen Medium der hydrolysierten Mischung unlöslichen Rests vom nicht unterteilten Strom getrennt, der stromab der Einrichtung 26 zur Beseitigung der Unterteilung in der Leitung

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zirkuliert; anders ausgedrückt werden durch die Einrichtung mittels Schwerkraft die verhältnismäßig feinen Teilchen von den verhältnismäßig großen Teilchen des in Frage stehenden festen Rests getrennt, der im wäßrigen Medium der hydrolysierten Mischung unlöslich ist. Genauer ausgedrückt wird der nicht unterteilte und stromab der ersten Einrichtung 26 zur Beseitigung der Unterteilung zirkulierende Strom geteilt: einerseits in einen ersten nicht unterteilten Strom, der die verhältnismäßig feinen Teilchen des festen Rests enthält, die in der fünften Leitung 29 zirkulieren, und andererseits in einen zv/eiten nicht unterteilten Strom, der die verhältnismäßig großen Teilchen desselben festen Rests enthält, die im Rest der Leitung 19 stromab der Einrichtung 28 zur Beseitigung der Unterteilung zirkuliert.

8) Durch die Einrichtung 30 zum erneuten Unterteilen und durch die fünfte Leitung 29 wird die Strömung des Hydrolysate erneut unterteilt. Genauer ausgedrückt wird ausgehend von einem in der fünften Leitung 29 zirkulierenden nicht unterteilten ersten Strom und ausgehend von einem in der sechsten Leitung zirkulierenden gasförmigen Strom stromab der Einrichtung 3O zum erneuten Unterteilen ein zusammengesetzter Fluidstrom rückgebildet, der eine Vielzahl von Hydrolysatabschnitten enthält, von denen jeder jeweils beiderseits von zwei gasförmigen Puffern begrenzt ist. Auf diese Weise wird eine neue unterteilte Strömung des Hydrolysats gebildet, die im folgenden erste Strömung genannt wird.

9) Durch die zweite Unterteilungseinrichtung 33 und durch die siebte Leitung 32 wird eine zweite unterteilte Strömung einer Salzlösung 5' für die Gegendialyse gebildet, folglich ein zusammengesetzter Fluidstrom, der mehrere Abschnitte der gewählten Salzlösung enthält, die jeweils beiderseits von zwei Gaspuffern begrenzt sind.

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10) In der Dialysezelle 35 erfolgt eine Zirkulation im Gleichstrom beiderseits der Dialysewand 36 der durch den ersten Einlaß 38 eingeführten unterteilten ersten Strömung bzw. der durch den zweiten Einlaß 41 eingeführten unterteilten zweiten Strömung. Durch wenigstens teilweise Diffusion von Glukose von einem Abschnitt des im ersten Abteil 37 zirkulierenden Hydrolysate zu einem Abschnitt der im zweiten Abteil 40 zirkulierenden Gegendialyselösung wird auf diese Weise erhalten: einerseits eine durch den ersten Einlaß 39 entleerte unterteilte Strömung des wenigstens teilweise glukosefreien Hydrolysats und andererseits eine durch die zweite öffnung 4 2 entleerte unterteilte Strömung einer glukosehaltigen Lösung. Die Regelung der automatischen Analysekette erfolgt in der Weise, daß in der Dialysezelle 35 einerseits ein Abschnitt des Hydrolysats dieselbe Länge wie ein Abschnitte der Gegendialyselösung enthält und andererseits ein Abschnitt des Hydrolysats zusammenfallend mit dem Abschnitt der Gegendialyselösung zirkuliert, vgl. Fig. 2b.

11) Durch die dritte Unterteilungseinrichtung 45 und durch die zehnte Leitung 44 wird eine unterteilte Strömung einer reagierenden Lösung gebildet, die stromab der dritten Unterteilungseinrichtung 45 in der Leitung 44 zirkuliert. Dieser reagierende Lösung enthält eine Hydrolase 6 (mit Glukose-oxydase und Peroxydase), das gewählte chromogene Mittel 7 (z.B. Orthodianisidin) und den gewählten Puffer 8 (z.B. Trihydroxymethylaminomethan). Folglich liegt stromab der dritten Unterteilungseinrichtung 45 ein zusammengesetzter Fluidstrom vor, der eine Vielzahl von Abschnitten der oben definierten reagierenden Lösung enthält, die jeweils beiderseits durch zwei gasförmige Puffer begrenzt sind.

12) Durch die zweite Vereinigungsvorrichtung 47 wird die in der zehnten Leitung 44 zirkulierende unterteilte Strömung der genannten reagierenden Lösung mit der in der neunten Leitung 43 zirkulierenden unterteilten Strömung der glukosehaltigen Lösung

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vereinigt, wobei die neunte Leitung 4 3 am zweiten Auslaß 4 2 der liydrolysezelle 35 abgezweigt ist. Stromab der Vereinigungseinrichtung 47 und stromauf des Reaktionsbehälters 48 liegt folglich eine unterteilte Strömung eines Farbgemischs vor, das die in der Leitung 4 3 zirkulierende glukosehaltige Lösung, die enzymatische Farbezubereitung 6, das chromogene Mittel 7 und den Puffer 8 enthält. Folglich liegt stromauf des Reaktionsbehälters ein zusammengesetzter Fluidstrom vor, der eine Vielzahl von Abschnitten der genannten chromogenen Mischung enthält,dle jeweils beiderseits durch zwei gasförmige Puffer begrenzt sind. Die Regelung der automatischen Analysekette erfolgt in der Weise, daß in Höhe der zweiter. Vereinigungseinrichtuhg 47 sich ein Abschnitt der in der Leitung 44 zirkulierenden reagierenden Lösung mit einem Abschnitt der in der Leitung 43 zirkulierenden glukosehaltigen Lösung und nicht mit einem gasförmigen Puffer vereinigt. Beispielsweise sine! die Hydrolase 6, das chromogene Mittel 7 und der Puffer 8 in Form

einer einzigen reagierenden Mischung verfügbar, die ausgehend von einer Lösung von 60 g/l Trihydroxymethylaminomethan hergestellt werden, dessen ρ -Wert auf 7,3 gebracht ist bei etwa 40 ml/1 reiner Salzsäure und unter Auflösung in der auf diese Weise erhaltenen Lösung von etwa 2 g/l Glukose-oxydase (Typ 2, von der US-Gesellschaft SIGMA in den Handel gebracht), von etwa IO mg/1 Peroxydase (Typ 2, von der US-Gesellschaft SIGMA in den Handel gebracht) und von etwa 15Ο mg/1 Orthodianisidin.

13) Man läßt die unterteilte Strömung der Farbmischung stromab der Vereinigungsstelle 47 im Reaktionsbehälter 48, genauer gesagt in der Schlange 49, bei einer Temperatur von etwa beispielsweise 37°C während einer Zeit zirkulieren, die ausreicht zum Uniformen des in einem Abschnitt der in der Schlange 49 zirkulierenden Mischung gelösten chromogenen Mittels zu Farbstoff. Die Zirkulationsdauer eines solchen Abschnitts in der Schlange 49, d.h. die Reaktionsdauer in dieser Schlange, beträgt etwa 45 Minuten.

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14) Am Auslaß des Reaktionsbehälters 48, d.h. am Auslaß der Schlange 4y, wird durch die zweite Einrichtung 50 zum Beseitigen der Unterteilung und durch die neunte Leitung 43 die Unterteilung der in der Leitung 43 zirkulierenden Strömung der reagierten Farbmischung beseitigt. Genauer gesagt wird durch die Leitungen 43 und 51 der aus dem Reaktionsbehälter 48 auftretende zusammengesetzte Fluidstrom zerlegt einerseits in einen in der zwölften Leitung 51 zirkulierenden Gasstrom, der durch die verschiedenen gasförmigen Puffer der in Frage stehenden zusammengesetzten Fluidströmung gebildet wird, und andererseits in einen nicht unterteilten Flüssigkeitsstrom der reagierten Farbmischung, gebildet durch die verschiedenen Abschnitte des in Frage stehenden Fluidstroms.

15) Durch das Kolorimeter 52 und durch das Schreibgerät 53 wird die optische Dichte des gefärbten und nicht unterteilten Flüssigkeitsstroms gemessen, der stromab der zweiten Einrichtung 50 zur Beseitigung der Unterteilung in der Leitung 43 zirkuliert, woraus der Stärkegehalt des analysierten Substrats abgeleitet wird.

Insgesamt ist festzustellen:

daß die oben beschriebenen Betriebsphasen (2) und (3) durch die Vorrichtung der Fig. 1 die automatische Ausführung der Dispersion der von einer teilchenförmigen Probe des zu analysierenden Substrats enthaltenen Stärke in einem wäßrigen Suspensionsmedium ermöglichen,

daß die oben beschriebenen Betriebsphasen (4) und (5) die automatische kontinuierliche Ausführung des enzymatischen Hydrolysevorgangs der erhaltenen Stärkedispersion ermöglichen,

daß die oben beschriebenen Betriebsphasen, (9) und (10), denen gegebenenfalls die Betriebsphasen (6) bis (8) vorangehen, die automatische und kontinuierliche Durchführung des Bereitungsvorgangs der glukosehaltiyen Lösung ausgehend von der hydroly-

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sierten Stärkedispersion ermöglichen.

Um zum Gewichtsgehalt an Stärke der verschiedenen teilchenförmigen Proben von behandeltem stärkehaltigem Substrat mit dem oben beschriebenen automatischen Dosiersystem zu gelangen, ist es erforderlich:

über eine Eichprobe der verschiedenen glukosehaltigen Lösungen zu verfügen, nämlich über verschiedene Eichproben für die Glukosekonzentration, deren Größe regelmäßig von einer Eichprobe zur anderen variiert; beispielsweise variiert die Konzentration der verschiedenen Eichproben regelmäßig zwischen 20 und 60 Mikrogramm, was dem Konzentrationsbereich an Glukose entspricht, in dem das Kolorimeter 52 am empfindlichsten ist in Anbetracht der oben angegebenen verwendeten Färbungsbedingungen;

in Abhängigkeit vom vermuteten Gehalt an Stärke des analysierten Substrats einzustellen: das Volumen der Abschnitte der in der Leitung 19 zirkulierenden Stärkedispersion und/oder das Volumen der Abschnitte des mit dem gewählten Puffer gemischten und in der Leitung 20 zirkulierenden enzymatischen Hydrolysepräparats und/oder gegebenenfalls das Volumen der in der Leitung 56 zirkulierenden Lösungsmittelabschnitte und/oder das Verhältnis zwischen den Querschnitten der Leitungen 19 und 29 und/ oder die Bedingungen zum erneuten Unterteilen in Höhe der Einrichtung 30 und/oder das Volumen der in der Leitung 32. zirkulierenden Abschnitte der Gegendialyselösung in der Weise, daß die Glukosekonzentration der in der Leitung 43 zirkulierenden Abschnitte der glukosehaltigen Lösung am Auslaß 52 der Dialysevorrichtung 35 etwa innerhalb derjenigen der Eichprobe liegt;

vor dem Dosieren der verschiedenen teilchenförmigen Proben an stärkehaltigem Substrat jede Konzentrationseichprobe in der in Fig. 2 gezeigten automatischen Analysekette zu behandeln, d.h. jede Konzentrationseichprobe durch die Leitung 12 stromauf der Schlauchpumpe 62' einzuführen. Auf diese Weise erfährt jede

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Eichprobe, wie oben angegeben, eine Unterteilung eine Hinzufügung einer unterteilten Lösung der

Hydrolase 2 und des Puffers 3, eine eventuelle Hinzufügung eines unterteilten Verdünnungsmittels 5, eine Hydrolyse im Hydrolysebehälter 24, eine Beseitigung der Unterteilung, eine Klärung, ein erneutes Unterteilen, eine Dialyse, eine Hinzufügung einer reagierenden und unterteilten Farblösung 6, 7, 8, eine Beseitigung der Unterteilung und eine abschließende Titrierung der optischen Farbdichte im Kolorimeter 52.

Durch die Behandlung des genannten Eichbereichs kann eine Eichkurve aufgestellt werden, die die Ermittlung des Gehalts an Stärke jedes analysierten Substrats ausgehend von der folgenden Formel ermöglicht:

_a _ XxV χ 9

P χ 1O⁵

Hierin ist:

a der Gewichtsgehalt an Stärke des analysierten Substrats, ausgedrückt in Gew.-% an Trockenmaterial des Substrats,

X die Konzentration an Glukose, ausgedrückt in Mikrogramm je Liter, angezeigt am Schreibgerät 53 ausgehend von der Eichkurve ,

V das Volumen der Stärkedispersion, die in jeder Behandlungsfiole 11 (vgl. Fig. 1) zur Verfügung steht, ausgedrückt in ml,

P das Gewicht der teilchenförmigen Probe (oder Probenentnahme) , die in jeder Behandlungsfiole 11 dispergiert ist, ausgedrückt in g Trockenmaterial.

Als Beispiel werden in Anbetracht der zur Zeit auf dem Markt verfügbaren Bestandteile für die automatische Analyse, insbesondere der kalibrierten Leitungen mit geringem Querschnitt

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aus zusammendrückbarem und elastischem Kunststoff, die gegenwärtig im Handel sind, in der unten angegebenen Tabelle 1 verschiedene analytische Anordnungen vorgeschlagen, die die Erzielung von ziemlich beieinander liegenden Ergebnissen am Schreibgerät 5 3 ermöglichen bei ein und demselben Gesamtvolumen der Abschnitte der zu hydrolysierenden Mischung, die stromab der dritten Vereinigungseinrichtung 59 in der Leitung 19 zirkuliert.

Tabelle 1

Verhältnis zwischen den Querschnitten der verschie denen Leitungen der Analyse kette der Fig. 2 und dem Querschnitt der Leitung 55	Vermuteter Stärkegehalt des analysierten stärke haltigen Substrats (in Gew.-% des Trockenmate rials)
Leitung 19	O bis 5 5 bis 15 15 bis 30
Leitung 56	16 8 4,2
Leitung 5 5	8 12
Leitung 20	111
2,3 2,3 2,3

Es empfiehlt sich, die Bedeutung der oben beschriebenen Betriebsphasen (6) bis (8) der automatischen Analyse hervorzuheben und folglich die Bedeutung der Aufeinanderfolge der Einrichtung 26 zur Beseitigung der Unterteilung, der Kläreinrichtung 28 und der Einrichtung 30 zum erneuten Unterteilen. Im Fall von komplexen stärkehaltigen Substraten mit weiteren von der Stärke unterschiedlichen Substanzen, z.B. Zellulose, Proteine usw., sind die großen unlöslichen Teilchen der hydrolysierten Mischung in der Lage, einerseits wenigstens einen Teil der Dialysezelle 35, gegebenenfalls die Schlange 49 für die kolorimetrische Reaktion und das Kolorimeter 52, zu verstopf en, und andererseits durch Absorption einen nicht zu vernachlässigenden Teil der sich aus der Hydrolyse ergebenden Glukose zurückzuhalten, folglich den Dialysekoeffizienten

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der analysierten Probe gegenüber demjenigen der Eichprobe zu verändern. Unter diesen Bedingungen ermöglicht die Klärvorrichtung 28, die überdies durch einen Endlosfilter ersetzt werden könnte, die Einführung eines völlig klaren Hydrolysats in das erste Abteil 37 der Hydrolysezelle 35 und ermöglicht folglich die Erzielung eines Dialysekoeffizienten der von der Hydrolyse stammenden Glukose, der etwa demjenigen der Glukose der Eichprobe nahekommt.

Die beschriebene Erfindung wurde durch das Versuchsprotokoll ermöglicht, dessen bedingungen und Ergebnisse im folgenden angegeben werden.

Mit Hilfe einer Ultraschallbehandlungsvorrichtung, die der zu Fig. 1 beschriebenen ähnlich sein kann, besteht zuerst ein Interesse an den den Betriebsbedingungen dieser Dispersionstechnik, die die Erzielung von Ergebnissen ermöglicht, die sich nicht wesentlich von denjenigen unterscheiden, die von der hydrothermischen Dispersion geliefert werden (vgl. den in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Arbeitsschritt (2) gemäß dem Stand der Technik).

Hierzu wurde ein Ultraschallgenerator verwendet, dessen Arbeitsfrequenz 20 kHz und dessen elektrische Leistung 150 W betrugen. Es wurden die Konzentrationsbedingungen und das Volumen (etwa 0,5 g teilchenförmige Probe in 25 ml permutiertes Wasser) beibehalten, die in dem von Hand durchgeführten Verfahren des Stands der Technik verwendet wurden (vgl. den in der Beschreibungseinleitung definierten Arbeitsschritt 2), um die Dispersionsart mit Ultraschall mit der normalerweise verwendeten zu vergleichen, nämlich dem von einer Autoklavenbehandlung gefolgten Eindicken. Die Menge an dispergierter Stärke wird durch Umwandlung zu Glukose bestimmt, genauer gesagt durch Hydrolyse mit Glukoamylase, und durch Dosierung der durch die Glukoseoxydase und die Peroxydase gebildeten Glukose gemäß den in der Beschreibung erläuterten ftrbeitsschritten (3) bis (5). Aus-

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gehend von einer reinen Stärke von normalem Reis konnte gemäß der Tabelle 2 gezeigt werden, daß es unmöglich ist, die Stärke eines stärkehaltigen Substrats durch Einwirken von Ultraschall bei Umgebungstemperatur vollständig zu dispergieren.

Tabelle 2

Einwirkungsdauer aes Ultraschalls in min	Gew.-% an dis- pergierter Stärke
2 4 6 10	33,1 32,6 35,7 31,4

Diese Ergebnisse wurden bestätigt, und zwar unabhängig von der Einwirkungsdauer des Ultraschalls und der Art des verwendeten Behandlungsbehälters, bei dem es sich um einen Erlenmeyer-Kolben oder ein Reagenzglas handelt. Es zeigt sich somit, daß die erhaltene Stärkedispersion bei Umgebungstemperatur nicht etwa 35% der im analysierten Substrat enthaltenen Stärke übersteigen kann.

Nach wie vor für eine reine Stärke von normalem Reis, bei Aussetzung des Erlenmeyer-Kolbens einer Ultraschallbehandlung in einem kochenden Wasserbad und folglich bei einem Aufrechterhalten der Suspension der teilchenförmigen Probe reiner Stärke bei einer Temperatur von etwa 50 bis 1OO°C, ist z.B. durch Beobachtung am optischen Mikroskop festzustellen, daß die Dispersion der Stärkekörner als vollständig sich erweist bei einer Einwirkungsdauer des Ultraschalls von etwa 4 bis 6 Minuten. Diese Beobachtung wird durch die untenstehende Tabelle 3 bestätigt, die sich auf eine Dispersion von reiner Stärke bezieht, und zwar einerseits durch hydrothermische Behandlung und anderer-

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seits durch Einwirkung von Ultraschall während 4 Minuten, bei Umgebungstemperatur und bei einer Temperatur bis zu 94°C.

Tabelle 3

Zahl der ana lysierten Proben	Von Hand erfol gende Dispersion (Eindicken und Autoklavenbe- handluna)	Ultraschall	während 4	min
Stärkegehalt (in g) je 100g reiner trocke ner Maisstärke	15	Umgebungs temperatur	94°C
97,5 + 1,65	12	18
33,7 + 1,7	99,3 + 2	,25

Die Dispersionstemperatur der teilchenförmigen Proben im gewählten wäßrigen Medium wird vorzugsweise auf etwa 90 bis 95°C gehalten. In allgemeiner Weise ist zu beobachten, daß über 90°C die Stärkedispersion unzureichend ist, selbst wenn die Einwirkungsdauer des Ultraschalls verlängert wird, und daß über 95°C die durch die Einwirkung des Ultraschalls bedingten Kavitationserscheinungen inmitten der Stärkedispersion auftreten, woraus sich ein Verlust der dosierten Substanz ergibt.

Durch systematische Versuche kann auf dieselbe Weise gesagt werden, daß die Einwirkungsdauer des Ultraschalls vorzugsweise etwa 4 bis 6 Minuten betragen muß. Es ist zu beobachten, daß über 4 Minuten die erzeugte Stärkedispersion unzureichend ist, und daß über 6 Minuten eine rückäufige Veränderung der behandelten Stärke erfolgt, d.h. eine Bildung neuer chemischer Bindungen, die anschließend daran unter der Wirkung der Glukoamylase nicht hydrolysiert werden können, was offensichtlich der Genauigkeit der erfolgten Dosierung schadet.

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Im weiteren wurden verschiedene komplexe stärkehaltige Substrate untersucht, die in der unten stehenden Tabelle 4 angegeben sind. Genauer ausgedrückt wurden die erhaltenen Ergebnisse verglichen (Gew.-% Stärke im Trockenmaterial des analysierten komplexen Substrats), entweder durch Dispergieren der Stärke durch Einwirkung von Ultraschall oder durch Dispergieren der Stärke auf übliche Yveise, d.h. durch eine hydrothermische Behandlung.

Tabelle 4

	Dispersionsart	Eindicken und Auto
		klavenbehandlung
	Ultraschall ·	96,9
Reisstärke	98,5	97,2
Maniokstärke	98,3	81,5
Grieß aus normalem Mais	80,7	84,4
Grieß aus wachsartigem Mais	82,8	82,4
Grieß aus extrudiertem Mais	81,3	91,1
Reisgrieß	93,8	42,6
hafer	42,8	79,4
Hirsemehl	79,7	36,0 + 3,7
Saubohnen (16 Proben)	36,5 + 3,3

Die in der obigen Tabelle angegebenen Ergebnisse zeigen, daß die vorher definierten Dispersionsbedingungen für Stärke unter der Wirkung von Ultraschall ausreichend sind für die Gesamtheit der untersuchten komplexen stärkehaltigen Substrate. 'Der statistische Vergleich der erhaltenen Resultate durch die Methode der Paare gestattet die Feststellung, daß die beiden Dispersionsarten, nämlich die bisherige und diejenige nach der Erfindung, Ergebnisse liefern, die sich statistisch nicht unterscheiden. Derselbe statistische Vergleich, ausgeführt an 16 untersuchten Proben kleiner Saubohnen gestattet dieselbe Schlußfolgerung. Insgesamt ist die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse für ein und dieselbe teilchenförmige Probe im wesentlichen dieselbe, da der Veränderungskoeffizient für die verschiedenen verwendeten

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Verfahren bei 1 bis 3% liegt.

Jedenfalls ist es zweckmäßig, im Fall von Stärke mit einer gegenüber der Dispersion besonders widerstandsfähig physikalischchemischen Struktur, z.B. im Fall von an Amylase reichen Stärken, die Hinzufügung eines dispergierenden Mittels zum wäßrigen Dispersionsmedium, um die dispergierende Wirkung des Ultraschalls zu begünstigen und zu verstärken. In dieser Hinsicht ist es zweckmäßig, unter allen zur Zeit verwendeten chemischen Dispersionsniitteln das Chloralhydrat oder das 2,2,2 Trichloro-1,1 äthandiol zu bevorzugen, das sich als ein Produkt mit dem besten Verhalten hinsichtlich der gesuchten Dispersion erwiesen hat. überdies wurde bestätigt, daß das Chloralhydrat keinerlei Einfluß auf die enzymatische Aktivität der Glukoamylase im Verlauf der Hydrolyse der disfergierenden Stärke und der Glukose-oxydase und der Peroxydase im Verlauf der Dosierung der sich aus der Hydrolyse ergebenden Glukose ausübt. '

Folglich kann der ultraschall durch ein von einer Autoklavenbehandlung gefolgtes Eindicken ersetzt werden für das Dispergieren der Stärke einer teilchenförmigen Probe in einem geeigneten wäßrigen Medium, jedoch unter der Bedingung, daß alle oder ein Teil der oben definierten Betriebsparameter verwendet v/erden. Allein diese letzteren ermöglichen ein ausreichendes Dispergieren der Stärke, damit die abschließende enzymatische Hydrolyse vollständig ist, aber auch nicht zu intensiv ist, damit das behandelte teilchenförmige Substrat nicht über das Glukosestadium hinaus umgewandelt wird, das das zur Bestimmung des Stärkegehalts dienende Endprodukt darstellt.

Anschließend daran besteht ein Interesse an der Bestimmung der Betriebsbedingungen, die die automatische Dosierung der Stärke mit der zu Fig. 2 und 2a bis 2c beschriebenen automatischen Analysekette ermöglichen.

Hierzu müssen die gewählten Betriebsbedingungen die folgenden Einschränkungen in Rechnung ziehen, die mit der zu Fig. 2 ge-

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zeigten gewählten automatischen Analysekette verbunden sind:

1) In Anbetracht der Eigenschaften der gegenwärtig im Handel befindlichen proportional fördernden Schlauchpumpen und in Abhängigkeit von den gegenwärtig im Handel befindlichen kalibrierten Leitungen aus zusammendrückbarem und elastischem Material müssen die letzteren untereinander ein maximales und ein minimales Querschnittsverhältnis haben, um bei ein und derselben Schlauchpumpe gemeinsam verwendet werden zu können. Daraus ergibt sich, daß die Verhältnisse zwischen den verschiedenen Reagenzien nicht nur den Betriebsbedingungen genügen müssen, die für die enzymatische Hydrolyse der Stärke und die kolorimetrische und enzymatische Dosierung der Glukose gewählt sind, sondern müssen auch innerhalb des festgelegten Bereichs der Verhältnisse für die kalibrierten Leitungen in Höhe der Schlauchpumpe 62' liegen. ,

2) Aufgrund des geringen Volumens der verschiedenen Abschnitte einerseits der in der Leitung 19 zirkulierenden zu hydrolysierenden Mischung und andererseits der in der Leitung 43 zirkulierenden glukosehaltigen Lösung, müssen die Verhältnisse der verschiedenen Reagenzien, insbesondere das Gewichtsverhältnis Enzym - stärkehaltiges Substrat in Abhängigkeit von den Möglichkeiten der gewählten automatischen Analysekette an diese neuen Dosierungsbedingungen angepaßt werden

3) Damit die automatische Analysekette von Fig. 2 in der Praxis geeignet verwendet werden kann, darf die Hydrolysedauer, d.h. die Zirkulationsdauer in der Schlange 25, der Stärkedispersion und der Hyarolase nicht zu lang sein.

4) In Anbetracht der Tatsache, daß es leichter ist, in der Dialysezelle 35 ein Waschen des festen Rests der hydroIysierten Mischung durchzuführen, muß die Verdünnung des Hydrolysate zweckmäßig in der Weise gewählt werden, daß die durchgeführte Dialyse einer von einem Waschen gefolgten Filtrierung äquivalent ist,

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die gemäß dem bisherigen Stanc der Technik verwendet wird, vgl. Arbeitsschrift (4) der ßeschreibungseinleitung.

5) In Anbetracht des kontinuierlichen Charakters der in Fig. 2 gezeigten automatischen Analysekette dürfen die Reagenzien und die gewählten Betriebsbedingungen keinerlei nachteilige Wechselwirkung zwischen einerseits der enzymatisehen Hydrolyse der Stärke und andererseits der enzymatischen und kolorimetrischen Dosierung der Glukose hervorrufen, da sich insbesondere die llydrolysereagenzien während der kolorimetrischen Dosierung der Glukose teilweise wieder einfinden.

6) Wie bei der gesamten von Hand oder automatisch ausgeführten Dosierung muß schließlich die Konzentration der verschiedenen Reagenzien in der Weise gewählt werden, daß der kolorometrisch dosierte Strom eine Glukosekonzentration hat, die sich mit den Empfindlichkeitsgrenzen des Kolorimeters verträgt.

Alle oben angeführten Ergebnisse wurden ausgehend von einer Stärkedispersion durch Eindicken und Autoklavenbehandlung erhalten, wobei es sich um ein einfaches oder komplexes stärkehaltiges Substrat handelt.

bezüglich des Gewichtsverhältnisses der liydrolase (enthalten in einem z.B. am Einlaß des Hydrolysebehälters 24 in der Leitung IS zirkulierenden Segment der in Frage stehenden Mischung der Etärkedispersion und des enzymatischen Präparats) zur teilchenförmigen Probe des analysierten Substrats (enthalten im gleichen Abschnitt derselben Mischung) konnte bewiesen werden, daß es von Verhältnis zu Verhältnis beträchtlich erhöht werden konnte (etwa 10 bis 20%), das gemäß dem von Hand durchgeführten Verfahren des Stands der Technik aufgestellt wurde und vorzugsweise bei 4 bis 10 lag, und zwar aufgrund der folgenden Beschränkungen:

1) Für eine minimale Durchsatzmenge der in der Leitung 20 der Fig. 1 zirkulierenden liycrolase 2 hätte

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eine Leitung 19 (vgl. Fig. 2) verwendet werden müssen, deren Querschnitt gegenüber demjenigen der Leitung 20 das maximale Verhältnis überschreiten würde, das für die bei der Schlauchpumpe 62' verwendeten verschiedenen Leitungen zu beachten wäre, und zwar bei Beachtung des gemäß dem Stand der Technik verwendeten Verhältnisses Enzym Substrat. Man wählt daher die Beibehaltung einer normalen Abmessung für die Leitung 19 der Fig. und wählt entsprechend eine Zunahme der Abmessung der Leitung 20, was dann zur Zunahme des genannten Verhältnisses Enzym Substrat über die Werte des Stands der Technik führt.

2) Dieses Verhältnis Enzym Substrat darf jedenfalls nicht zu hoch sein, da ausgehend von einem den Wert 10 übersteigenden Verhältnis bewiesen werden konnte, daß die Hydrolyse dann unvollständig wurde, was ohne Zveifel bedingt ist durch eine Unterbindung der Hydrolysereaktion der Stärke oder der enzymatischen und kolorimetrischen Dosierung der Glukose durch einen ' Überschuß an Komponenten der Hydrolase.

Aber auch das gewählte Verhältnis Enzym Substrat muß ausreichend groß sein, um zu einer vollständigen Hydrolyse der Stärke zu führen. In dieser Hinsicht konnte bewiesen werden, daß das genannte Verhältnis kleiner als etwa 4 sein mußte. Das genannte Verhältnis Enzym Substrat ist vorzugsweise gleich etwa 7.

Hinsichtlich der Hydrolysedauer, d.h. der Dauer,während welcher die unterteilte Strömung der Mischung der Stärkedispersion und uer hydrolase im Hydrolysebehr.lter 24 zirkuliert, konnte ausgehend von verschiedenen stärkehaltigen Konzentraten festgestellt werden, daß die Umwandlung der Stärke zu Glukose gegen Ende von 30 Minuten beinahe vollständig ist. Daraus wird abgeleitet, daß die Hydrolysedauer gegenüber der gemäß dem Stand der Technik verwendeten Zeit wesentlich verringert werden kann, ohne jedenfalls kleiner als 3O Minuten zu sein. Aufgrund der zahlreichen durchgeführten Versuche kann man sagen, daß die Hydrolysedauer vorzugsweise zwischen etwa 60 und 90 Minuten liegen muß. Man kann auch sagen, daß diese Betriebsdauer ausreicht zum Gewährleisten eines vollständigen Abbaus der Stärke,

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273Ü806

und zwar unabhängig von deren physikalisch-chemischer Struktur und folglich unabhängig vom behandelten stärkehaltigen Substrat mit Ausnahme von gewissen dem Fachmann bekannten komplexen Substraten, die gegenüber der Dispersion besonders widerstandsfähig sind, z.B. den amylasereichen stärkehaltigen Substraten. Der ausgeführte Versuch hat insbesondere gezeigt, daß es nicht zweckmäßig ist, die Hydrolysezeit über 90 Minuten hinaus zu erhöhten, da man dann zur Bilcung einer Ablagerung innerhalb der Zirkulationsleitungen der Analysekette der Fig. 2, insbesondere innerhalb der Wicklung 25, gelangt, was ein zu häufiges Reinigen der Anordnung der analytischen Kette nach sich zieht, was mit dem gesuchten Zeitgewinn unverträglich ist.

Hinsichtlich des Einflusses der Hydrolysebedingungen auf die Eichkurve wird daran erinnert, daß gemäß der oben definierten Betriebsart nach der Erfindung die Glukoseeichprobe in der automatischen Dosierungskette von Fig. 2 dieselbe Behandlung wie die verschiedenen analysierten Proben erfährt. Das Betriebsprotokoll unterscheidet sich von dem gemäß dem Stand der Technik verwendeten (vgl. die Beschreibungseinleitung), da gemäß dem von Hand durchgeführten Verfahren die Eichprobe vor der kolorimetrischen Behandlung keine Hydrolyse erfährt. Es mußte folglich bestätigt werden, daß die von der Eichprobe gelieferten Werte im Fall einer automatischen Analyse nach der Erfindung denjenigen gleichwertig waren, die gemäß dem Stand der Technik erhalten wurden, d.h. gemäß dem von Hand durchgeführten Verfahren. Hierzu wurde eine Glukoseeichprobe zwei Stunden lang im Wasserbad bei 55°C bei dauerndem Umrühren hydrolysiert, d.h. unter denselben Hydrolysebedingungen wie die Leim Dosierverfahren nach dem Stand der Technik beschriebenen (vgl. Arbeitsschritt (3) der Beschreibungseinleitung) . Die für die verschiedenen Eichproben von glukosehaltigen Lösungen erhaltenen optischen Dichten sind identisch unabhängig davon, ob die in Frage stehenden Eichproben die oben definierte Hydrolyse erfahren haben oder nicht. Folglich ist es erfindungsgemäß durchaus möglich, die Eichprobe am gleichen Niveau wie die Stärkedispursionen einzuführen, d.h. am Einlaß

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der Leitung 19 der Fig. 2.

Hinsichtlich des Einflusses des gemäß dem Stand der Technik verwendeten bakteriziden Mittels (z.B. Natriummerthiolat), das die Entwicklung von die Glukose verschlechternden Bakterienstoffen während des einige Stunden bis Tage dauernden Zeitraums verhindert, der zwischen der enzymatischen Hydrolyse und der kolorimetrischen und enzymatischen Dosierung der Glukose liegt, konnte experimentell bestätigt werden, daß dieses Mittel eine Unterbindung der der Dosierung der Glukose dienenden Färbungsreaktion erzeugte, woraus sich eine starke Verminderung der Empfindlichkeit für die Dosierung der Stärke ergab. Nachdem es an verschiedenen Proben von stärkehaltigen Substraten, die nach dem Verfahren des Stands der Technik, d.h. von Hand, dosiert wurden, bestätigt wurde, daß das verwendete bakterizide Mittel, z.B. Natriununerthiolat, keinerlei Einfluß auf den Ertrag der Hydrolyse der Stärke an Glukose hatte, wurde dann das fragliche Mittel weggelassen. Dies heißt folglich, daß gemäß der Erfindung die unterteilte Strömung der in der Leitung 19 von Fig. 2 zirkulierenden Mischung der Stärkedispersion und der Hydrolase keinerlei bakterizides Mittel mehr enthält.

Hinsichtlich der Körnigkeit der behandelten teilchenförmigen Probe wurde durch zahlreiche Versuche dargelegt, daß diese höchstens gleich 0,4 mm sein sollte, und zwar in der Heise, daß Ergebnisse erzielt werden, die sich von den durch das Verfahren nach dem Stand der Technik, d.h. das von Hand durchgeführte Verfahren, nicht wesentlich unterscheiden.

Die die Erfindung und folglich das oben beschriebene automatische Stärkedosierverfahren charakterisierenden Betriebsbedingungen wurden wie oben angegeben, im Versuch näher bestimmt. Das automatische Verfahren nach der Erfindung wurde dann angewendet einerseits gemäß der Tabelle 5 bei an Stärke sehr reichen einfachen stärkehaltigen Substraten und andererseits gemäß Tabelle 6 bei stärkehaltigen komplexen Substraten. In jedem Fall wurden die

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gemäß der Erfindung erhaltenen Ergebnisse mit denjenigen verglichen, die gemäß dem Stand der Technik entsprechend dem in der Beschreibungseinleitung erläuterten von Hand durchgeführten Verfahren erhalten wurden.

Tabelle 5

	Analysen zahl	automatisches Ver fahren nach der Erfindung	von Hand geführ tes Verfahren nach dem Stand der Technik
Maisstärke	8	97,26 I 1,02	97,20 I 1,17
Kartoffelstär ke	8	99,89 £ 1,43	100,52 ^ 1,50
Reisstärke	2	97,20	95,30
Weizenstärke	2	96,45	95,80
Mittelwert aller Proben	20	98,23 c	98,20 c

Bemerkungen;

Die zugeordneten Zahlen für denselben Indexbuchstaben in derselben Zeile unterscheiden sich nicht wesentlich,

die statistische Analyse der Ergebnisse konnte in Anbetracht der geringen Zahl von dosierten Proben an den Proben von Reisstärke und Weizenstärke nicht durchgeführt werden.

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Tabelle 6

	automatisches Ver fahren nach der Erfindung	+ 1,16	von Hand Verfahren Stand der	geführtes nach dem Technik
Roggen	67,00	+ 0,03	65,50	+ 0,17
hartweizen	67,28	+ 0,03	68,03	± 0,12
weicher Weizen (ungesiebt)	62,96	+ 2,57	63,67	+ 0,86
weicher V/eizen (gesiebt)	67,18	+ 1,31	65,90	+ 0,72
ungeschälte Gerste	62,20	+ 0,51	61,29	+ 0,90
ungeschälte Gerste	63,86	+ 1,20	63,32	+ 0,91
ungeschälte Gerste	59,04	+ 0,78	58,56	+ 2,34
geschälte Gerste	67,44	+ 0,64	65,28	+ 0,68
geschälter Hafer	63,43	+ 1,52	62,05	+ 0,47
Mais	69,70	+ 1,94	71,05	i 1,36
undurchscheinender Mais 2	58,83	+ 0,77	63,99	+ 0,44
undurchscheinender Mais 2	62,11	+ 0,13	65,03	f 1,43
wachsartiger Mais	68,62	+ 1,45	69,31	t 0,04
Mohrenhirse	62,86	+ 0,64	66,10	+ 2,19
Triticum	64,79	± 0,94	60,80 -	t 1,93
kleine Saubohne	39,98	+ 1,63	40,35 ■	t 0,98
Erbsen	44,33	+ 1,30	44,67 ■	f 0,06
Maniokmehl	76,53	+ 0,99	78,43 ;	t 0,52
Bananenmehl	80,99	+ 0,65	79,06 ■	f 0,00
Süßkartoffelmehl	73,28	+ 0,08	72,49 :	t 0,08
Viehfutter	51,20	49,93 :	t 0,58

Bemerkung; Die Analysen wurden für jede Probe höchstens 6 mal wiederholt.

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Die in den Tabellen 5 und 6 angegebenen Analyseergebnisse sind zu verstehen in Gew.-% Stärke des Trockenmaterials des analysierten Substrats. Es wird somit die Gültigkeit der Arbeitsprinzipien nach der Erfindung in Abhängigkeit von den folgenden Beobachtungen demonstriert:

1) Hinsichtlich der im wesentlichen reinen Stärkearten (vgl. Tabelle 5) ist die Übereinstimmung zwischen dem automatischen Verfahren nach der Erfindung und dem von Hand durchgeführten Verfahren nach dem Stand der Technik eine hervorragende, teils für die Gesamtheit der untersuchten Substrate (20 experimentelle Ergebnisse), teils für die Gesamtheit der Substrate (Mais- und Kartoffelstärke), die in ausreichend großer Zahl (8) dosiert werden, damit eine statistische Analyse der Resultate ausgeführt werden kann. In allen Fällen bleiben die beobachteten Unterscheede gering und sind niemals wesentlich. Die Reprodu- ' zierbarkeit der Dosierung durch das von Hand durchgeführte Verfahren oder das automatische Verfahren ist im wesentlichen dieselbe. Die an 8 Proben berechneten Veränderungskoeffizienten liegen sehr nahe beieinander, und zwar unabhängig von der analysierten Probe (1,04 und 1,20 für Maisstärke, 1,43 und 1,49 für Kartoffelstärke).

2) Hinsichtlich der stärkehaltigen komplexen Substrate (vgl. Tabelle 6) sind die erhaltenen Ergebnisse insgesamt sehr zufriedenstellend. Die zwischen dem automatischen Verfahren nach der Erfindung und dem von Hand durchgeführten Verfahren nach dem Stand der Technik beobachteten Unterschiede sind nicht wesentlich, teils für die Gesamtheit der 21 verschiedenen Proben der dosierten stärkehaltigen Produkte, teils für die verschiedenen Arten von untersuchten Nahrungsmitteln (nämlich erstens 15 Getreidearten, zweitens zwei Hülsenfrüchte, drittens drei Mehlarten von stärkehaltigen Produkten und viertens ein Viehfutter). Die Reproduzierbarkeit des automatischen Verfahrens ist mit derjenigen des von Hand durchgeführten Verfahrens ver-

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gleichbar. Der an allen Ergebnissen berechnete mittlere Veränderungskoeffizient beträgt 1,49 bzw. 1,31%. Lediglich einige Abweichungen wurden für Stärkearten beobachtet, deren physikalisch-chemische Stuuktur über der Dispersion besonders widerstandsfähig ist (Mohrenhirse und undurchscheinender Mais 2). Abschließend erscheint es, daß für fast die Gesamtheit der in der Praxis verfügbaren stärkehaltigen Produkte die Automatisierung der enzymatisehen Hydrolyse Ergebnisse gibt, die mit denjenigen vergleichbar sind, die durch das von Hand durchgeführte Verfahren nach dem Stand der Technik erhalten werden.

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Claims (18)

27308Ü6 Patentansprüche

1. Verfahren zur Hydrolyse einer Stärkedispersion in einem wäßrigen Medium mittels einer wenigstens Glukoamylase enthaltenden Hydrolase, die die Umwandlung der Stärkedispersion zu im wäßrigen Medium gelöster Glukose und die Herstellung eines Hydrolysate ermöglicht, dadurch gekennzeichnet , daß die enzymatische Hydrolyse der Stärkedispersion ausgeführt wird

durch Bilden einer unterteilten Strömung eines Gemischs der Stärkedispersion und Hydrolase, wobei die unterteilte Strömung wenigstens einen zusammengesetzten Fluidstrom mit wenigstens einem Abschnitt der Mischung aufweist, der jeweils beiderseits von zwei Gaspuffern begrenzt wird, und

durch Zirkulierenlassen der auf diese Weise in einem Hydrolysebehälter gebildeten Strömung während einer Zeit, die ausreicht zum Umwandeln der im wäßrigen Medium dispergierten Stärke eines Abschnitts zu im wäßrigen Medium gelöster Glukose.

2. Verfahren zur gewichtsmäßigen Dosierung von Stärke und/oder einer ähnlichen Masse in ein zu analysierendes Substrat, bei dem:

a) eine teilchenförmige Probe des Substrats im wäßrigen Medium suspendiert wird und in diesem die in den Teilchen der Probe enthaltene Stärke dispergiert wird zur Herstellung einer Stärkedispersion im wäßrigen Medium,

b) wenigstens ein Teil der Stärkedispersion mittels einer wenigstens Glukoamylase enthaltenden Hydrolase hydrolysiert wird zur Umwandlung der dispergierten Stärke zu im wäßrigen Medium gelöster Glukose

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ORIGINAL INSPECTED

--*"- 2 7 3 O β Ο ti

und somit zur Herstellung eines Hydrolysate,

c) ausgehend vom Hydrolysat eine glukosehaltige Lösung bereitet wird mit wenigstens einem gegebenen Teil der sich aus der Hydrolyse der Stärke ergebenden Glukose,

d) eine Gewichtsdosierung der in der glukosehaltigen Lösung enthaltenen Glukose durchgeführt wird, woraus der Gewichtsanteil an Stärke des analysierten Substrats abgeleitet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang b) der enzymatischen Hydrolyse gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 ausgeführt wird

durch Bilden einer unterteilten Strömung eines Gemischs der Stärkedispersion und der Ilydrolase, wobei die unterteilte Strömung wenigstens einen zusammengesetzten Fluidstrom mit wenigstens einem Abschnitt der Mischung aufweist, der jeweils beiderseits von zwei Gasf.uffern begrenzt wird, und

durch Zirkulierenlassen der auf diese Weise in einem Hydrolysebehälter gebildeten Strömung während einer Zeit, die ausreicht zum Umwandeln der im wäßrigen Medium dispergierten Stärke eines Abschnitts zu im wäßrigen Medium gelösten Glukose.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch dauerndes Durchführen des Vorgangs c) zur Bereitung der Glukoselösung

durch Bilden einer unterteilten ersten Strömung des Hydrolysate mit wenigstens einem zusammengesetzten Fluidstrom mit wenigstens einem Abschnitt des Hydrolysate, der beiderseits durch zwei entsprechende Gaspuffer begrenzt wird,

durch Bildung einer unterteilten zweiten Strömung einer Gegendialyselösung mit wenigstens einem zusammengesetzten

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-f- 27308U6

Fluidstrom mit wenigstens einem Abschnitt der Gegendialyselösung, der jeweils beiderseits von zwei Gaspuffern begrenzt wird, und

durch in Gleichstrom und beiderseits einer Dialysewand erfolgendes Zirkulierenlassen der ersten bzw. der zweiten unterteilten Strömung, wobei durch deren Vermittlung mittels wenigstens teilweiser Diffusion von Glukose von einem Abschnitt des Hydrolysats zu einem Abschnitt der Gegendialyselösung erhalten werden: einerseits eine unterteilte Strömung des wenigstens teilweise glukosefreien Hydrolysats und andererseits einer unterteilten Strömung einer glukosehaltigen Lösung.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unterteilte Strömung des Hydrolysats ständig erhalten wird ausgehend von der unterteilten Strömung der hydrolysierten Mischung der Stärkedispersion und der Hydrolase,

durch Beseitigen der Unterteilung der Strömung der hydrolysierten Mischung, d.h. durch Beseitigen der Unterteilung wenigstens eines entsprechenden zusammengesetzten Fluidstroms, zu wenigstens einem Gasstrom, bestehend aus den verschiedenen Gaspuffern des zusammengesetzten Fluidstroms, und zu wenigstens einem nicht unterteilten Stron. der hydrolysierten Mischung, der durch die verschiedenen Abschnitte des zusammengesetzten Fluidstroms gebildet wird,

durch Trennen der verhältnismäßig feinen Teilchen des festen und im wäßrigen Medium der hydrolysierten Mischung unlöslichen Rests von wenigstens einer auf diese Weise erhaltenen nicht unterteilten Strömung, d.h. durch Trennen dieser nicht unterteilten Strömung in wenigstens einen ersten nicht unterteilten Strom, der die verhältnismäßig feinen Teilchen enthält, und in wenigstens einen nicht unterteilten zweiten Strom, der die verhältnismäßig großen Teilchen des festen Rests enthält, und

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'if" 273080b

durch erneutes Unterteilen der Strömung des Hydrolysate, d.h. durch ausgehend von wenigstens einem nicht unterteilten ersten Strom und von wenigstens einem Gasstrom aus erfolgende Rückbildung wenigstens eines zusammengesetzten Fluidstroms mit wenigstens einem Abschnitt des Hydrolysate, der jeweils beiderseits von zwei Gaspuffern begrenzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mittels Schwerkraft erfolgendes Trennen der verhältnismäßig feinen Teilchen von den verhältnismäßig großen Teilchen des festen und im wäßrigen Medium der hydrolysierten Mischung unlöslichen Rests.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispersionsvorgang der Stärke umfaßt: einerseits die Wirkung von Ultraschall auf die im wäßrigen Medium suspendierte teilchenförmige Probe und andererseits das Halten der Suspension der teilchenförmigen Probe auf einer Temperatur von etwa 90 bis 95°C.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unterteilte Strömung der Mischung der Stärkedispersion und der Hydrolase keinerlei bakterizides Mittel enthalten.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolysedauer, während welcher die unterteilte Strömung der Mischung der Stärkedispersion und uer Hydrolase im Hydrolysebehälter zirkuliert, wenigstens gleich 30 Minuten ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Hydrolyse etwa 60 bis 90 Minuten ist.

10. Verfahren nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchendurchmesser der zu analysierenden Substratprobe höchstens gleich 0,4 mm ist.

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11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkungsdauer des Ultraschalls etwa 4 bis 6 Minuten beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Hydrolase, die in einem Abschnitt der Mischung der Stärkedispersion und aer liydrolase enthalten ist, zur zu

analysierenden teilchenförmigen Probe des Substrats, das in demselben Abschnitt dieser Mischung enthalten ist, etwa 4 bis IO, vorzugsweise etwa 7, beträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärkedispersion in Anwesenheit eines chemischen Dispersionsmittels, vorzugsweise von Chloralhydrat, ausgeführt wird.

14. Automatische Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch eine erste Einrichtung für eine unterteilte Strömung einer Stärkedispersion mit wenigstens einer ersten Leitung für die Strömung eines zusammengesetzten Fluidstroms mit wenigstens einem Abschnitt der Stärkedispersion, der jeweils beiderseits durch einen Gaspuffer begrenzt ist,

durch eine zweite Strömungsrichtunq für wenigstens eine Hydrolase mit wenigstens einer zweiten Leitung

für die Strömung eines flüssigen Fluidstroms der Hydrolase,

durch eine erste Einrichtung zur Unterteilung der Strömung wenigstens einer Hydrolase mit wenigstens einer dritten Leitung, die an wenigstens einer zweiten Leitung abgezweigt ist für die Strömung eines Gasstroms, wobei die Unterteilungseinrichtung das periodische Einführen von gasförmigen Puffern beiderseits von flüssigen Abschnitten in den Flüssigkeitsstrom wenigstens der zweiten Leitung ermöglicht,

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273US(Jb

durch eine erste Einrichtung zur Vereinigung der unterteilten Strömung der Stärkedispersion und der unterteilten Strömung wenigstens der Hydrolase, die stromab

der ersten Unterteilungseinrichtung gelegen ist, und zwar in Strömungsrichtung der ilydrolase , und

die in der Vereinigung wenigstens der ersten und der zweiten Leitung besteht,

durch einen llydrolysebehälter, in dem ein Teil der ersten Strömungseinrichtung angeordnet ist und der stromab der ersten Vereinigungseinrichtung gelegen ist, und zwar in Strömungsrichtung der unterteilten Mischung der Stärkedispersion und der Hydrolase, und

durch eine Einrichtung, insbesondere eine proportional anpassende Pumpe, zur Zirkulation von Fluiden in der ersten und der zweiten Strömungseinrichtung, gegebenenfalls in der ersten¹ Unterteilungseinrichtung, der ersten Vereinigungseinrichtung ' und dem Hydrolysebehälter.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet

durch eine erste Einrichtung zur Beseitigung der Unterteilung der hydrolisierten Mischung der Stärkedispersion und der Hydrolase, wobei diese Einrichtung in Strömungsrichtung der Mischung stromab des Hydrolysebehälters angeordnet ist und wenigstens eine an wenigstens einer ersten Leitung abgezweigte vierte Leitung für die Strömung eines Gasstroms enthält, wobei die erste Einrichtung zur Beseitigung der Unterteilung ein Zerlegen des zusammengesetzten Fluidstroms wenigstens der ersten Leitung ermöglicht, und zwar in den Gasstrom, der durch die verschiedenen gasförmigen Puffer des zusammengesetzten Fluidstroms gebildet wird, und in einen nicht unterteilten Strom der hydrolysierten Mischung, der durch die verschiedenen Abschnitte des zusammengesetzten Fluidstroms gebildet wird,

durch eine in Strömungsrichtung der hydrolysierten Mischung stromab der ersten Unterteilungseinrichtung gelegene Klär-

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einrichtung, die ein Trennen der verhältnismäßig feinen Teilchen des festen und im wäßrigen Medium der hydrolysierten Mischung unlöslichen Rests von wenigstens einem nicht unterteilten Strom der hydrolysierten Mischung ermöglicht, wobei die Kläreinrichtung wenigstens eine fünfte Leitung enthält, die etwa senkrecht an wenigstens einer etwa waagerechten ersten Leitung abgezweigt ist, wobei die fünfte Leitung für die Strömung eines nicht unterteilten Hydrolysatstroms bestimmt ist, der die verhältnismäßig feinen Teilchen des festen Rests enthält,

durch eine in Strömungsrichtung wenigstens eines nicht unterteilten Hydrolysatstroms stromab der Kläreinrichtung gelegene Einrichtung zur erneuten Unterteilung der Strömung des Hydrolysats, mit wenigstens einer sechsten Leitung, die an wenigstens der fünften Leitung abgezweigt ist für die Strömung eines Gasstroms, wobei die Wiedervereinigungsrich- , tung ein periodisches Einführen der gasförmigen Puffer beiderseits der Hydrolysatabschnitte in den Hydrolysatstrom wenigstens der fünften Leitung ermöglicht, und

durch die Zirkulationseinrichtung, die gegebenenfalls die Strömung von Fluiden in der Einrichtung zur erneuten Unterteilung ermöglicht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet

durch eine dritte Strömungseinrichtung für wenigstens eine Gegendialyselösung mit wenigstens einer siebten Leitung für die Strömung eines flüssigen Stroms der Gegendialyselösung,

durch eine zweite Einrichtung zur Unterteilung der Strömung der Gegendialyselösung mit wenigstens einer achten Leitung, die an wenigstens einer siebten Leitung abgezweigt ist, für die Strömung eines Gasstroms, wobei die Unterteilungseinrichtung ein periodisches Einführen von gasförmigen Puffern beiderseits der flüssigen Abschnitte in den flüssigen Strom wenigstens der siebten Leitung ermöglicht,

durch die Zirkulationseinrichtung, die die Strömung des flüs-

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sigen Stroms und gegebenenfalls des gasförmigen Stroms wenigstens in der siebten Leitung bzw. gegebenenfalls in der achten Leitung ermöglicht, und

durch eine Dialysezelle, die beiderseits einer Dialysewand enthält: einerseits ein erstes Abteil, das mit einem an wenigstens einer fünften Leitung abgezweigten ersten Einlaß für die unterteilte Strömung des Hydrolysate und mit einem ersten Auslaß für eine unterteilte Strömung des wenigstens teilweise glukosefreien Hydrolysate versehen ist, und andererseits ein zweites Abteil, das versehen ist mit einem zweiten Einlaß, der an wenigstens einer zweiten Leitung abgezweigt ist für die unterteilte Strömung der Gegendialyselösung und mit einem zweiten Auslaß für eine unterteilte Strömung einer glukosehaltigen Lösung, wobei die beiden Einlasse der Dialysezelle auf derselben Seite der Dialysezelle und die beiden Auslässe auf der gegenüberliegenden Seite gelegen sind. ,

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet

durch einen Drehtisch mit mehreren Gehäusen zur jeweiligen Aufnahme mehrerer Proben eines zu behandelnden Materials, wobei die Gehäuse auf dem Drehtisch regelmäßig und kreisförmig verteilt sind,

durch eine mit dem Drehtisch verbundene Heizeinrichtung, die das Halten der Mehrzahl der Gehäuse auf einer gegebenen Temperatur ermöglicht,

durch eine bewegliche Ultraschallsonde in Beziehung mit den verschiedenen Gehäusen des Drehtische,

durch eine bewegliche Entnahmevorrichtung für die verschiedenen behandelten Proben in Beziehung mit den verschiedenen Gehäusen des Drehtische, die gegenüber der Ultraschallsonde im Winkel versetzt ist,

durch eine Einrichtung zum periodiechen Drehen des Drehtische, und

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durch eine mit der Dreheinrichtung synchronisierte Verschiebungseinrichtung der Ultraschallsonde und der Entnahmevorrichtung,

woraus sich die Möglichkeit ergibt, die verschiedenen im
wäßrigen Medium suspendierten teilchenförmigen Proben des
analysierten Substrats zu behandeln und die von den Teilchen der teilchenförmigen Probe enthaltene Stärke durch Ultraschallwirkung im wäßrigen Medium zu dispergieren.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärkedispersion im wäßrigen Medium durch einen Arbeitsschritt erhalten wird, bestehend aus

einem Einwirkenlassen des Ultraschalls auf an sich bekannte Weise auf die im wäßrigen Dispersionsmedium suspendierte teilchenförmige Probe, und

einem Aufrechterhalten der Suspension der teilchenförmigen Probe auf einer Temperatur von etwa 90 bis 100 C, vorzugsweise etwa 9O bis 95°C.

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