DE855830C

DE855830C - Process for purifying starch by enzymatic means

Info

Publication number: DE855830C
Application number: DEST3209A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Chem Dr Wegner; Ottomar Dipl-Chem Dr Wolff
Original assignee: STARCOSA GES ZUR ERRICHTUNG VO
Current assignee: STARCOSA GES ZUR ERRICHTUNG VO
Priority date: 1951-03-25
Filing date: 1951-03-25
Publication date: 1952-11-17

Description

Verfahren zur Reinigung von Stärke auf enzymatischem Wege Das Ziel der Stärkefahrikation ist es, die im Rohstoff enthaltene Stärke möglichst vollständig und in möglichst hoher Reinheit zu gewinnen. Unter den, insbesondere hei Getreidestärken, zu nennenden Begleitstoffen sind es vor allem Eiweißkörper und Fett, die von der Stärke infolge ihrer Adsorptionskraft besonders festgehalten werden und bei der weiteren technischen Verarbeitung vielfach stören. Das Eiweiß führt z. B. bei der Säurehydrolyse (Verzuckerung der Stärke) zu starken Trübungen und Verfärbungen der Säfte und erfordert bei der Beseitigung dieser unerwünschten Nebenerscheinungen einen besonderen Aufwand an Klärungs- und Entfärbungsmitteln; ein höherer Eiweißgehalt macht die Stärke für die genannten Zwecke überhaupt unbrauchbar. Das aus dem Keimöl stammende Fett haftet ebenfalls sehr hartnäckig am Stärkekorn und kann nach einer gewissen Lagerzeit leicht zum Ranzigwerden der Stärkeveredelungserzeugnisse (z. 13. Puddingmehl) führen. Nach den gebräuchlichen technischen Verfa'hren sind Fett und besonders Eiweißstoffe in manchen Fällen schwer zu entfernen, so daß gewisse abfallende Stärkesorten, z. B. Weizenkleberstärke, stets einen verhältnismäßig hohen Eiweißgehalt besitzen.Process for the purification of starch by enzymatic means The goal the starch risk is to use the starch contained in the raw material as completely as possible and to be obtained in the highest possible purity. Among the, especially in the case of grain starches, Accompanying substances to be mentioned are mainly protein and fat that are produced by the Strength due to its adsorptive power are particularly retained and in the often interfere with further technical processing. The protein leads z. B. at the Acid hydrolysis (saccharification of the starch) to strong cloudiness and discoloration of the Juices and requires in eliminating these undesirable side effects a special effort in clarifying and decolorizing agents; a higher protein content makes the starch unusable for the purposes mentioned. That from the germ oil originating fat also adheres very stubbornly to the starch grain and can after a for a certain storage time that the starch refined products (e. 13. custard flour). According to the usual technical procedures, they are fat and especially proteins difficult to remove in some cases, so that certain falling starches, e.g. B. wheat gluten starch, always a relatively high one Have protein content.

Es wurde nun gefunden, daß es auf enzymatischem Wege möglich ist, die genannten Begleitstoffe soweit zu entfernen, daß sie bei der weiteren Ver- arbeitung der Stärke nicht mehr stören. Das ist der Fall, wenn der Eiweißgehalt unter 0,5 O/o und der Fettgehalt unter 0,I °/o liegt. Man führt den enzymatischen Reinigungsprozeß in der Weise durch, daß man die Stärke in wäßriger Suspension (Stärkemilch) mit den Enzymen reagieren läßt, wobei man zweckmäßigerweise rührt, damit die Stärke nicht absetzt. Die proteolytisch wirksamen Enzyme können verschiedener Art sein, z. B. Pepsin, Trypsin, Proteasen aus Schimmelpilzen u. a. Die fettspaltenden Enzyme (Lipasen) können tierischer oder pflanzlicher Herkunft sein. Die Enzympräparate brauchen nicht besonders rein zu sein, sondern können in der für technische Prozesse üblichen Beschaffenheit verwendet werden. Die anzuwendende Enzymmenge richtet sich nach der Aktivität des Präparates und dem Eiweißgehalt des Substrats. Es ist zweckmäßig, die für das angewandte Enzym optimalen Bedingungen hinsichtlich des pH-Wertes und der Temperatur einzuhalten. It has now been found that it is possible by enzymatic means to remove the accompanying substances mentioned to the extent that they are work no longer disturb the strength. That is the case when the protein content is below 0.5 O / o and the fat content is below 0.1 ° / o. The enzymatic cleaning process is carried out in such a way that the starch in aqueous suspension (starch milk) with lets the enzymes react, stirring expediently, so that the starch does not settle. The proteolytically active enzymes can be of various types, z. B. pepsin, trypsin, proteases from mold fungi and others. The fat-splitting enzymes (Lipases) can be of animal or vegetable origin. The enzyme preparations do not need to be particularly pure, but can be used for technical processes usual properties. The amount of enzyme to be used depends according to the activity of the preparation and the protein content of the substrate. It is appropriate the optimal conditions for the enzyme used in terms of pH and to maintain the temperature.

Die enzymatische Wirkung kann verbeslsert werden, indem man die Stärkemilch mit schwachem Alkali vorbehandelt, um die zu entfernenden Stoffe (Eiweiß und Fett) für die Enzyme leichter angreifbar zu machen. Die Eiweißstoffe gehen bei dem vorliegenden Verfahren nicht verloren, sondern werden nur in wasserlösliche Abbauprodukte übergeführt; ihre Wiedergewinnung kann in gleicher Weise durch Eindampfen der wäßrigen Lösung geschehen, wie es bei der Aufarbeitung des Kleberwassers in der Getreidestärke-Industrie (Maisstärkefabrikation) üblich ist. The enzymatic effect can be improved by adding the starch milk pretreated with a weak alkali to remove the substances to be removed (protein and fat) to make it easier for the enzymes to attack. The proteins go with this one Processes are not lost, but are only converted into water-soluble degradation products; They can be recovered in the same way by evaporating the aqueous solution happen, as is the case with the processing of the gluten water in the corn starch industry (Corn starch production) is common.

Es ist nach dem vorliegenden Verfahren weiterhin möglich, die Wirkung mehrerer Enzyme zu kombinieren, indem man sie, wenn sie das gleiche pH-Optimum besitzen, gleichzeitig, oder, wenn sie ein verschiedenes pH-Optimum aufweisen, nacheinander anwendet. Es läßt sich auf diese Weise z. B. die Wirkung einer Protease und einer Lipase kom-,inieren. Zur Verbesserung ihrer Farbe können die gereinigten Stärken anschließend mit sehr verdünnter Natriumhypochloritlösung oder einem anderen in gleicher Weise lvirkenden Bleichmittel behandelt werden. Die Aufbereitung der gereinigten Stärkemilch erfolgt in üblicher Weise durch Absitzenlassen oder Zentrifugieren und anschließendes Trocknen. It is still possible according to the present method to have the effect combine several enzymes by combining them when they have the same optimum pH, at the same time, or, if they have a different pH optimum, one after the other applies. It can be used in this way, for. B. the action of a protease and one Combine lipase. The starches can be cleaned to improve their color then with very dilute sodium hypochlorite solution or another in bleaching agents that act in the same way are treated. The preparation of the cleaned Starch milk is made in the usual way by allowing it to settle or centrifuging and subsequent drying.

Beispiele I. Milostärke wird mit Wasser zur Stärkemilch von etwa 10 bis 150 Be angerührt, durch Zugabe von Sodalösung auf ein p, von 8 bis 9 gebracht, mit einem trypsinhaltigen Enzympräparat versetzt und unter Erwärmen auf 30 bis 400 mehrere Stunden gerührt. Anschließend wird die Stärke in üblicher Weise vom Wasser getrennt, gegebenenfalls nachgewaschen und zum Schluß getrocknet. Eiweißgehalt vor der Behandlung I,3 O/o (i. Tr. Sbst.), nach der Behandlung 0,3 O/o 2. Kleberstärke (Weizenstärke IIa) wird mit Wasser zur Stärkemilch angerührt, durch Zugabe von Sodalösung auf ein PH von 7 bis 8 gebracht, mit einem aus Schimmelpilzen bereiteten proteolytisch wirksamen Enzympräparat versetzt und unter Èrwärmen auf 30 bis 400 mehrere Stunden gerührt. Examples I. Milo starch becomes starch milk of about 10 to 150 Be mixed, brought to ap, from 8 to 9 by adding soda solution, mixed with a trypsin-containing enzyme preparation and heated to 30 to 400 stirred for several hours. The starch is then removed from the water in the usual way separately, optionally rewashed and finally dried. Protein content the treatment I, 3 O / o (i. Tr. Sbst.), after the treatment 0.3 O / o 2nd adhesive strength (Wheat starch IIa) is mixed with water to the starch milk by adding soda solution brought to a pH of 7 to 8, with a proteolytic prepared from molds An effective enzyme preparation is added and heated to 30 to 400 hours for several hours touched.

Man gibt die Stärkemilch dann zur Abtrennung der Fasern (Kleiereste) zweckmäßigerweise über ein Raffiniersieb und arbeitet anschließend in üblicher Weise auf. Eiweißgehalt vor der Behandlung 2,5 °/o (i. Tr. Sbst.), nach der Behandlung 0,4 O/o.The starch milk is then added to separate the fibers (residues of gluten) expediently through a refining sieve and then works in the usual way on. Protein content before treatment 2.5 per cent (i. Drop. Sbst.), After treatment 0.4 o / o.

3. Kleberstärke wird mit o,250/oiger Natronlauge zur Stärkemilch angerührt und mehrere Stunden bei Raumtemperatur oder auch unter schwachem Erwärmen (30 bis 400) gerührt, dann läßt man die Stärke absitzen, trennt die überstehende bräunlichgelb gefärbte Lauge möglichst vollständig ab, rührt die Stärke mit frischem Wasser zur Stärkemilch von IO bis 200 Be an, stellt durch Zugabe von Salzsäure auf einen pH-Wert von I bis 2 ein, gibt Pepsin oder ein pepsinhaltiges Enzympräparat zu und rührt einige Stunden unter Erwärmten auf 30 bis 400 I)ann neutralisiert man mit Sodalösung, gibt die Stärkemilch zur Abtrennung der Robfaser (Kleiereste) über ein Raffiniersieb und arbeitet anschlieflend in üblicher Weise auf. Eiweißgehalt vor der Behandlung 4,1 0/o (i. Tr. Sbst.), nach der Behandlung 0,4 O/o. 3. Glue starch is made into starch milk with 0.250% sodium hydroxide solution stirred and several hours at room temperature or with gentle heating (30 to 400) stirred, then the starch is allowed to settle, the supernatant is separated If the brownish yellow lye is removed as completely as possible, the starch is stirred with fresh Water for starch milk from IO to 200 Be, sets up by adding hydrochloric acid a pH value of 1 to 2, gives pepsin or an enzyme preparation containing pepsin and stirred for a few hours while heating to 30 to 400 l) ann is neutralized with soda solution, transfers the starch milk to separate the rob fibers (residues of gluten) a refining sieve and then works up in the usual way. Protein content before the treatment 4.1% (i. drop. Sbst.), after the treatment 0.4%.

4. Maisstärke wird mit Wasser zur Stärkemilch angerührt, durch Zugabe von Sodalösung auf ein p, von etwa 8 gebracht und mit einem gemischten Enzympräparat, das Schimmelpilz- und Pankreasprotease enthält, versetzt. Man rührt mehrere Stunden unter Erwärmen auf 30 bis 400 und arbeitet anschließend in üblicher Weise auf. Eiweißgehalt vor der Behandlung I,3 O/o (i. Tr. Sbst.), nach der Behandlung 0,3 0/0. 4. Corn starch is mixed with water to the starch milk by adding from soda solution to ap, brought from about 8 and with a mixed enzyme preparation, which contains mold and pancreatic protease. The mixture is stirred for several hours with heating to 30 to 400 and then works on in the usual way. Protein content before the treatment I, 3 O / o (i. Tr. Sbst.), after the treatment 0.3 0/0.

5. Maisstärke (ranzig) wird mit Wasser zur Stärkemilch angerührt, durch Zugabe von Sodalösung auf ein p, von 8 bis 9 gebracht und mit einem gemischten Enzympräparat, das Pankreasprotease und Lipase enthält, versetzt. Man rührt mehrere Stunden unter Erwärmen auf 30 bis 400, arbeitet anschließend in üblicher Weise auf. Eiweißgehalt vor der Behandlung 1,2 O/o (i. Tr. Sbst.), nach der Behandlung 0,2 0/0. Der ranzige Geruch und Gesclh,mack Ider Maisstärke sind versPhxvunden (Puddingprobe). 5. Corn starch (rancid) is mixed with water to make starch milk, by adding soda solution to ap, brought from 8 to 9 and mixed with a Enzyme preparation containing pancreatic protease and lipase added. Several are stirred Hours with heating to 30 to 400, then works on in the usual way. Protein content before treatment 1.2% (i. Drop. Sbst.), After treatment 0.2 0/0. The rancid smell and smell of the cornstarch are viscous (pudding sample).

6. Kleberstärke wird mit o,250/oiger Natronlauge zur Milch angerührt und mehrere Stunden bei Raumtemperatur oder unter schwachem Erwärmen (30 bis 400) gerührt; dann läßt man die Stärke absitzen, zieht die überstehende bräunlichgelb gefärbte Lauge möglichst vollständig ab und rührt die Stärke mit frischem Wasser zur Stärkemilch von IO bis 200 Be an, man stellt auf einen pH-Wert von 8 bis 9 ein, gibt ein proteolytisch wirkendes Enzympräparat zu und rührt mehrere Stunden, wobei man die Temperatur zwischen 30 und 400 hält. Für die Nachbehandlung mit Natriumhypochlorit oder einem anderen Bleichmittel kann man das eiweiß'haltige Wasser zuvor abziehen und erneuern, oder das Bleichmittel auch sofort zugeben. Vom Natriumhypochlorit setzt man soviel zu der Stärkemilch, daß Jodkaliumstärkepapier gerade deutlich gebläut wird, läßt einige Stunden einwirken, wobei man zweckmäßigerweise rührt, und gibt die Stärkemilch an- schließend zur Entfernung der Rohfaser (Kleiereste) über ein Raffiniersieb. Dann neutralisiert man mit Säure, wäscht die Stärke aus und arbeitet sie in üblicher \\reise auf. Eiweißgehalt vor der Behandlung 2,5 0/0 (i. Tr. Sbst.), nach der Behandlung 0,280/0. rATENTANSPRCCHE: I. Verfahren zur Reinigung von Stärke, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stärke in wäßriger Suspension mit einem eiweiß- und (oder) fettspaltenden Enzym behandelt. 6. Glue starch is mixed with 0.25% sodium hydroxide solution to the milk and several hours at room temperature or under gentle heating (30 to 400) touched; then let the starch settle, pulling the protruding brownish-yellow Remove the colored lye as completely as possible and stir the starch with fresh water for starch milk from IO to 200 Be, adjust to a pH value of 8 to 9, adds a proteolytic enzyme preparation and stirs for several hours, whereby the temperature is kept between 30 and 400. For post-treatment with sodium hypochlorite or another bleaching agent can be used to remove the protein-containing water beforehand and renew, or add the bleach immediately. From sodium hypochlorite you add so much to the starch milk that potassium iodine starch paper just clearly blues is allowed to act for a few hours, stirring expediently, and gives the starch milk closing to remove the crude fiber (glue residue) through a refining sieve. Then you neutralize with acid, wash off the starch and works it up in the usual \\ trip. Protein content before treatment 2.5 0/0 (i. Tr. Sbst.), after treatment 0.280 / 0. CLAIM TO ADVISE: I. Methods for cleaning up of starch, characterized in that the starch in aqueous suspension with treated with a protein and (or) fat-splitting enzyme.

Claims

2. The method according to claim I, characterized in that different Uses enzymes side by side or one after the other.

3. The method according to claim I and 2, characterized in that one works in the optimum temperature and p, range for the enzyme used.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that one subjecting the starch to an alkaline pretreatment.

5. The method according to claim I to 4, characterized in that one the starch to improve its color after treatment with sodium hypochlorite or another bleach.

6. The method according to claim I to 5, characterized in that enzyme preparations are used in the properties customary for technical processes.