Škrob

Na začiatku 19. stor. objavil nemecký chemik Kirchhoff že varením škrobu s kyselinou môže byť škrob premenený na sladkastú látku, ktorá sa skladá hlavne z glukózy.

Kirchhoff hľadal náhradu trstinového cukru, ktorý nemohol byť do Európy dovážaný kvôli blokáde počas Napoleonských vojen.

Každopádne Kirchhoffov produkt neposkytoval zmenšenej dodávke cukru kompletnú náhradu , čiastočne preto, lebo glukóza obsahuje iba dve tretiny sladkosti trstinového alebo repného cukru a čiastočne preto, lebo používaním tejto techniky nebol výťažok cukru veľmi vysoký.

Napriek tomu sa odvtedy kyseliny značne používali na odbúravanie škrobu na glukózu. Táto technika má ale pár nevýhod: tvorenie neželaných vedľajších produktov, slabá flexibilita ( výsledný produkt môže byť zmenený iba zmenením stupňa hydrolýzy) a hlavne, nutnosť technologického zariadenia odolného proti kyseline a vysokým teplotám140-150°C ako aj vysokým tlakom. Vo všetkých týchto ohľadoch je použitie enzýmov výhodnejšie ako použitie kyselín.

DE (dextrose equivalent) hodnota sa používa ako indikácia stupňa hydrolýzy sirupu. DE hodnota škrobu je nula a dextrózy 100. Sirupy z DE hodnotami 35-43 sú ešte stále vyrábané kyslou hydrolýzou nehľadiac na nevýhody spomenuté vyššie. No kvôli tvoreniu vedľajších produktov, je ťažké produkovať produkty s nízkou alebo vysokou hodnotou DE s vysokou kvalitou.

Za posledných 30 rokov ako sa stali dostupnými nové enzýmy sa technológia hydrolýzy škrobu transformovala. Nastal veľký odsun kyselín a dnes sú vlastne všetky škrobové hydrolýzy robené pomocou enzýmov.

Okrem toho v 70-tich rokoch enzýmy umožili vzniknúť procesu na produkciu sirupu sladkého ako sacharóza – vysoko fructózovému sirupu. Produkcia tohto sirupu značne zrýchlila rast škrobového priemyslu v mnohých krajinách.

 

Enzymatická konverzia škrobu

Závisiac od použitích enzýmov môžeme zo škrobu získať sirupy z rôznymi zloženiami a fyzickými vlastnosťami. Sirupy sa používajú vo veľkom množstve produktov : nealko nápoje, cukrovinky, mäso, pečené výrobky, zmrz lina, omáčky, detská výživa, konzervované ovocie, zaváranina, atď.

V enzymatickej konverzii škrobu existujú tri základné kroky – stekutenie, scukrenie a izomerizácia. Zjednodušene: čím ďalej sa škrob v procese dostane, tým sladkejší sirup môžeme dostať.

 

Stekutenie

Proces začína stekutením. Použitím bakteriálnych alfa­amyláz sa získava maltodextrín, ktorý obsahuje hlavne rôzne oligosacharidy a dextríny. Maltodextríny sú iba čiastočne sladké a obvykle nasleduje ich ďalšia konverzia.

 

Scukrenie

Väčšina škrobu spracovaného bacteriálnou alfa­amylázou sa stáva sladším pužitím amyloglukozidázy, inak známej aj ako glukoamyláza.

Tento proces sa nazýva scukorenie a amyloglukozidáza môže teoreticky škrob kompletne zhydrolyzovať na glukózu. V skutočnosti sa vyprodukuje aj malé množstvo maltózy a isomaltózy.

Pullulanáza je enzým štiepiaci bočné vetvy amylopektínu a môže byť použitá aj pri scukorení. Môžeme pridať aj fungálnu alfa­amylázu, aby sa mohol produkovať sirup z vyšším obsahom maltózy, čo znamená vysokú fermentovateľnosť a relatívne vysoký stupeň sladkosti. Veľké množstvo maltózy môže byť tiež získané použitím beta-amylázy a preparátu Maltogenase® v kombinácii s pullulanázou.

 

Izomerizácia

V ďalšom kroku môže byť časť glukózy izomerizovaná na fruktózu, ktorá je asi dvakrát sladšia ako glukóza. Používa sa imobilizovaná glukózo- izomeráza; bez tohto enzýmu by nebolo možné konvertovať glukózu na fruktózu s vysokým výťažkom a malým množstvom vedľajších produktov. V 70-tych rokoch bola vyvinutá v Novo glukózo-izomeráza Sweetzyme®? – prvý imobilizovaný enzým vyrábaný priemyselne. Imobilizovanie izomerázy umožňuje používať ju nepretržite niekoľko mesiacov.

Najdôležitejšie produkty izomerácie obsahujú asi 42% fruktózy/54% glukózy alebo 55% fruktózy/41% glukózy. Tieto látky sa nazývajú ‘vysoko fruktózové (kukuričné) sirupy’, ‘izosirup’, ‘izoglukóza’ alebo ‘škrobový cukor’ závisiac na konečnom použití. Sú sladké ako bežný trstinový alebo repný cukor a majú rovnaký obsah energie. V mnohých prípadoch, je možná úplná náhrada cukru bez znatelnej zmeny charakteru produktu. Napríklad v USA vysokofruktózový sirup viac alebo menej nahradil cukor predtým používaný na výrobu nápojov, mliekarenských produktov, pečených produktov a konzervovaných potravín.

Sirupy s obsahom fruktózy vyšším ako 42% sú získavané ne­enzymatickým spracovaním vysokofruktózového sirupu. Čistá fruktóza je asi o 40% sladšia ako cukor.

 

Cukor

škrob je prírodnou zložkou cukrovej trstiny. Keď je trstina zlomená, časť škronu sa dostane do trstinovej šťavy, kde ostáva počas následných technologických krokov. Časť škrobu je degradovaná prírodnými enzýmami obsiahnutými v trstinovej šťave, ale ak je koncentrácia škrobu príliš vysoká, môže sa škrob vyskytovať v kryštálovom cukre (surovinový cukor). Ak je tento ďalej spracovávaný na rafinovaný cukor sú škrobové koncentrácie za istou hranicou neakceptovateľné, pretože filtrácia cukrového roztoku bude príliš ťažká.

Na zrýchlenie degradácie škrobu, je dnes zvykom pridávať enzýmy počas zahusťovania trstinovej šťavy.

Vďaka jeho extrémnej termostabilite, môže byť Termamyl® firmy Novozymes pridaný v skorej fáze viac stupňového odparovaniau ako konvenčný enzým. Termamyl je preto preferovaným produktom na degradáciu škrobu.

Iný polysacharid dextrán nie je prírodným komponentom cukrovej trstiny , ale niekedy sa v cukrovej trstine tvorí vďaka bakteriálnemu pôsobeniu. Toto sa stáva hlavne keď je trstina skladovaná pri nevyhovujúcich podmienkach (vysoká teplota a vlhkosť). Dextrán má závažný vplyv v technologickom procese : čistenie surovinovej šťavy sa stane menej efektívnym; filtrácia sa stane ťažšou; ohrevné plochy sa zanášajú, čo ovplyvňuje prenos tepla; a, nakoniec zabráni sa kryštalizácii čo vyúsťuje v nižšie výťažky cukru.

Týmto problémom môžeme predísť pridaním dextrán­štiepiaceho enzýmu vo vhodnom kroku procesu. Na toto použitie dodáva Novozymes fungálny enzým nazývaný Dextranase.

Malo by byť povedané že dextrán-problémy sa vyskytujú v spracovávaní cukrovej repy, aj keď je príčina dextránu iná. V tomto prípade, je dextrán problémom ak bola repa poškodená mrazom. No riešenie je to isté: ošetrenie preparátom nazvaným Dextranase.

 

Škála produktov

Štandartná ponuka produktov pre priemysel škrobov a cukrov je uvedená nižšie. Väčšina produktov je dostupná v kvapalnej aj pevnej forme, a v rôznych koncentráciach. Prosím kontaktujte nás pre získanie podrobnejších detailov ako aj keď sa chete opýtať na produkt, ktorý tu nie je zahrnutý.

Prosím uvedomte si že nie všetky produkty sú dostupné vo všetkých krajinách.

AMG (Amyloglucosidase Novo)
Pre konverziu dextrínov na glukózu.

BAN (Bacterial Amylase Novo)
Pre tradičné dvojfázové stekutenie škrobu na dextrín.

Dextranase
Na odbúravanie dextránu v surovej cukrovej šťave.

Dextrozyme®
Vyvážená zmes AMG a Promozyme®pre výrobu vysokoglukózového sirupu.

Finizym®
Na zlepšenie filtrovateľnosti pšeničných škrobových hydrolyzátov.

Fructozyme®
Pre hydrolýzu inulínu na fruktózu.

Fungamyl®
Fungálna alfa-amyláza na výrobu vysokomaltózových a špeciálnych glukózových sirupov.

Maltogenase®
Bakteriálna alfa-amyláza na výrobu vysokomaltózových a špeciálnych glukózových sirupov.

Promozyme®
Pullulanáza na štiepenie bočných reťazcov škrobu po stekutení a pre zníženie obsahu oligosacharidov v glukózových sirupoch.

Shearzyme™
Xylanáza na zlepšenú separáciu pšeničného lepku a škrobu .

Sweetzyme®
Glukózo-izomeráza na konverziu glukózy na fruktózu.

Termamyl®
Termostabilná bakteriálna alfa-amyláza na jednofázové skvapalnenie škrobu na dextrín.

Termamyl, Type LS
Zlepšená termostabilná bakteriálna alfa-amyláza na jednofázové skvapalnenie škrobu na dextrín.

Termamyl SC
Vyskoúčinná termostabilná bakteriálna alfa-amyláza nového typu na skvapalnenie škrobu na dextrín. Radikálne znižuje viskozitu škrobového mazu pri stekutení.

Toruzyme®
Termostabilný cyklomaltodextrin- glukanotransferáza (CGTáza) na výrobu cyklodextrínov.