Brevet FR2005305A1 — publié le 19691212

i 2005305 La présente invention concerne un procédé de préparation de sirops d'amidon renfermant comme constituants principaux des oligo-saccharides et polysaccharides de dextrines à chaîne linéaire. L'invention comprend également les sirops d'amidon obtenus selon ledit 5 procédé. On sait préparer les sirops habituels à partir d'amidon, en transformant ces amidons au moyen d'acide ou d'enzyme.Cependant ils renferment comme ingrédients édulcorants principaux dee glucoses et des maltoses, le complément étant constitué d'un mélange de dextrine à degré de polymérisation compris entre 3 et 15. De ce fait, de 10 tels sirops possèdent des degrés de viscosité assez élevés. Par exemple, ces amidons naturels tels que ceux du maïs, du blé et des ponmes de terre douces, se présentent sous la forme de mélanges constitués d'environ 80 % d'amylo-pectines à chaîne ramifiée, et d'environ 20 % d'amyloses à chaîne linéaire. Par conséquent, la des aaiidons 15 transformation /au moyen d'acides ou d'enzymes renferment des proportions assez notables de molécules de dextrines à chaîne ramifiée possédant dos liaisons alpha-glucoside-1,6 et c'est préiifément ce type d» liaison qui est le facteur responsable des viscosités élevés des sirops habituels. C'est le cas notamment lorsque la trans-20 fomation est effectuée au moyen d'une amylase, notamment l'alpha-•a le béta-aeylase. Cette méthode conduit inévitablement à des molécules de structure ramifiée connues sous les termes de dextrine de la Màite a, de la limite 0 ou encore de la limite a-p. Ce résultat est obtenu quelle que soit l'importance de la proportion 25 d'enzyaes utilisés. Il est également à noter que le degré d'édulco-l»ration est inversement proportionnelle à la viscosité. Par exemple un sirop, à faible taux de transformation présentant une sac-charification l'imitée, a un goût peu édulcoré et est très visqueux, et toute tentative d'accroître la saccharinité implique une diminu-30 tion correspondante de la viscosité. La présente invention permet, au contraire, l'obtention de sirops d'amidon renfermant comme constituants principaux des oligo- saccharides et polysaccharides de dextrines à chaîne linéaire, qui sont moins visqueux et plus diversifiés dans leur degré de viscosité 35 que les sirops à partir d'amidons habituels à amylopectine, et qui se différencient également en ce que les sirops de l'invention pr.é- par rapport aux sirops habituels/ sentent une viscosité réduite pour un degré d'édulcoi»ration donné/; en particulier, l'invention permet d'obtenir des sirops à faible équivalent ou indice de dextrose présentant de faibles degrés 40 d'édulcoà»ration et de viscosité,/de mélanges de dextrines et oli- ! i BAD ORIGINAL^ 69 09812 2 2005305 gosaccharides à chaîne linéaire exempt de maltose et de glucose ouvrant la voie à des applications nouvelles de tels sirops. Conformément au procédé d'obtention de sirops d'amidon de l'invention, lesquels renferment comme constituants principaux des 5 oligosaccharides et polysaccharides à chaîne linéaire, on gélati-nise ou on liquifie une bouillie d'amidon puis on la traite au moyen d'une a-glucosidase-1,6 et par un catalyseur de saccharifi-cation. Selon un trait particulier de l'invention, l'amidon est un 10 amidon à forte teneur en amylose ou bien des amidons à amyloses que l'on a séparés et purifiés à partir de divers amidons. Selon une forme de réalisation du procédé de l'invention, on traite la boullie d'amidon gélatinisée ou liquifiée par l'a-glucosidase-1,6 avant traitement par le catalyseur de saccharifi-15 cation. Selon une autre forme de réalisation du procédé de 1?invention, on traite la bouillie d'amidon gélatinisée "ou liquifiée par le catalyseur de saccharification avant de traiter par l*a-glucosi-dase-1,6. Ledit catalyseur de saccharification est représenté par 20 des acides.organiques, des acides minéraux et des amylases. En particulier, ledit catalyseur de saccharification peut-être constitué d'au moins un des enzymes et de préférence d'au moins deux enzymes du groupe de l'a-amylase, la P-amylase, la gluco-amylase et l'izomérase. 25 On gélatinise ou liquifie la bouillie d'amidon, selon l'in vention, par la chaleur, à une température de 80 h 180°C. On peut également liquéfier la bouillie au moyen d'enzyme liquéfiant. Dans la mise en oeuvre de la présente invention, il est à noter que l'amylo-? pectine, comme source principale de sirop habi-30 tuel, n'est pas utilisée ici. Elle est remplacée par un amylose à chaîne linéaire ou bien amylose ne possédant pas de structure ramifiée, tel que, par exemple, un amidon naturel à teneur élevée en amylose de mais obtenu à partir d'une nouvelle variété de maïs, ou encore, industriellement, un amylose isolé d'amidon de pomme de 35 terre. Enfin, on peut également utilisé, selon l'invention, un amylose de bas poids moléculaire à chaîne linéaire que l'on obtient en soumettant 1'amylo-pectine à l'action d'a-glucosidase-1,6, suivant la demande de brevet français, déposée au nom de la demanderesse, et intitulée "Procédé de préparation d'amyloses à bas poids molé-40 culaires", déposée le 1er Avril 1969 sous lé numéro PV 69 09812 3 2005305 Si l'on utilise un tel amylose comme produit de départ et qu-*on le traite au moyen de p-amylase ou de gluco-amylase, il peut être transformé jusqu'au taux de 100 %. Si, par ailleurs, l'amylose est décomposé au moyen d'un acide, d'a-amylase ou de substances sem-5 blables, les oligo-saccharides et les dextrines qui en résultent sont toutes à chaîne linéaire. Ainsi qu'il sera illustré dans les exemples ci-après dé-critSj de la présente invention, l'amylose est facilement décomposée par l'action d'a-amylase en un sirop présentant un équivalent 10 ou indice de dextrose (ED) de 70, lequel est édulcoré mais n'est pas visqueux. Si la valeur de l'ED est limitée de 20 a 30, le produit a une teneur en glucose faible et est stable vis-à-vis de la chaleur et de l'action de composés azotés. Un tel produit n'est pas si édulcoré et possède un degré habituel de viscosité. Si l'on 15 désire un plus grand degré d'édulcoration, il est simplement nécessaire d'ajouter une petitè quantité de gluco-amylase ou de p-amylase. Le produit peut ainsi être édulcoré sans observer un changement «ensible de sa viscosité. Suivant un mode de réalisation de l'invention, si l'on désire à la fois un sirop exempt de glucose ther-20 miquement instable, et un faible degré de viscosité, on transforme de l'amylose à bas poids moléculaire au moyen de p-amylase de manière à donner une quantité convenable de maltose, et la dextrine restante est transformée au moyen d'a-amylase. Ainsi on obtient un sirop constitué principalement de maltose renfermant des oligo-25 saccharides comme constituants essentiels. Le deeré d'édulcoration peut être ajusté par le contrôle ;l l'ED et qui est du à la transformation au moyen de p-amylase. Lorsque le degré d'édulcoration est la première des exigences, il est possible d'atteindre un degré d1éoulcoration accru en transformant le glucose qui est néces-30 sairercent produit et qui est plus ou moins contenu dans le produit final, par le truchement d'une isomérase en fructose. Le procédé ci-dessus décrit fournit des agents édulcorants comme le sucrose. Ces agents possèdent de faibles degrés de cris-tallinité et de viscosité, mais présentent une stabilité élevée 35 vis-à-vis de le chaleur et ils conviennent parfaitement pour l'emploi en confiserie et en paxisserie. Bien eue la présente invention soit décrite principalement en rapport avec la transformation par les enzymes, il est également possible d'effectuer >•?>■ .\ansformation a l'aide d'acides or-40 ganiaues ou minéraux, de façon semblable. Cependant, dans .le cas BAD ORIGINAL' 69 09812 4 2005305 de transformation par des acides, le procédé est susceptible de produire davantage de glucose que par la transformation enzymatique. Si bien qu'au fur et à mesure que se produit la saccharification, le degré d'édulcoration s'accroît mais avec une perte concomitante 5 de stabilité thermique. Il est donc souhaitable, dans ce cas, d'obtenir d'abord un degré voulu d'édulcoration par une transformation au moyen d'acide, et ensuite, si nécessaire, il faudrait décomposer la dextrine par l'emploi d'a-amylase. Comme indiqué ci-dessus, l'utilisation de types de poly-10 saccharides à amyloses comme produit de départ, permet de diminuer la viscosité des amidons qui contiennent des oligo-saccharides et des dextrines à chaîne linéaire. Bien que 1'édulcoration puisse être convenablement augmentée par l'utilisation de l'éction de la p-amylase et de la gluco-amylase, les dextrines ne peuvent pas être 15 hydrolysées, et, par conséquent, l'a-amylase est utilisée pour hy-drolyser les dextrines en oligo-saccharides ou en dextrines à bas poids moléculaire. Il est ainsi possible de produire des sirops à stabilité élevée, présentant différents degrés de saccharification et ayant 20 des teneurs faibles en glucose thermiquement instable, et qui sont principalement composés de maltose. Il est également possible de produire des sirops présentant de faibles degrés de saccharification et de viscosité avec de faibles teneurs en glucose et maltose. Ainsi, la présente invention permet de fournir une grande 25 variété d'amidons présentant des propriétés très diverses et ayant des applications d'une très grande étendue. Les exemples suivants illustrent les divers aspects de 1* invention et ne doivent pas être considérés comme limitant la portée de celle-ci. 30 EXEMPLE 1 On gélatinise et disperse à 160° pendant 10 minutes de 1' amidon purifié, de pomme de terre douce, à 35 % de concentration, puis on refroidit rapidement sous vide à 50°. On ajoute à cette préparation 20 unités de pullulanase ëa du genre Aérobactère par 35 gramme de l'amidon. On ajuste à pH-6 et l'on transforme ensuite l'amidon pendant 30mn à 45°. On additionne alors 15 unités d'a-amylase (enzyme liquéfiant) par gramme d'amidon. On fait réagir une moitié du mélange qui en résulte à pH 6 a 60° pendant environ 5 heures, et on fait réagir l'autre moitié, à la même température, pendant 40 20 heures. Au moment où les réactifs atteignent un ED de 20 et de 69 09812 5 2005305 70 respectivement, on arrête les réactions. On purifie les produits au moyen de charbon actif et de résine échangeuse d'ions et ensuite on les concentre. Le premier produit se présente sous la forme d'un sirop qui est peu édulcoré 5 et qui a une viscosité correspondant à un sirop d'un ED de 50. Le deuxième produit se présente sous la forme d'un liquide à forte concentration en sucre, qui est assez édulcoré et est très peu visqueux et sans cristallinité. On fait réagir à pH 5 et à 50° pendant plusieurs heures 10 les deux types de sirops ainsi obtenus (ayant des ED de 20 et de 70 respectivement) avec de la gluco-amylase du genre Rhizopus que l'on ajoute dans la proportion d'environ une unité par gramme d'amidon. Les teneurs en dextrose des sirops sont alors augmentées d'environ 15 10 %, et les produits sont davantage édulcorés sans avoir à observer une augmentation perceptible de la viscosité et des teneurs en maltose. Ces sirops sont moins visqueux que les sirops transformés à l'aide d'acide, et ils ont des fortes teneurs en oligo-saccharides, et possèdent de faibles degrés de cristallinité. 20 CTEMPT* 9 On gélatinise et disperse par la chaleur et l'agitation, de 100 à 120*, un amidon riche en amylose ou un amylose isolé d'amidon à une concentration de 20 %, Après addition d'acide oxalique à 0,2 %,on hydrolyse sous une pression de 2 bars, une moitié pen-25 dant 10 minutes, et l'autre moitié pendant 40 minutes. On purifie les solutions de sucre qui en résultent à l'aide de charbon actif «t de résine échangeuse d'ions, et l'on concentre à la manière habituelle pour obtenir du sirop présentant des EU de 30 et 70 respectivement. 30 La première moitié ne possède pas l'odeur d'une pâte d'amidon qu'a un sirop habituel ; elle a un goût peu édulcoré et, généralement, est aussi visqueuse que le sirop habituel. La deuxième moitié est plus édulcorée que l'amidon habituel mais possède une viscosité très faible. 35 Les particularités du sirop de la première moitié lui font trouver des applications dans des aliments qui ne doivent pas être additionnés de dextrose et qui nécessitent une édulcoration^et une faible viscosité, tandis que le sirop de la deuxième moitié est utile pour des aliments qui doivent présenter des degrés éle-40 vés de concentration et d*édulcoration et qui, néanmoins, ne doi 69 09812 6 2005305 vent pas être visqueux. En particulier, lorsqu'on fait réagir à pH 7 à 55° pendant 24^^-res une partie de la solution saccharifiée qui présente un ED/en présence d'une solution enzymatique d'isomérase, afin d'isomériser 5 40 % de la proportion de dextrose en fructose, un mélange de sucre est obtenu qui présente une amélioration au point de vue de 1'édulcoration et prend la forme d'un sucre liquide difficile à cristalliser. EXEMPLE 3 10 On gélatinise et disperse de l'amidon de pomme de terre douce à une concentration de 35 % à 160°, pendant 10 minutes, de la même façon que dans l'exemple 1. Le produit en résultant est rw» pidement refroidi à 60° et est saccharifié à pH 6 par l'addition de p-amylase dans la proportion de 3 unités par gramme d'amidon. 15 Après 2 heures, on ajoute au mélange réactionnel 20 unités d'une solution de pullulanase par gramme d'amidon, et ledit mélange est transformé pendant lO heures à 45° à pH 6. On partage en deux le produit obtenu. On arrête la réaction pour une moitié, lorsqu'elle a atteint un ED de 20, et sur l'autre lors-20 qu'elle a atteint un ED de 40. Après addition de 10 unités d'a- amylase (enzyme liquéfiant) par gramme d'amidon, on arrête la réaction pour la première moitié lorsqu'elle a atteint un ED de 46 et pour la deuxième moitié lorsqu'elle a atteint un ED de 60. Les solutions saccharifiées ainsi obtenues sont traitées et concentrées 25 de la même façon que dans l'exemple 1. L'analyse par chromatogra-phie sur papier montre que la première moitié est constituée de : 9 % de glucose 35 % de maltose 45 % d'oligo-saccharides 30 et le complément à 100 % de textrines à haut poids moléculaire. Elle est édulcorée, et a le goût édulcoré caractéristique du maltose en particulier, et possède une viscosité seulement limitée. La deuxième moitié est un agent édulcorant consistant en : 8 % de glucose 35 58 % de maltose 30 % d'oligo-saccharides. Elle se présente sous la forme d'une solution très édulcorée, peu visqueuse, claire, et,possède une viscosité semblable à une solution de sucrose. 40 EXEMPLE 4 69 09812 7 2005305 On ajuste à une concentration de 40 % et à un pH 6, une bouillie d'amidon purifié de pomme de terre douce. On ajoute de l'enzyme liquéfiant dans une proportion de 15 unités par gramme d' amidon. On verse le mélange dans de l'eau chaude § 90° et on le 5 liquéfie par agitation. On refroidit la solution ainsi obtenue à 60°, et on ajoute du malt pulvérulent dans la proportion de 0,5 % par rapport à la quantité totale d'amidon. On effectue ensuite la réaction de saccharification pendant 5 heures. On refroidit la solution saccharifiée à 45°. On effectue la décomposition de cette 10 solution pendant 20 heures en lui ajoutant de l'a-glucosidase-1,6 obtenu h partir de la bactérie du genre Aérobactère dans la proportion de 20 unités par gramme d'amidon. Ensuite, on porte à l'é-bullition la solution saccharifiée ainsi obtenue, et on la purifie au moyen de charbon actif et de résine échangeuse d'ions et on la 15 concentre enfin sous la forme d'un sirop. Le sirop ainsi préparé est plus facile à filtrer que le sirop de malt obtenu sans l'utilisation de l'a-glucosidase-1,6. Il est, en outre, quelque peu moins visqueux que ledit sirop de malt. L'essai de transformation en candi indique qu'une température de plus de 20 140e est nécessaire : ceci constitue une amélioration par rapport au sirop de aalt. Dans cet exemple, la diminution de l'affinité de l'enzyme pour les petites molécules nécessite l'utilisation de proportions relativement élevée de l'enzyme. 25 EXEMPLE 5 En partant d'une bouillie d'amidon purifié de maïs, on a-juste sa concentration à 40 %, On lui ajoute de l'acide oxalique dans la proportion de 0,2 % par rapport à la quantité d'amidon. On chauffe l'amidon concentré et saccharifié sous une pression de 1,8 30 bar pendant 20 minutes dans un autoclave. On transvase ensuite le contenu de l'autoclave dans un récipient où on le neutralise. On ajuste alors à pH 6, et on maintient à 45°. On ajoute ensuite un enzyme du genre Aérobactère, dans la proportion de 25 unités par gramme d'amidon, et on laisse réagir pendant 20 heures. On porte à 35 l'ébullition la masse réactionnelle qui en résulte afin de désactiver l'enzyme et coaguler la masse ; on décolore celle-ci par le charbon actif, on purifie sur colonne échangeuse d'ions et, enfin, concentre. Le sirop ainsi obtenu est comparé avec un sirop non traité par de l'a-glùcosidase-1,6. Les résultats sont donnés dans 40 le tableau suivant : 69 09812 8 2005305 Essai de transforma- ED tion en candi °C Solution non traitée 26 130 Solution traitée 29 140 5 Ainsi, .dans cet exemple, les dextrines à chaîne ramifiée et à forte viscosité sont transformées en dextrines et en oligo-saccharides à chaîne linéaire, lesquels sont moins visqueux et plus faciles à filtrer et à purifier. En outre, on peut les transformer plus aisément en candis. Les sirops à faible saccharinité qui présentent 10 ces particularités, notamment les sirops de maïs, peuvent ainsi être obtenus avec des propriétés améliorées. 69 09812 9 2005305 REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de sirop d'amidon renfermant comme constituants principaux des oligosaccharides et polysaccharides à chaîne linéaire dans lequel on gélatinise ou on liquéfie une bouillie d'amidon, puis on traite au moyen d'une a-glucosidase-1,6 et par un catalyseur de saccharification. 2. Procédé de préparation de sirop6 d'amidon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur de saccharification est choisi dans le groupe des acides organiques, des acides minéraux et des amylases. 3. Procédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on gélatinise ou liquéfie la bouillie d'amidon par la chaleur à une température de 80 à 180°C. 4. Procédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on liquéfie la bouillie d'amidon au moyen d'un enzyme liquéfiant. 5. Frocédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on traite la bouillie d'amidon gela-tinisée ou liquéfiée par l'a-glucosidase-1,6 avant de traiter par le catalyseur de saccharification. 6. Procédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on traite la bouillie d'amidon gélatinisée ou liquéfiée par le catalyseur de saccharification avant de traiter par l'a-glucosidase-1,6. 7. Procédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le catalyseur de saccharification est représenté par l'a-amylase, la p-amylase, la gluco-amylase et/ou l'isomérase. 8. Procédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 1, 2 ou 7, caractérisé en ce que le catalyseur de saccharification est constitué par au moins deux des enzymes choisis dans le groupe de l'a-amylase, la p-amylase, la gluco-amylase et l'isomérase. 9. Procédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amidon est un amidon à forte teneur en aiftylose ou bien des amidons à amyloses séparés et purifiés à partir de divers amidons. 69 09812 10 2005305 10. Procédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on saccharifié un amylose en solution ou en dispersion au moyen d'un catalyseur de saccharification choisi dans le groupe des acides organiques, des acides minéraux et des âmylases. 11. Procédé de préparation de sirops .d'amidon selon la revendication 10, caractérisé en ce que le catalyseur de saccharification est un amylase choisi dans le groupe de l'a-amylase, le p-amylase, le gluco-amylase et l'isomérase. 12. Procédé de préparation de sirops d'amidon selon la revendication 11, caractérisé en ce que le catalyseur de saccharification est constitué d'au moins deux enzymes choisi dans le groupe de l'a-amylase, le p-amylase, le gluco-amylase et l'isomérase.