DE3238693A1

DE3238693A1 - Verfahren zur herstellung von hochreiner isomaltose

Info

Publication number: DE3238693A1
Application number: DE19823238693
Authority: DE
Inventors: Toshio Miyake; Shuzo Okayama Sakai; Takashi Soja Okayama Shibuya
Original assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK; Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1983-05-26
Also published as: FR2515186A1; JPS5872598A; DE3238693C2; US4521252A; FR2515186B1; JPS6250477B2

Description

Anmelder: Kabushiki Kaisha Hayashibara Retbutsu Kagaku Kenkyujo, Japan

Verfahren zur Herstellung von hochreiner Isomaltose

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochreiner Isomaltose.

Ks 1st bekannt, daß Isomaltose ein■Disaccharid geringer SIlBe ist, das man in Spuren in manchen Nahrungsmittelprodukten, z.B. fermentierten Nahrungs- bzw. Futtermitteln findet und das man in einer beträchtlichen Menge von bis zu 10 bis PS Gew.-%, bezogen auf den trockenen Feststoff (wnhfM alle Prozentangaben in diesem Zusammenhang "Gewichts-Prozente, bezogen auf den trockenen Feststoff" bedeuten, wenn nichts anderes angepeben ist) durch reversible Reaktion bzw. Reversion unter Verwendung eines sauren Katalysators bzw. Sfturekatalysators oder Glucoamylase, durch eine GlueoseHbertragungsreaktion von Maltose oder Maltodextrin unter Verwendung von oi-Glucosidase (trans-Glucosidase) oder durch partielle Hydrolyse von Dextran erhalten kann.

l'av;!f,hihara-3^r->67

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BAD Oi=IIGfNAL

Die baldige Entwicklung einer Herstellungamethode des Ausgangsstoffs Isomaltose In technischen MnFVstab und bei geringen Kosten in möglichst hoher Reinheit ist außerordentlich wünschenswert, weil man neuerdings festgestellt hat, daß Isomaltitol bzw. Isomaltit, ein hydriertes Produkt von Isomaltose, als wenig kari.op.ener und kalorienarmer Süßstoff verwendbar ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung hochreiner Isomaltose vorzusehen, das im technischen Maßstab durchführbar ist.

Krf1ndungsgemnß wurde festgestellt, daß man eine große Menge an hochreiner Isomaltose leicht erhalten kann, indem man eine einzusetzende Zuckerlösung mit einem Gehalt an Inornaltose einer ,SMuIe zuführt, die mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz in ner Alkalimetall- oder Erdalknl 1 metal !form gepackt ist; durch Zuführen von V'asser die Lönung in eine Fraktion mit einem hohen Tsomaltodextringehalt, eine Fraktion mit einem hohen Isoma]todextrin/ Isomnltosegehalt„ eine Fraktion mit einem hohen Tsornaltosegehalt, eine Fraktion ta't ein^m hohen Tsomaltosp /Glucose-P.ehalt und eine Fraktion mit einem hohen Glucosegohalt in diener ?!eihpnfoloe fraktioniert; und die Fraktion mit dem hohen Tsomaltosegehalt mit einem Isomaltosegehalt von 40 °f oder mehr gewinnt.

Ferner wurde erfIndungsgem'rfß festgestellt, daß man die gewünschte hochreine Isomaltose reproduzierbar durch Anwendung eines Verfahrens erhalten kann, wobei man die einzusetzende Zuckerlösung der Sh'ule zusammen mit der vorher erhaltenen Fraktion bzw. mit den vorher erhaltenen Fraktionen mit einem hohen Tsomaltodextrin/Isomaltosegehalt und/ odor hohem Tsomaltose/Olucosegehalt zuführt, und wobei man die erhaltenen Fraktionen bzw. die erhaltene Fraktion mit einem hohen Isomaltodextrin/Isomaltosegehalt und/oder hohem Isomaltose/Glucosegehalt der SMuIe zusammen mit einer frischen einzusetzenden Zuckerlösung in der nh'chsten

BAD ORIGINAL

Fraktionierungsstufe zuführt, wodurch man eine Herstellung im technischen ?1aRstab von hochreiner Isomaltose bei geringen Kosten ermöglicht. Die Ausdrücke "Fraktion mit einem hohen A-Gehalt" und "Fraktion mit einem hohen A/R-Gehalt" bezeichnen 1n diesem Zusammenhang die eluierten Fraktionen, die A oder A und τ> als vorwiegenden Bestandteil bzw. vorwiegende bestandteile enthalten, und der Ausdruck "Isomal todextrln" bedeutet "Isomnltodextrine mit einem Polymer inationsgrad, der höher als jener von Isomaltose ist".

Die Erfindung wird durch Figuren naher erläutert. Es zeigen

- Fi p.ur 1 das i\luierungr>muster der eingesetzten Zuckerlösung nach der Fraktionierung, wobei die Fraktionen A bis F die Fraktion mit einem hohen Tsomaltodextrinp.ehal t, die Fraktion mit einem hohen Isornaltodextri η/Isomaltosegehalt, die Fraktion mit einen hohen Isomaltosegehalt, die Fraktion mit einem hohen Isomaltose/Glucosegehalt hzv/. die Fraktion mit einem hohen Glucosegehalt bezeichnen.

- Figur ?. das FIu^dtagramm des Verfahrens zur Herstellung

von hochreiner IsoTial tose, wobei die Fraktionen A his F das Fluierunpsmuster wie in Figur 1 zeigen und die nachstehenden Symbole die folgende Bedeutung haben: G = Glucose; GA = Stufe der enzymatisehen Reaktion durch Glucoamylase; Γ5 = eingesetzte Zuckerlösung; R = Fraktionierungsstufe mit dem Harz; V = Konzentrierungsstufe; P = hochreines Isomaltoseprodukt.

Die einzusetzende Zuckerlösung, die man erfindungsgemiiß verwenden kann, kann eine Lösung mit einem Gehalt an Iso-

l'ayar,hibara-3^rvß7 -4-

maltose sein, die eine Fraktion mit einem hohen Isomaltosegehalt von 40 ^. oder mehr in hoher Ausbeute liefert, wenn man sie der Fraktionierung p.emMR der Erfindung unterwirft: Beispielsweise kann die einzusetzende Zuckerlösung vorzugsweise ein Produkt der Reversion von Glucose sein, das man unter Verwendung eines sauren Katalysators oder von Olucoamylase (KC 3.2.1.3) erhalten hat; ein Produkt der Olukoseiibertra^unp; sein, das man unter Verwendung-von «f-Olucosidase (EC 3„3.I₀PO) erhalten hat; oder ein partielles Hydrolysat von Dextran sein; der Isomaltose^ehalt sollte jedoch mindestens 7 % he tränen.

Wenn man die einzusetzende Zuckerlösung unter Verwendung von Crlucoamylase herstellt, kann man eine wässrige Lösung eines bestimmten partiellen· hydrolysates von Stärke, z.B. Maltose, F^altodextrin, "aissirun bzw. Kornsirup, Dextrin oder Mischungen davon im allgemeinen ..in einer Konzentration von etwa 40 bis RO Gew.-"'· anstelle einer wässrigen Glucoselösunp, verwenden.

Wenn man die einzusetzende Zuckerlösung unter Verwendung von @|-01ucosidase herstellt, setzt man eine wHssrip/e LKsun.σ eines partiellen Hydrolysates von Stärke, z.B. ^r1altose₅ !^altodextrin, ^aissirup bzw. Kornsirup, Dextrin oder ?°ischunp,en davon im allgemeinen in einer Konzentration von etwa 5 Gew.-°< einem sauren Katalysator aus und neutralisiert die erhaltene Lösunp.smtschunp;; oder man unterwirft wahlweise dazu die Dextranlösunp, der enzymatischen Hydrolyse mit entweder Dextranase (EC 3.2.1.11) oder Isomaltodextranase (EC 3,2.1.94).

Als stark saures Kationenaustauscherharz in der Alkalimetallform oder Erdalkalimntallform, das man erfindunp.sp.emMn verwenden kann, kann man ein oder mehrere Styrol/Div1nylbenzol-Mischnolymerharze verwenden, die beispielsweise Sulfonylcrruppen in der Alkallmetall- oder Erdalkali-

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BAD ORIÖINAL

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metallform tragen, z.B. mit Na⁺-, K⁺-, Ca²⁺- oder Mg²⁺- Ionen: Im Handel erhaltliche Harze sind beispielsweise Dowex -5OWX2, Dowex 5OV/X4 und Dowex 5OWX8 von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA, Amberlite CO-120 von Rohm

6 Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania, USA, XT-1O22E von Tokyo Chemical Industries, Kita-ku, Tokyo, Japan, und Diaion SK IB, Diaion SK 10? und Diaion SK 104 von Mitsubishi Chemical Industries Limited, Tokyo, Japan. Alle diese Harze weisen eine ausgezeichnete Fraktionierungswirkung zur Gewinnung der Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt auf und sind sehr wärme- und abriebbestSnd1p. und demgemäß vorteilhaft zur Herstellung hochreiner Isomaltose im technischen ^Maßstab geeignet.

Im erfindungsgemäßen Verfahren packt man das Harz mit einer nominellen Teilchengröße von etwa 0,01 bis 0,5 mm in einer wHssrigen Suspension in eine oder mehrere Säulen. Die erf 1 ndungr.gemäß bevorzugte Bett-Tiefe beträgt 7 m oder mehr. Wenn man zwei oder mehr Säulen verwendet, schaltet man sie derart hintereinander, daß man eine Oesamtbett-Tiefe von 7 m oder mehr erhält.

Wenn man eine Säule mit einer Bett-Tiefe von weniger als

7 m verwendet, kann man die Fraktionen der Säule in der Flulerungsreihenfolge wieder zuführen und sie darin wieder fraktionieren, so daß die ^ett-Tiefe des gesamten Kontaktes des Harzes mit der eingesetzten Zuckerlösung 7 m oder mehr beträgt, bis man die Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt gewinnt.

Als erfindungsgemäß verwendbare Säule kann man eine beliebige Säule unabhängig von ihrem Material, ihrer Größe und Form verwenden, sofern man damit die erfindungsgemäße Aufgabe Ionon kann: Die Säule kann beispielsweise aus Glas, Kunststoff oder rostfreiem Stahl sein; und ihre Form ist z.B. zylindrisch oder die einer quadratischen

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Säule, sollte Jedoch derart ausgebildet sein, daß sie möglichst wirksam eine laminare Strömung ergibt, wenn man die einzusetzende Zucke rl b"sung der Säule zufUhrt, die mit dem Harz gepackt ist.

Machstehend wird die Erfindung anhand von Ausflihrungsbeispielen nMher erläutert.

Nachdem man das stark saure Kationenaustauscherharz in der Alkalimetallform oder Erdalkalimetallform in einer wässrigen Suspension in eine oder mehrere Säulen bis zu einer Oesamtbett-Tiefe von 7 m oder mehr gepackt hat, führt man der Säule bzw. den Säulen die einzusetzende Zuckerlösung einer Konzentration von etwa 10 bis 70 0ew.-?£ in einer Menge von etwa 1 bis 60 Vol.-^ zu (bezogen auf das Bettvolumen) und führt danach aufwärts oder abwärts V/asser in einer Flußrate mit einem SV-Wert von etwa 0,1 bis 2,0 zu, bewirkt die Fraktionierung der eingesetzten Zuckerlösung in eine Fraktion mit hohem Isomaltodextringehalt,, eine Fraktion mit einem hohen Isomaltodextrin/Isomaltosegehalt, eine Fraktion mit einem hohen iBomaltosegehalt, eine Fraktion mit einem hohen Isomaltose/Olucosegehalt und in eine Fraktion mit einem hohen Qlucosegehalt in dieser Reihenfolge, v/obei man die Temperatur in der Säule bzw. in den Säulen bei 45 bis 85 C hält, und gewinnt danach die Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt mit einem Isomaltosegehalt von 40 ⁰A oder mehr.

Obwohl man die Eluate periodisch in Portionen von Jeweils etwa 1 bis ?0 Vol.-?£ sammeln kann (bezogen auf das Rettvolu men), kann man sie auch automatisch in die genannten Fraktionen zerlegen.

Wenn man die einzusetzende Zuckerlösung der Säule vor, nach oder zusammen mit der Zufuhr der vorher erhaltenen Fraktion bzw. Fraktionen mit einem hohen Isomaltodextrin/

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BAD ORiQiMAL

·· ··■-'·· - — 3238S93

-Tf-

• /it) · .

Isomaltosepehalt und /oder hohen Isomaltose/Olucoseflehalt zuführt, kann man die Wassermenp;e, dte nan zur wesentlichen Fraktionlerunq der eingesetzten Zuckerlösung benHtifl-t, auPerordentlIch vermindern, und man kann den Isomaltosebestandteil in der eingesetzten Zuckerlb'sunp In htfherer Reinheit, Konzentration und Ausbeute gewinnen: vorzugsweise führt man die vorher erhaltene Fraktion mit dem hohen Isornnl todoxtri n/Isonaltoserehalt, die einzusetzende Zuckerlösung und die vorher erhaltene Fraktion mit dem hohen Isomal tose/Oluensenehalt nacheinander der Säule in dieser Reihenfölne zu.

Obwohl mnn die Fraktion mit dem hohen Jsomaltosep.ehalt, die man derart erhalten hat, als solche ohne weitere Verarbeitung v;rwi°nrien kann, kann man sie gegebenenfalls folp,endermaRen behandeln: man kann die Fraktion den üblichen Reini-

unterworfen, z.B. der Filtration, F.ntfh'rbunp, F nt! onl nlerunp,, und das pereinip.te Produkt kann man konzentrieren und einen Sirup erhalten, den man zu Pulver r.prühtrocknen kann.

Hin Fraktion mit dem hohen Isolmaltosepiehalt mit einem Isomal tose»ehalt von 40 "'■> oder mehr kann man vorteilhaft als SURstoff, Füllmittel, Feuohthal temittel oder Trnp.erfitoff 1n verschiedenen ^Mahrunp,smi ttelprodukten, Kosmetika, odor ^Dhnrrnr»7.eutika verwenden; oder dazu verwenden, ihnen eine c,P"ifnete Dicke, Viskosität und/oder einen p.eeip.neten 01 an·/, zu verleihen; oder dazu verv/enden, die Retrop,radierunp. Ihrer stnrkearti »en Bestandteile zu verhindern; neben ihrer Verwendung als Ausp.anjTfsstoff zur Herstellung von Tsomaltit.

nie Frfindunp, betrifft also ein Verfahren zur Herstellung ' von hochreiner Isomaltose.

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Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung hochreiner Isomal tose, wobei man eine wässrige Lösung mit einem Gehalt an Isomaltose einer SNuIe zufuhrt, die mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz der Alkalimetallform oder Krdalkal imetallform gepackt ist; die Lösung fraktioniert, indem man Wasser zufllhrt, und eine Fraktion mit einem hohen Isomaltosegehalt gewinnt.

Im Vergleich zu beliebigen üblichen Methoden zur Herstellung von Isomaltose liefert das erf i ndungsgemh"Be Verfahren konstant bzw. gleichmäßig eine Fraktion mit einem hohen Isomaltosegehalt von mindestens 40 "' und ermöglicht eine Herstellung im technischen Maßstab einer hochreinen Isomaltose viel einfacher und bei geringen Kosten.

Nachstehend wird die Erfindung durch einen Versuch nHher erlHutert:

Versuch: Eingesetzte Zuckerlösung:

Eine 60 °4ige (Gewichtsprozent) wilssrige Lösung von Glucose unterwarf man der Wirkung einer immobilisierten Glucoamylase, die man mit der Methode hergestellt hatte, die 1n der JP-Patentanmeldung Seriennummer 1?4 494/RO beschrieben ist, bei 50 ⁰C und einem pH-Wert von 4,R und bewirkte eine Reversion der Glucose. Im Verlauf der Reaktion sammelte man geringe Anteile der Reaktionsmischung in regelmäßigen Abständen, verdünnte sie und erzielte eine jeweilige Konzentration von 45 Gewichtsprozent, und verwendete sie in diesem Versuch als die eingesetzten Zuckerlösungen. Die Zuckerzusammensetzungen der eingesetzten Zuckerlösungen sind in Tabelle I angegeben.

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BAD ORSGiNAt

· χ

TARELLK I

Zuckerlösung

Eingesetzte Zucker-

lösunp. Glucose Isomaltose

Isomaltotriose

und höhere Isomal todextrine

1	98,β	1.1	0,3
2	■ 95,7	3,6	0,7
3	91,1	7,1	1,8
4	«3,3	12,7	4,2
B	63,0	25,5	11,5

-10-

BAD ORIGINAL-

- vo -

Dowex 5OWX4 (Na ), ein im Handel erhältliches stark saures Kationenaustauscherharz der Alkalimetallform von Dow Chemical Company» Midland, Michigan, USA, packte man in einer wässrigen Suspension in eine ummantelte Säule aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 5,4 cm bis zu einer Bett-Tiefe 10 m.

Während man die Temperatur in der Säule bei 75 ⁰C hielt, fUhrte man ,jede der einzusetzenden Zucke rlo'sungen gemäß Tabelle Ϊ in einer Menge von 5 VoI,-⁰'. zu (bezogen auf das Rettvolumen), fraktionierte sie danach, Indem man heiBes Wasser von 75 ⁰C in einer FluBrate mit einem SV-Wert von 0,2 einsetzte, und gewann die Fraktion mit dem hohen Isomaltosepjehalt mit einem Isomal tose,f.e halt von 40 ⁰I oder mehr. Die Ergebnisse sind In Tabelle II gezeigt.

TI

A	R	1	C	D
1	1,	β	unmöglich	unmöglich
2	3,	1	9,9 "	45,2
3	7,	7	32,5	75,3
4	1?,	5	Pi?, 2	80,6
5	25,	i?e,?	fll,4

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BAD ORIGINAL

Bemerkungen: A ist die eingesetzte Zuckerlösung; B ist der Isomaltosegehalt in der eingesetzten Zuckerlösung (%); C ' ist die Isomaltoseausbeute in der Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt (g); D ist die Isomaltoseausbeute bezogen auf den Isomaltosebestandteil in der eingesetzten Zuckerlösung (^0/0; "unmöglich" bedeutet, dafl man keine Fraktion mit einem hohen Isomaltosegehalt von 40 % oder mehr erhieltt

Die Versuchsergebnisse gemäß Tabelle II bestätigen, daß man bei einem Isomaltosegehalt in der eingesetzten Zuckerlösung von 7 °< oder mehr eine Fraktion mit hohem Isomaltosegehalt mit pinern Isomaltosegehalt von 40 ", orfpr mehr in einer außerordentlich erhöhten Ausbau ti», d.h. von 70 "'■, oder mehr, bezo- pen n\jf dnn Tsomalto.sebestandteil in der eingesetzten Zuckerlösung, leicht erhalten kann.

Verschiedene A.usfUhrungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nachstellend beschrieben.

Beispiel 1:

In diesem Beispiel verwendete man eine wässrige Lösung von 45 Oew.-⁰' eines Reversionsprodiiktea mit einem Isomaltosegehalt von ?B,5 °', die man wie im beschriebenen Versuch erhalten hatte, als einzusetzende Zuckerlösung.

XT-1O22E (Na⁺), ein im Handel erhältliches stark saures KatlonenaustauRcherharz der Alkalimetallform, von Tokyo Chemical Industries, Kita-ku, Tokyo, Japan, packte man in einer wässrigen Suspension in vier ummantelte Säulen aus rostfreiem Stahl mit einem inneren Durchmesser von 5,4 cm bis zu einer jewel Iieen Hett-Tiefe von 5 m und schaltete die Säulen hintereinander bis zu einer Hesamtbett-Tiefe von ?0 m.

Während man die Temperatur in den Säulen bei 75 ⁰C hielt, führte man die ei nzur.etzende Zuckerlösung ihnen in einer

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BAD ORIGINAL

Menge von 5 Vol.-^· zu (bezogen auf das Rettvolumen),, fraktionierte sie danach, indem man heißes V/asser von 75 C bei einer Flußrate mit einem SV-Wert von 0,13 zuführte, und gewann die Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt mit einem Isomaltosegehalt "von 40 "' oder mehr.

Diese Fraktion enthielt 233 g Isomaltose, und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 75,1 "<„ bezogen auf den Isomaltosebestandteil in der eingesetzten Zuckerlösung.

Danach entfärbte man diese Fraktion und entionisierte sie auf Übliche V7e1se und erhielt 580 g eines Sirups mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15 "■'·. Der derart erhaltene Sirup enthielt 46,4 <*> Isomaltose und 43,0 "' Isomaltodextrine einschließlich von Isomaltotriose und Isomaltotetraose.

Beispiel 2:

Nachdem man Dextran in 1 η Schwefelsäure bis zu einer Konzentration von 20 Gew.-"⁷· aufgelöst hatte, hielt man die Lösung bei 100 ⁰C 60 min und neutralisierte sie mit 6 η Natriumhydroxidlh'sungo Die erhaltene Lösungsmischung reinigte man dnnnch mit lonenaustauscherharzen in der Η-Form und OH-Form, engte sie ein und erhielt eine einzusetzende wässrige Zuckerlösung von RO Oew.-^ mit einem Isomaltosegehalt von 12,2 %.

Das Harz, das man in Beispiel 1 verwendet hatte, Überführte man in die K⁺-Form auf Übliche Weise und packte es in eine ummantelte Srtule aus rostfreiem Stahl mit einem inneren Durchmesser von β,2 cm bis zu einer Bett-Tiefe von 10 m.

Während man die Temperatur in der S -.λ bei 60 ⁰C hielt, führte man die einzusetzende Zucker isung Ihr in einer Menge von 3 Vol.-?* zu (bezogen auf das Vsttvolumen), fraktionierte sie danach, indem man heiße;-: ■' sser von 60 ⁰C mit einer Flußrate mit einem SV-'-.'ert voi C₁? zuführte und gewann

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BAD ORIGINAL

danach die Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt mit einem Isomaltosegehalt von 40 % oder mehr. _K

Diese Fraktion enthielt 66,0 g Isomaltose, und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 79,1 «K, bezogen, auf den Isomaltosebestandteil in der eingesetzten Zuckerlösung. Danach reinigte man diese Fraktion, engte sie ein wie in Beispiel 1 und erhielt 170 g eines Sirups mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15 "4.

Der so erhaltene Sirup enthielt 43,2 °f> Isomaltose und 4B₁6 % Isomnltodextrine einschliefU ich von IsomaltotHose und Isomal tntetraoso .

ReI spiel 3: ■

Zu einer wässrigen Lösung von 45 0ew.-^e4 Maissirup gab man immobilisierte Olucoamylase zu, die man wie im beschriebenen Versuch hergestellt hatte, inkubierte die Mischung bei 50 ⁰C und einem pH-Wert von 4,β, bewirkte eine Reversion dos Olucosebestandteils und erhielt eine einzusetzende Zuckerlösung mit einem InomaltosegehaTt von 16,5 %.

Dowex 50VX4 (^r!a ), ein im Handel erhältliches stark saures Kationenaustauscherharz in der Alkalimetallform, von Dow Chrrnical Company, Midland, Michigan, USA, packte man in einer w-issripen Suspension in frische Säulen des gleichen Materials und der gleichen Dimensionen wie in Beispiel 1 bis zu einer Oosamtbett-Tiefe von 15 m.

Während man die Temperatur in den SMulen bei 55 °C hielt, führte man die einzusetzende Zuckerlösung ihnen in einer Monge von R, B Vol.-⁰^ zu (bezogen auf das Bettvolumen), fraktionierte sip, indem man heiles Wasser von 55 C 1n einer FluRrnte mit einom SV-^'ort von 0,13 zuführte, und gewann danach die Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt mit einem

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Isomaltosegehalt von 40 ⁰^ oder mehr«

Diese Fraktion enthielt 156 g Isomaltose, und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 78,1 "', bezogen auf den Isomaltosehestandteil in der eingesetzten Zuckerlösung.

Danach reinigte man diese Fraktion und konzentrierte sie wie in Beispiel 1, Das erhaltene Konzentrat trocknete man im Vakuum, sprühtrocknete es und erhielt 320 g eines Pulvers mit einem Feuchtigkeitscehalt von weniger als 1 ⁰^.

Das so erhaltene Pulver enthielt 47,7 ^of· Isomaltose und 20,3 "'<■ Isomal todextrine einschl. von Isomaltotri öse und Isomal tötet raose.

Reispiel 4:

Eine wässrige Lösung von 45 0pw.-°4 eines Reversionsproduktes mit einem Isomaltosegehalt von 25,5 ?4, die man wie im beschriebenen Versuch erhalten hatte, verwendete man als einzusetzende Zuckerlösung.

In diesem Beispiel führte man eine zweistufige Fraktionierung durch. Die erste Fraktionierungsstufe führte man folgendermaßen durch: Wie in Reispiel 1 führte man die einzusetzende Zuckerlösung einer Raule zu und fraktionierte sie danach mit der Ausnahme, daR man die Lösung in einer Menge von ?0 Vol.-⁰4 zuführte (bezogen auf das Bettvolumen). Das Eluierungsmuster ist in Figur 1 gezeigt, worin die Fraktionen A bis K die Fraktion mit einem hohen Isomaltodextrlngehalt, die Fraktion mit einem hohen Isomnltodextrin/Tsomaltosegehalt, die Fraktion mit einem hohen Isomaltosegehalt, die Fraktion mit einem hohen Tsomaltose/Olucosegehalt bzw. die Fraktion mit pinem hohen Olucorsogohnl t bezeichnen und man die Eluierung in der .ernannten Reihenfolge durchführte. Fraktion C, die Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt,

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BAD ORiGIiMAL

sammelte man und entfernte die Fraktionen A und E aus dem Fraktionierungssystem.

Die zusHtzliche Fraktionierungsstufe führte man folgendermaßen durch: Der-SHuIe fUhrte man nacheinander Fraktion P, die einzusetzende Zuckerlösung in einer Menge von etwa Vol.-"* (bezogen auf das Bettvolumen) und Fraktion D in dieser Reihenfolge zu, setzte danach wie in Beispiel 1 heißes Wasser von 75 ⁰C ein und bewirkte die Fraktionierung und gewann danach die erhaltenen Fraktionen mit dem hohen Isomaltosegehalt mit einem Isomaltosegehalt von 50 % oder mehr. Die zusätzliche Fraktionierungsstufe wiederholte man bis zu Insgesamt 50 Durchgängen, und man berechnete die Durchschnittsergebnisse pro Durchhang: Im Durchschnitt enthielt eine Fraktion mit einem hohen Isomaltosegehalt 519 g Isomaltose, und die Ausheute war außerordentlich hoch, d.h. R3,7 %, bezogen auf den Isomaltosebestandtei1 in der eingesetzten Zuckerlösung.

50 Fraktionen mit hohem Isomaltpsegehalt vereinigte man, behandelte sie wie in Beispiel 3 und erhielt 43 kg eines Pulvers. Das Pulver enthielt 58,4 <* Isomaltose und 29,3 % Ittornaltodextri ne einschl. von Isomaltotriose und Isomal tötet raone.

Die Fraktionen A und E, die man aus dem Fraktionierungssystem entfernt hatte, konzentrierte man bis zu einer Konzentration von etwa 60 Gew.-°i, unterwarf die erhaltenen Konzentrate der enzymatischen Wirkung von immobilisierter Glucoamylase und erhielt eine ähnliche Zuckerzusammensetzung wie in der einzusetzenden Zuckerlösung, wodurch man bestHtigte, daß man die Reaktionsmischung al3 einzusetzende Zuckerlösung gemäß der Erfindung verwenden kann. Ferner bestätigte man, daß die Verwendung der Reaktionsmischung eine im wesentlichen vollständige Umwandlung der eingesetzten Glucose in die gewünschte Isomaltose ermöglicht.

BAD ORIGlMAL

Beispiel 5;

Eine wässrige Lösung von 60 0ew.»°4 eines Reversionsproduktes mit einem Isomaltosegehalt von 25,5 %, die man wie im beschriebenen Versuch erhalten hatte, verwendete man als einzusetzende Zuckerlösung.

Amberlite CG-1?O (Ca²⁺), ein im !lande! erhältliches stark saures Kationenaustauscherharz der Erdalkalimetallform, von Rohm ft Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania, USA, packte man in einer wässrigen Suspension in frische SHulen des gleichen Materials und der gleichen Dimensionen wie in Beispiel 1 bis zu einer Gesamtbott-Tiefe von 10 m.

Auch in diesem Beispiel führte man eine zweistufige Fraktionierung durch. Die erste Fraktionterungsstufe führte man folgendermaßen durch: Während man die Temperatur in den Säulen bei RO ⁰C hielt, führte man ihnen die einzusetzende

g in einer "'enge von 15 Vol.-"4 zu (bezogen auf dar. Pottvolumen), fraktionierte sie danach, indem man hei Res Wasser von PO ⁰C in einer FluRrate mit einen SV-Wert von O₅R zuführte, und erhielt ein ähnliches F,lui erunpsmuster wie in Figur I₀

Fraktion C, die Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt, sammelte man, während man die Fraktionen A und E vereinigte und bis zu einer Konzentration von etwa 60 Gew.-⁰'. konzentrierte. Das erhaltenen Konzentrat unterwarf man danach der enzymati sehen Wirkunp. von immobilisierter Glucoamylase und erhielt eine ähnliche Zuckerzusammensetzung wie in der einzusetzenden Zuckerlösung, und man verwendete das erhaltene Heaktionsprodukt als einzusetzende Zuckerlösung.

Die zusätzliche Fraktionierunpsstufe führte man folgendermaßen durch: Der Säule führte man nacheinander Fraktion B,die einzusetzende Zuckerlösung in einer Menge von etwa 7 Vol.-⁰/ (bezogen auf das Bettvolumen), und Fraktion D in

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^? PAD ORIGiMAL- '

- yi .,20·

dieser Reihenfolge zu, setzte danach heißes Wasser von BO C in einer Flußrate mit einem SV-Wert von 0,6 dazu ein, bewirkte die Fraktionierung und gewann danach die erhaltenen Fraktionen mit dem hohen Isomaltosegehalt mit einem Isomaltosegehalt von 60 ⁰S oder mehr.

Figur 2 zeigt das Flußdiagramm der AusfUhrungsform des erfindungsgemHßen Verfahrens in diesem Beispiel, wobei die Fraktionen A bis E die Eluterungsmunter wie 1n Figur 1 zeigen und G Glucose, GA die Stufe der enzymatischen Reaktion mit Glueoamylase, S die eingesetzte Zuckerlösung, R die Fraktionierungsstufe mit dem Harz, V die Konzentrierungsstufe und P das hochreine Isomaltoseprodukt bedeuten.

Die zusätzliche Fraktionierungsstufe wiederholte man bis zu 200 Durchgängen insgesamt, und man berechnete die durchschnittlichen Ergebnisse pro Durchgang: Durchschnittlich enthielt eine Fraktion mit hohem Isomaltosegehalt 256 R Isomaltone, und die Ausbeute war außerordentlich hoch, d.h. 83,4 "<, bezogen auf den Isomaltosebestandteil in der eingesetzten Zuckerlösung. 200 Fraktionen mit hohem Isomaltosepehalt vereinigte man und behandelte sie wie in Beispiel 3 und erhielt 77 kg eines Pulvers. Das Pulver enthielt 65,3 K Inomaltose und ??,7 ^βί Isomaltodextrine einschl. von Isomaltotrlose und Isomaitotetraose.

Die Offenbarung umfaßt auch den korrespondierenden englischen Text.

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ORIGINAL

Leerseite

Claims

Patentansprüche:

\ljjyerfahren zur Herstellung von hochreiner Isomaltose, dadurch gekennzeichnet , daß man eine einzusetzende Zuckerlösunp, mit einem Gehalt an Isomaltose einer RHuIe eines stark sauren Kationenaustauscherharzes in der Alkaltmetallform oder Erdalkalimetallform zuführt und

sie fraktioniert,. indem man V/asser zu der Lösung aufp.ibt und eine Fraktion mit einem hohen Isomaltosep.ehalt gewinnt.

2 „ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch p, ekennze lehne t j daß man

eine einzusetzende Zuckerlösung mit einem Isomaltosep.ehalt von mindestens 7 "' einer Säule eines stark sauren Kationenaustauscherharzes der Alkalimetallform oder Erdalkalimetallform zuführt und

fraktioniert, indem man zu der Lösung V/asser aufp.ibt und eine Fraktion mit hohem Isomal tosep.ehalt mit einem Isomaltosegehalt von mindestens 40 ^ΡΊ p.ewinnt.

3, Verfahren nach Anspruch 1 oder ?, dadurch gekennzeichnet, daß man

eine einzusetzende Zuckerlösung mit einem IsomaltoseRehalt von mindestens 7 ^0/> einer SMuIe eines stark sauren Kationenaustauscherharzes der Alkalimetallform oder Erdalkalimetall--, form zuführt,

durch Einsetzen von Wasser die Lösung in eine Fraktion mit einem hohen Isomaltodextrinp.ehalt, in eine Fraktion mit einem hohen Isomaltodextrin/Isomaltose.qehalt, eine Fraktion mit einem hohen Isomaltosegehalt, eine Fraktion mit einem hohen Isomaltose/niucosep.ehalt und eine Fraktion mit hohem Glucosegehalt in dieser Reihenfolge fraktioniert und die Fraktion mit dem hohen Isomaltosegehalt mit einem Isomal tosep.ehalt von mindestens 40 "·' p.ewinnt.

Hayashihara-35R7 -IQ-

BAD

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man als einzusetzende Zuckerlösung das Reversionsprodukt von Glucose verwendet, das man unter Verwendung von Glucoamylase erhalten hat, ein Glucosetransferprodukt verwendet, das man unter Verwendung von o(-Glucosidase erhalten hat, oder ein partielles Hydrolysat von Dextran verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch Rekennzeichnet, daß man eine immobilisierte Glucoamylase als Glucoamylase verwendet.

6. Verfahren nach einem der vorherflehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man das Harz in der SMuIe in einer Rett-Tiefe von mindestens 7 m verwendet.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daP man die Fraktionierung mit einer SHuIe durchführt, die man bei einer Temperatur im bereich von 45 bis RS ⁰C hält.

R. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ^; pekenn zeichnet , daR man die einzusetzende Zuckerlösung der SMuIe zusammen mit der Fraktion oder den Faktionen mit einem hohen I.somaltodextrin/Isomaltosetiehalt und/oder hohem Tnomal tose /Glucosep.ehalt zuführt, die man vorher erhalten hat.

9, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man der SHuIe nacheinander die Fraktion mit dem hohen Isomaltodextrin/Isomaltosep.ohalt, die man vorher erhalten hat, die einzusetzende Zuckerlösung und dio Fraktion mit dem hohen Isomaltose/Glucosep.ohalt, die man auch vorher erhalten hat, in dieser Reihenfolge zuführt und eine Fraktion mit einem hohen Isomaltose-.cehalt erzielt.

Hnyashibara-3^r>67 -RO-

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. 3.

10» Verfahren nach'einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet „ daß man eine wässrige Lösung mit einem Gehalt an Isomaltose, die man dadurch erhalten kann„ daß man die Fraktion oder die Fraktionen mit dem hohen Xsomaltodextrinftehalt und/oder hohen Glucosepehalt der enzyrnatisehen Wirkung von Olucoamylase aussetzt, als einzusetzende Zuckerltfsunp» verwendet.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man ein stark saures Katio» nenaustauRcherhar7: verwendet, das Sulfonyl gruppen in der Alkalimetallform oder Erdalkalimetallform

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man ein stark saures Kationenaustauscherharz in der Na⁺-, K⁺-, Ca ⁺- oder ^f/lg'"⁺-Form verwendet.

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