Back


IWIS 2016 - Catalogue

Invention information


CategoryK - Agriculture, horticulture, gardening and food industry / Rolnictwo, ogrodnictwa, przetwórstwo spożywcze

Title of invention
 The technology of simultaneous production of enzymatic modyficates and starch hydrolyzates
Invention discription
 The technological method of simultaneous two different products relies on the enzymatic reaction treatment of various botanical starches such as starch - water suspension (25 - 35%, favourably 30% d.m.) using typical amylolytic enzymes. This reaction runs favourably in the temperature of 45°C, which is below the temperature of starch gelatinization. By using this enzymatic treatment, the changes occur in starch granules. These relate both to morphology and molecular structure changes. There are small chinks and hollows visible in each starch granule on SEM photos and the gelatinization chromatography (GPC) shows the reduction of the average molecular mass. As a result of this, a partial transfer of mass substratum to solution of dissoluble saccharides is observed. After reaction, lasting between 24-48 hours, the post-reaction mixture of products divides into two phases. For instant, by using potato starch, alpha-amylase enzymes and amyloglucosydase the following can be reached: • Solid phase (starch modyficate) – the form of granules, dissoluble in cold water, constituting of 70-75% of dry matter, in relation to the native starch in reaction. After gelatinization, the starch modyficate is defined by reduced viscosity in comparison to the native starch. This product could be used in food industry to prepare blends to manufacture extrudates or food concentrates (soups, sauces, starch fills); • Fluid phase (glucose hydrolyzate) – the form of solution, constituting of 25-30% of dry matter, in relation to the native starch in reaction. Glucose hydrolysate is another valuable component, that mainly contains glucose. Foremost it can be used in biotechnological processes. By using other enzymes: maltogennic or only alpha-amylase – another sacharide profile can be obtained. After rafining and concentration, the fluid phase could be used in manufacturing various foods such as: glucose, maltose syrups and maltodextrins. Traditional methods have been applied by separately manufacture glucose hydrolysates or manufacture starch modyficates – as altogether different technological parameters have been used. The low - temperature technology, of simultaneous production, enables two valuable products, with high efficiency. The method hydrolysis characterize of low consumption energy (could be even twice less). The new technology is reported to plant in the Patent Office in Poland (2015, P.401041; P.402016).

Title of invention
 Technologia jednoczesnego wytwarzania enzymatycznych modyfikatów i hydrolizatów skrobiowych
Invention discription
 Rozwiązanie technologiczne polega na poddawaniu skrobi różnego pochodzenia botanicznego, w formie zawiesiny wodnej (25 do 35%, korzystnie 30% s.s.), reakcji enzymatycznej z użyciem typowych enzymów amylolitycznych w temperaturze poniżej temperatury kleikowania, korzystnie 45°C. W wyniku zastosowanej obróbki enzymatycznej, w ziarenkach skrobiowych zachodzą zmiany – zarówno w morfologii, jak i w strukturze molekularnej. Na zdjęciach (SEM) obserwuje się drobne szczeliny i zagłębienia w poszczególnych ziarenkach skrobi, a chromatografia żelowa (GPC) rejestruje zmniejszenie średniej masy cząsteczkowej. Widocznym skutkiem jest częściowe przechodzenie masy substratu do roztworu w formie rozpuszczalnych sacharydów. Po 24-48 godzinach reakcji, mieszaninę poreakcyjną rozdziela się na 2 fazy. Dla przykładu skrobi ziemniaczanej i stosowania alfa-amylazy i glukoamylazy uzyskuje się: • Fazę stałą (modyfikat skrobiowy) – mającą postać nierozpuszczalnych w zimnej wodzie ziarenek, stanowiącą 70-75% suchej substancji, w stosunku do skrobi wprowadzonej do reakcji. Modyfikat skrobiowy, po skleikowaniu, charakteryzuje się obniżoną lepkością w stosunku do skrobi naturalnej. Nadaje się do wykorzystania do celów spożywczych, np. do przygotowywania mieszanek do wytwarzania produktów ekstrudowanych czy koncentratów (zupy, sosy, skrobiowe wypełniacze); • Fazę ciekłą (hydrolizat skrobiowy) – mającą postać roztworu, stanowiącą 25-30% suchej substancji w stosunku do skrobi wprowadzonej do reakcji. Faza ciekła stanowi także cenny składnik – głównie glukozę, nadaje się szczególnie do wykorzystania w procesach biotechnologicznych. Stosując inne enzymy: maltogenne czy jedynie alfa-amylazę - uzyskuje się inny profil sacharydowy. Fazę ciekłą, po rafinacji i zagęszczeniu, można wykorzystać do otrzymywania produktów rynkowych, jak: glukoza, syropy maltozowe czy maltodekstryny. Dotychczasowe rozwiązania stosowane w światowym przetwórstwie skrobi zakładały oddzielne wytwarzanie hydrolizatów skrobiowych i oddzielne modyfikatów skrobiowych - ze względu na stosowanie całkowicie różniących się, a nawet wykluczających się parametrów technologicznych. Opracowana niskotemperaturowa technologia umożliwia wytwarzanie w jednym procesie technologicznym obu jednakowo cennych produktów, dzięki czemu możliwe jest niemal całkowite przemienienie surowca w produkty (niemal bez strat). Ponadto, technologia odznacza się b. niskim zużyciem energii cieplnej (zmniejszenie ok. 2- krotne). W prezentowanej technologii wykorzystano rozwiązania opatentowane w Urzędzie Patentowym RP w 2015 roku (P.401041 i P.402016).
PatentP.401041 i P.402016
Patent Application
Date of Patent Application

Owner of the Invention

Name of company / organization / institution / individual
English:Prof. Wacław Dąbrowski Institute of Agricultural and Food Biotechnology, Warsaw - Poland Department of Food Concentrates and Starch Products - Poznań
Polish:Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego – Zakład Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych – Poznań
InventorsFirst Name, Last Name, Academic degree
Roman Zielonka,
Leszek Jarosławski,
Lucyna Słomińska,
Marek Buszka,