Bei der Gewinnung von Stärke aus pflanzlichen Rohstoffen muss die Stärke aus der pflanzlichen Zellmatrix befreit und von den ande- ren zellulären Bestandteilen getrennt bzw. isoliert werden. Dabei kommt es im großtechnologischen Maßstab immer zu Verunreinigungen der Stärke mit Proteinen, Lipiden oder (Mikro-) Fasern. Darüber- hinaus befindet sich die Stärke in ihrer natürlichen Form in en- ger Wechselwirkung mit diversen Komponenten, wie z. B. Proteinen und Lipiden, die zum Teil an der Oberfläche des Stärkekorns fest assoziiert sind bzw. im Stärkekorn mehr oder weniger eng an die Stärkemoleküle gebunden sind. Derartige Verunreinigungen können bei der Verwendung der hergestellten Stärkeprodukte Probleme ver- ursachen. Beispielsweise ist bekannt, dass Stärke im Lebensmit- tel-oder pharmazeutischen Bereich auf Grund derartiger Verunrei- nigungen farbliche, geschmackliche oder allergene Nachteile mit sich bringen kann. Weiters ist bekannt, dass Komplexe von Stärke mit Proteinen und Lipiden in der Papierindustrie, beispielsweise bei der Oberflächenbehandlung von Papier, Nachteile verursachen und z. B. dadurch Ablagerungen verursacht werden, wodurch die "runnability"einer Papiermaschine beeinträchtigt wird. Weiters kann durch derartige Reststoffe die Papierqualität, insbesondere die Weiße von Papieren, beeinträchtigt werden. Auch im Textilbe- reich sind für viele Verwendungen auf herkömmlichem, industriel- lem Weg hergestellte Stärken nachteilig, da sie nur begrenzt fil- trierbar sind bzw. durch Ablagerungen oder Verstopfungen zu einem erhöhten Serviceeinsatz führen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung,, ein industriell anwendbares Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem hoch- reine Stärke hergestellt werden kann, welche auch in heiklen Ein- satzgebieten, bedingt durch einen geringen Verunreinigungsgrad an Lipiden, Proteinen, DNA, (Mikro-) Fasern, Stärketaschen, etc., eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Her- stellung von Stärke, Biostärke oder stärkehaltigen Produkten aus stärkehaltigen pflanzlichen Rohstoffen, welches dadurch gekenn- zeichnet ist, dass die Herstellung ein Elektroimpulsverfahren um- fasst, gelöst.

Die Anwendung von Elektroimpulsverfahren im Bereich der Nahrungs- mittelindustrie oder für das Aufbrechen von pflanzlichen Rohstof- fen allgemein, ist seit langem Stand der Technik (siehe bei- spielsweise"Trends in Food Science & Technology"5 (3) (1994), Seiten 71-75). Dabei wurde dieses Verfahren vor allem zur Her- stellung von Fruchtsäften aus Karotten, Äpfeln und dgl. oder zur Verhinderung von Mikroorganismen-Wachstum (Food Technology 5 (1992), Seiten 124-133) verwendet. Weitere Verwendungen betrafen die Präparation von niedrigmolekularen Verbindungen aus Pflanzen- zellen, bei welchen die verbesserte Zellsaftextraktion aus diesen Zellen nach einer derartigen Behandlung ausgenutzt wurde. Bei- spiele derartiger Verbindungen sind Amaranthin aus Chenopodium rubrum (Trends in Food Science & Technology, 5 (3) (1994), Seiten 70-99) oder Saccharose aus Zuckerrüben (WO 99/64634 A). Bei an- deren Verbindungen brachte allerdings dieses Verfahren nicht den gewünschten Effekt (Trends in Food Science & Technology, 5 (3) (1994), Seiten 71-75). Es wurde auch vorgeschlagen, wasserlösli- che intrazelluläre Produkte nach einem Fermentationsprozess unter Beibehaltung der Lebensfähigkeit der Zellen durch schonende Elek- troimpulsverfahren zu extrahieren (Appl. Microbiol. Biotechnol.

27 (1988), S. 561-566).

Überraschenderweise konnte mit der vorliegenden Erfindung gezeigt werden, dass sich das Elektroimpulsverfahren auch dazu eignet, hochkomplexe und polymere Substanzen, wie Stärke aus pflanzlichen Zellen, effizient zu extrahieren, wobei das Elektroimpulsverfah- ren bei der Gewinnung der Stärke den enormen Vorteil gezeigt hat, dass sich damit auch innige Kontakte von Proteinen, aber auch Li- piden und Nukleinsäuren, zu den Stärkepolymeren in einer Weise destabilisieren lassen, so dass diese in den herkömmlichen indu- striellen down-stream-Verfahren bei der Stärkeherstellung in viel effizienterer Weise abgereichert und gereinigt werden können.

Damit sind industriell hergestellte Stärken mit deutlich redu- ziertem Gehalt an Proteinen, aber auch mit reduziertem Gehalt an Lipiden, Mikrofaserstoffen und anderen Verunreinigungen, wie DNA, Farbstoffen usw., erhältlich. Bevorzugterweise wird das erfin- dungsgemäße Verfahren vor allem unter Verwendung von Kartoffeln oder Getreide, insbesondere Mais, Wachsmais oder Weizen, als pflanzliche Rohstoffe, durchgeführt, bringt aber grundsätzlich erhebliche Vorteile bei der Verwendung zur Gewinnung bzw. Verwen- dung aller bekannten Knollen-und Getreidestärken. Vor allem bei Mais liegt-wegen des hohen Lipidgehaltes der Maiskeimlinge- ein besonders hoher Grad an Verunreinigungen bzw. Verunreini- gungspotential mit Lipiden. vor, welches mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgreich hintangehalten werden kann. Darüberhinaus ist der natürliche Gehalt an Lipiden in den Getreidestärken hoch und kann durch Verwendung des Verfahrens deutlich verbessert werden.

Ein Problem bei der Anwendung von Stärke, wie z. B. in der Papier- industrie, bilden sogenannte"Stärketaschen", welche nicht aufge- schlossene Zellverbände darstellen und üblicherweise eine Größe von 50 um bis 200 um aufweisen und, wie erwähnt, zu Agglomeratio- nen und Ablagerungen führen, die bislang als unvermeidbar ange- sehen wurden. Überraschenderweise zeigt sich, dass, wenn die stärkehaltigen pflanzlichen Rohstoffe erfindungsgemäß mit Elek- troimpulsverfahren behandelt worden sind, das resultierende Stär- keprodukt absolut frei an derartigen Stärketaschen ist bzw. der Gehalt an Stärketaschen auf ein Niveau reduziert werden kann, welches selbst in heiklen Anwendungsbereichen nicht zu den be- schriebenen Nachteilen führt.

Durch die verbesserte Proteinabtrennung, die sich auf Grund der Behandlung mit dem Elektroimpulsverfahren ergibt, können sowohl stärkebindende Proteine im Rahmen von üblichen down-stream-Pro- zessen besser entfernt, als auch Enzymaktivitäten verhindert wer- den, die zur Herabsetzung der Qualität der Stärke führen. Hierbei ist vor allem die Hemmung von Oxidoreduktasen zu nennen, da diese Enzyme in Stärken zu Verfärbungen führen können. So können bei- spielsweise durch das Elektroimpulsverfahren Phenoloxidasen bei der Verarbeitung von Kartoffeln effizient inaktiviert werden. Der Zusatz von SO2 oder anderer Inhibitoren dieser Enzymaktivitäten kann dadurch erheblich reduziert werden bzw. vollkommen vermieden werden.

Es hat sich erfindungsgemäß gezeigt, dass bedingt durch das Elek- troimpulsverfahren eine bessere Abtrennbarkeit zwischen Stärke und Eiweiß bereits im Primärseparator effizient ausgenutzt werden kann, da die Stärkemilch (Unterlauf) einen wesentlich geringeren Eiweißgehalt aufweist als mit Nicht-Elektroimpulsverfahren behan- delten Ausgangsmaterialien. Bedingt durch diese verbesserte Ab- trennbarkeit des Eiweißes kann einerseits eine deutlich bessere Stärkerohmilchqualität erzeugt werden, andererseits kann der Ei- weißgehalt der Kleberfraktion signifikant erhöht werden.

Es zeigt sich auch, dass z. B. durch die Änderung der Zellwandfes- tigkeit eine geringere Faserbildung bei der Verreibung bzw. Zer- kleinerung der Rohstoffe erfolgt, die freigesetzte Stärke daher leichter in der Hydrozyklonanlage raffiniert werden kann, und da- mit eine höhere Reinheit der Stärke, insbesondere der Feinstärke, entsteht.

Dazu kommt noch, dass durch den an sich bekannten Mikroorganismen hemmenden Effekt des Elektroimpulsverfahrens auch eine reduzierte mikrobiologische Belastung des pflanzlichen Materials während des Herstellungsprozesses einhergeht. Somit kann der Zusatz von Bio- ziden und sonstiger antimikrobieller Mitteln, insbesondere ein Zusatz von S02, vermieden oder zumindest verringert werden. Durch den Einsatz des Elektroimpulsverfahrens im Herstellungsprozess von Stärke kann die mikrobiologische Belastung der Endprodukte deutlich reduziert werden, und dadurch häufig zusätzliche Pro- zessschritte zur Hemmung oder Reduzierung des mikrobiologischen Befalles im Prozess bzw. der Endprodukte vermieden werden. So ist z. B. eine zusätzliche Herabsetzung des pH-Wertes der Rohstärke- milch auf etwa 3,5 mit SO2 oder mineralischen Säuren vor bzw. während der Raffination der Stärke nicht mehr notwendig. Häufig wird die mikrobiologische Belastung der Endprodukte durch eine oxidative Behandlung verbessert. Da diese Behandlungen die Quali- tät der Stärke durch z. B. säurehydrolytischen oder oxidativen Ab- bau beeinträchtigen kann (z. B. durch Reduktion der Viskosität der Stärke), werden durch den Einsatz des Elektroimpulsverfahrens nicht nur mikrobiologisch einwandfreie sondern auch hochqualita- tive Produkte hergestellt.

Bei der Herstellung von Biostärken muss auf jeglichen Chemikali- eneinsatz verzichtet werden. Somit dürfen z. B. bei der Quellung von Biomais kein SO2 und keine anorganischen Säuren zugesetzt, bei der Verreibung von Biokartoffeln keine Chemikalien zur Hem- mung der qualitätsbeeinträchtigenden Enzymaktivitäten verwendet sowie keine Maßnahmen zur Kontrolle der Mikrobiologie im Prozess und der Endprodukte gesetzt werden. Somit erreichen diese Produk- te häufig nicht die Reinheit und Qualität der sonst handelsübli- chen Produkte. Durch den Einsatz des Elektroimpulsverfahrens kön- nen trotz vollkommener Vermeidung eines SO2-Zusatzes erstmals auch wirkliche Biostärken von hoher Qualität und Reinheit herge- stellt werden. Vor allem ist es erfindungsgemäß auch möglich, erstmals Biomaisstärke bzw. Biowachsmaisstärke mit deutlich ver- besserter Qualität und Reinheit herzustellen.

Der geringere Einsatz von Bioziden bzw. SO sowie der antimikro- bielle Effekt des Elektroimpulsverfahrens ermöglichen auch länge- re Betriebszeiten in der Stärkefabrik bei gleichbleibend guter Qualität der Endprodukte. Die Reinigungsintervalle können somit verlängert werden. Dies gilt insbesondere bei der Gewinnung von Biostärken, deren Produktion sonst nur in kurzen Einheiten mög- lich ist. Somit ist durch den Einsatz des Elektroimpulsverfahrens nicht nur in qualitativer sondern auch in ökonomischer Hinsicht eine Optimierung der Herstellung von Biostärken, insbesondere Biogetreidestärken, möglich.

Das Elektroimpulsverfahren kann im Rahmen der vorliegenden Erfin- dung durchaus mit den für andere Aufgaben (z. B. WO 99/64634) be- schriebenen Parametern erfolgen. Bevorzugterweise wird demgemäß das Elektroimpulsverfahren bei einer Feldstärke von 0,1 bis 50 kV/cm, vorzugsweise bei 0,5 bis 20 kV/cm, insbesondere von 1 bis 10 kV/cm, durchgeführt. Die Impulsfrequenz kann bevorzugterweise bei 1 bis 2000 Impulsen pro Sekunde, mehr bevorzugt von 5 bis 1000 Impulsen pro Sekunde, insbesondere 5 bis 100 Impulsen pro Sekunde durchgeführt werden.

Es ist auch bekannt (siehe WO 99/64634), dass unter Verwendung des Elektroimpulsverfahrens das Ausschlussverfahren für pflanzli- che Rohstoffe zu einer Energiereduktion führt. Daher wird das Elektroimpulsverfahren erfindungsgemäß bevorzugt mit einem Ener- gieeinsatz von 1 bis 100 kJ/kg Rohstoff, vorzugsweise 2 bis 75 kJ/kg, insbesondere von 5 bis 50 kJ/kg, durchgeführt.

Bevorzugterweise wird der pflanzliche Rohstoff dem Elektroimpuls- verfahren bereits im Ganzen oder in zerkleinerter Form unterwor- fen. Daher kann erfindungsgemäß bevorzugt ein Zerkleinerungs- schritt dem Elektroimpulsverfahren vorangestellt werden. Bevor- zugterweise werden daher dem Elektroimpulsverfahren ganze Kartof- feln, Kartoffelstücke, Kartoffelabfälle aus der kartoffelverar- beitenden Industrie, Kartoffelreibsel, Mais-, Wachsmaismaische, Weizen und andere Getreidearten unterworfen. Gerade Kartoffel und auch Weizen können in unzerkleinerter Form industriell eingesetzt werden. Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung ist die Be- handlung von Mais-und Wachsmaisbruch vor der Vermahlung. In ei- ner besonders bevorzugten Variante der Erfindung wird dieser Bruch von dem Keimling befreit und getrennt, und somit der ent- keimte Bruch behandelt. Eine weitere bevorzugte Variante der Er- findung ist die Behandlung von Kartoffelpülpe, Getreidefasern und Stärkerohmilch, wobei die Behandlung der Stärkemilch an den ver- schiedensten Stufen ihrer Raffination erfolgen kann, d. h. von dem Entstehen der Rohmilch nach der Verreibung bzw. Vermahlung bis zum raffinierten Stärkeslurry bzw. aufkonzentrierten Stärke- feuchtkuchen, bevor dieser getrocknet wird. Eine weitere Variante der Erfindung liegt in der Behandlung von trockenen Stärkeproduk- ten, in dem diese in Wasser aufgerührt werden und mit dem Elek- troimpulsverfahren behandelt werden.

Vorzugsweise kann auch die Quellung des pflanzlichen Rohstoffes verkürzt und der Einsatz von SO verringert werden, insbesondere, wenn von einem Getreiderohstoff, wie z. B. Mais oder Wachsmais, ausgegangen wird. Üblicherweise wird dieser Quelllösung Schwefel- dioxid in Konzentrationen von 0,1 bis 0,3 % zugesetzt (siehe G.

Tegge,"Stärke und Stärkederivate" (1984), Seiten 79-125, insbe- sondere Seite 118). Erfindungsgemäß können dafür aber auch Quell- lösungen, die weniger als 0,1 % Schwefeldioxid, vorzugsweise we- niger als 0,01 % Schwefeldioxid, insbesondere Schwefeldioxid- freie Lösungen verwendet werden. Die zuletzt erwähnte Verfahrens- variante ist von besonderer Bedeutung bei der Quellung von biolo- gisch angebauten Rohstoffen, wie z. B. Biomais und Biowachsmais.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können aber für sämtliche Stärken (z. B. auch aus Kartoffeln) Biostärken hergestellt werden, weil die Herstellung ohne Zugabe von S02 oder Bioziden erfolgen kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Stärkeprodukt, welches nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erhältlich ist. Die erfindungsgemäß er- hältliche Stärke unterscheidet sich maßgebend von bisher im Stand der Technik produzierten (industriellen) Stärken, insbesondere was ihren Gehalt an Verunreinigungen bzw. Begleitstoffen, wie z. B. Proteinen anbelangt. So weisen erfindungsgemäße Stärkepro- dukte bevorzugterweise einen Proteingehalt von unter 0,05 % in Trockensubstanz (TS) auf, während der Proteingehalt von nicht mit dem Elektroimpulsverfahren behandelten Stärken je nach pflanzli- chem Rohstoff über diesen Werten liegt. So weisen Nicht-Elektro- impuls-behandelte Stärken aus Mais einen Proteingehalt von 0,2 bis 0,4 % in TS und einen Lipidgehalt von 0,5 bis 0,9 % in TS auf, Kartoffelstärken einen Proteingehalt von 0,05 bis 0,2 % in TS und einen Lipidgehalt von 0 bis 0,2 % in TS und Weizenstärken einen Proteingehalt von 0,1 bis 0,6 % in TS und einen Lipidgehalt von 0,7 bis 1,2 % in TS (vgl. Critical Rep. on Appl. Chemistry.

14 (1987), Galliard ; Wiley & Sons).

Erfindungsgemäß erhältliche Elektroimpuls-behandelte Stärken wei- sen demgegenüber deutlich reduzierte Gehalte im Hinblick auf Li- pide, Proteine und DNA, auf. Beispielsweise kann erfindungsgemäß eine Maisstärke hergestellt werden, die einen Proteingehalt von unter 0,2 % in TS und gegebenenfalls einen Lipidgehalt von unter 0,5 % in TS aufweist. Es können Kartoffelstärken hergestellt wer- den, die einen Proteingehalt von unter 0,05 % in TS aufweisen, sowie Weizenstärken, die einen Proteingehalt von unter 0,1 % in TS und gegebenenfalls einen Lipidgehalt von unter 0,7 % in TS aufweisen. Eine besonders bevorzugte Stärke gemäß der vorliegen- den Erfindung weist daher weniger als 10 ml, insbesondere weniger als 5 ml, Sediment pro 50 g Stärke auf (siehe Bestimmungsmethode bei Eiweißfällungstest in den Beispielen).

Wie erwähnt, weisen die erfindungsgemäß erhältlichen Stärkepro- dukte auch einen deutlich reduzierten Gehalt an Fasern, die auch Stärketaschen beinhalten, auf. Diese werden durch Absieben eines wässrigen Stärkeslurries über ein 50 um-Sieb bestimmt. Der Gehalt an Fasern und Stärketaschen, z. B. der Maisstärke, reduziert sich von durchschnittlich 0,1 % auf unter 0,01 % bezogen auf Trocken- substanz (siehe Bestimmung des Feinfasergehaltes in den Beispie- len).

Generell sind erfindungsgemäß daher Stärkeprodukte erhältlich, die einen gegenüber herkömmlichen, nicht durch Elektroimpulsver- fahren hergestellten Stärken, um zumindest 50 %, vorzugsweise um zumindest 80 %, insbesondere um zumindest 95 %, verringerten Ge- halt an Stärketaschen aufweisen.

Erfindungsgemäß können demgemäß weißere Stärkeprodukte, vor allem weißere Biostärken, erhalten werden. Auch ist erfindungsgemäß ei- ne bessere Entwässerung der Fasern zur Herstellung von Futtermit- teln möglich und dadurch eine geringere Trocknungsenergie notwen- dig. Wegen der geänderten Wechselwirkung zwischen Stärke und Ei- weiß ist auch eine leichtere Raffination der Stärke in der Hydro- zyklonanlage möglich. Ebenso lassen sich die Feinfasern und rest- liches Eiweiß in der Hydrozyklonanlage leichter entfernen, was sich in einem verringerten Protein-und Fasergehalt nieder- schlägt.

Die erfindungsgemäß hergestellte Stärke zeigt nicht nur eine deutliche Reduktion der Begleitstoffe sondern dadurch bedingt auch eine verbesserte Derivatisierbarkeit durch höhere Reaktions- ausbeute, kürzere Reaktionszeiten, reduziertem Chemikalienein- satz, geringere Nebenproduktbildung und Abwasserfrachten. Die Herstellung von Stärkederivaten, wie z. B. Carboxymethylstärke (CMS), propoxylierten Stärken, vernetzten Stärken oder abgebauten Stärken (thermisch, thermochemisch oder enzymatisch), ist dadurch nicht nur erleichtert, sondern ermöglicht die Herstellung von qualitativ verbesserten Produkten. So führen Begleitstoffe der Stärke, wie z. B. Eiweiß, bei der Führung von Reaktionen unter al- kalischen Bedingungen bei erhöhten Temperaturen, wie es z. B. bei der Carboxymethylierung von Stärke der Fall ist, zu Maillard-Ne- benreaktionen, die eine Vergilbung des Endproduktes bewirken.

Diese Verfärbung wirkt sich in der Anwendung der Stärke häufig nachteilig aus. Der Einsatz von Stärke mit reduzierten Begleit- stoffen ermöglicht die Produktion von derivatisierten Stärken mit deutlich verbesserter Farbe. Bevorzugter Weise wird daher im Rah- men des erfindungsgemäßen Verfahrens die Stärke derivatisiert und/oder physikalisch modifiziert und damit ein derivatisiertes und/oder physikalisch modifiziertes Produkt zur Verfügung ge- stellt.

Derartige erfindungsgemäß hergestellte Stärken, Biostärken bzw. daraus abgeleitete Stärkederivate sind vor allem in heiklen und anspruchsvolleren Einsatzbereichen bevorzugt einsetzbar, so bei- spielsweise im Lebensmittel-, Kosmetik-und pharmazeutischen Be- reich, bei der Papierherstellung bzw. Papieroberflächenbehand- lung, im Klebstoffbereich und im Textilbereich, insbesondere als Druckverdicker.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft daher die vorliegende Erfin- dung die Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Stärke- produktes als Lebensmittelzusatz, als Komponente bzw. Hilfsmittel bei der Herstellung von kosmetischen (z. B. in Salben, Pudern, Duschgels, als Verdicker, Emulgierungshilfsmittel, Bestäubungs- mittel von Präservativen etc.) und pharmazeutischen Präparaten, wie z. B. Tablettierungshilfsmittel, Tablettensprengmittel, Plas- maexpander, sowie bei pharmazeutisch einsetzbaren Gebrauchsgegen- ständen, wie z. B. Bestäubungsmittel für Handschuhe etc., als Mit- tel zur Oberflächenbehandlung von Papier, wie z. B. als Oberflä- chenleim oder Bindemittel für Streichfarben, als Zusatzstoff bei der Papierherstellung, als Klebstoff wie z. B. Tapetenkleister, Zigarettenleim, sowie als Druckverdicker im Textilbereich.

Selbstverständlich können aber die erfindungsgemäß hergestellten Stärkeprodukte für alle anderen Zwecke, die für Stärke beschrie- ben sind, eingesetzt werden.

Im Lebensmittelbereich bietet die erfindungsgemäße hochreine Stärke vor allem Vorteile hinsichtlich ihrer Farbe, ihres Ge- schmacks und ihres geringen Allergenanteils (sowohl auf Protein- als auch auf DNA-Niveau). Diese Vorteile sind besonders ausge- prägt bei den Biostärken und ihren physikalisch modifizierten Derivaten.

Bei der Oberflächenbehandlung von Papier zeigt die erfindungsge- mäße hochreine Stärke eine deutlich verbesserte"runnability"der Papiermaschine, eine geringere Schaumneigung im Leimkreislauf, reduzierte Ablagerungsbildung auf den Walzen und im Leimbehälter, und reduzierte Amylosekristallisationsneigung (vor allem bei Ge- treidestärke, wie z. B. Maisstärke). Bedingt durch den höheren Weißegrad der erfindungsgemäßen Stärkeprodukte, insbesondere bei Maisstärken und Derivaten, ist auch die erzeugte Papierqualität, insbesondere im Hinblick auf die Weiße, deutlich verbessert. Auch beim Einsatz in der Papiermasse kommt es selbst bei höheren Ein- satzmengen (mehr als 0,5 % pro Papier) zu keinem negativen Ein- fluss auf die Weiße von hochqualitativen Papieren.

Auch im Textilbereich, vor allem als Druckverdicker, weisen die erfindungsgemäß hergestellten Stärken einen enormen Vorteil hin- sichtlich ihrer verbesserten Filtrierbarkeit auf. Das Bedrucken von Textilien erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Schablonen mit sehr geringen Maschenweiten. Eine wesentliche Anforderung an die Stärkederivate, die als Verdicker für Druckpasten u. a. eingesetzt werden, ist eine hohe Reinheit bzw. Filtrierbarkeit (siehe Be- stimmungsmethode der Filtrierbarkeit von Druckverdicker in den Beispielen). Hier sind es vor allem die Stärketaschen und sonsti- ge Stärkebegleitstoffe, die normalerweise die Einsatzfähigkeit solcher Stärken einschränkt. Erfindungsgemäß können aber Stärken mit einer Filtrierbarkeit > 600 g alkalisch, bzw. 300 g sauer, zur Verfügung gestellt werden. Diese Qualitätsanforderungen er- möglichen erst die industrielle Anwendung im Druckverdicker, so dass es in der Praxis nicht zum Verschließen der Drucksiebe kommt (> 600 g alkalisch bedeutet hierbei, dass 600 g Stärke-TS als 8 oder 10% ige Kleister problemlos über eine 32 um Metallgaze fil- trierbar sind, > 300 g im sauren Bereich bedeutet, dass 300 g Stärke-TS als Kleister unter Zusatz von Zitronensäure ebenfalls problemlos über 32 um filtrierbar sind).

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beispiele sowie der Zeichnungsfiguren näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 : Maisstärke mit Stärketaschen, ohne EIV- (Elektroimpuls- verfahren)-Behandlung ; Fig. 2 : Maisstärke (einzelne Maiskörner), nach EIV-Behandlung, erfindungsgemäß ; und Fig. 3 : das Ergebnis eines Eiweiß-Fällungstests von unbehandelter (Fig. 3A) und behandelter (Fig. 3B) Maisstärke.

B e i s p i e 1 e : B e i s p i e 1 1 : Erfindungsgemäße Herstellung von Stärkepro- dukten unter Verwendung des Elektroimpulsverfahrens (EIV) Für die EIV-Behandlung ganzer Kartoffeln, Kartoffelreibsel, Mais- maische, Weizen und Stärkeslurries müssen je nach erwünschtem Be- arbeitungsziel verschiedene Parameter gewählt werden. Die wich- tigsten Parameter sind die elektrische Feldstärke, die Zahl (und auch Länge) der elektrischen Impulse und die eingebrachte spezi- fische Energie.

Die spezifische Energie ist insofern ein wichtiger Parameter, als dieser Wert direkt mit einer z. B. durch Wärmebehandlung einge- brachten Energie gegenübergestellt werden kann. Die Höhe der elektrischen Feldstärke richtet sich nach der Art der durch die Behandlung zu zerstörenden Zellen. Um pflanzliche Zellen aufzu- schließen, wird tendenziell weniger Energie benötigt als zum Auf- schluss von Mikroorganismen.

Ab dem Bereich von 20 kV/cm ist aber die Gefahr einer starken Er- wärmung bis zur Pyrolyse durch Plasmabildung gegeben. Außerdem erhöht sich die aufgewendete Energie, wodurch die Wirtschaftlich- keit des EIV im Vergleich zu herkömmlichen Aufschlussverfahren in Frage gestellt werden kann.

Tabelle 1 : Parameter EIV Anwendung bevorzugter Bereich Elektrische Verbesserung der Protein-und 0,1-50 kV/cm Feldstärke : Lipidabtrennung und der Stär- keausbeute, Zerstörung der Stärketaschen Elektrische Mikroorganismen 15-60 kV/cm Feldstärke : Impuls-Frequenz allgemein 1-1500/s (Anzahl) : Energie bezüglich allgemein 2-75 kJ/kg Einsatzmenge : B e i s p i e 1 2 : Untersuchung der Protein-und Lipidgehalte von Mais-, Kartoffel-und Weizenstärke Die Auswirkungen der Elektroimpulsbehandlung auf drei verschiede- ne Stärketypen zeigen sich deutlich in einer Verringerung der Protein-und Lipidgehalte. Die so behandelten Stärken zeigen eine Verbesserung der anwendungstechnischen Eigenschaften.

Tabelle 2 : Protein-und Lipidgehalte von handelsüblichen Stärken ohne und mit EIV-Behandlung Wassergehalt Unbehandelt* EIV-behandelt [%] [%] in TS [%] in TS Proteingehalt Lipidgehalt Proteingehalt Lipidgehalt Mais 11-14 0,2-0,4 0, 5-0, 9 0,05-0,2 0,1-0,5 Kartoffel 12-17 0,05-0,2 0-0,2 0,01-0,05 0 Weizen 11-14 0, 1-0,6 0,7-1,2 0, 05-0,2 0,3-0,7 *Quelle : Starch : properties and potential (Critical Rep. on Appl.

Chemistry, 14, Galliard, Wiley & Sons (1987).

B e i s p i e 1 3 : Mikroskopische Untersuchungen Vor dem Mikroskopieren wird von der Stärke eine ca. 5% ige wäss- rige Suspension hergestellt und auf einen Objektträger aufgetra- gen. Die Bilder wurden mit dem Mikroskop bei 200facher Vergröße- rung mit einer Digitalkamera aufgenommen.

Fig. 1 zeigt das typische Bild einer sogenannten Stärketasche, die meist eine Größe von 50 um bis 200 um aufweisen. Diese sind durch die Behandlung mit dem EIV leicht zu zerstören. In Fig. 2 sieht man eine so behandelte Probe, die keine Stärketaschen mehr aufzeigt. Die scharfkantigen abgegrenzten Gebilde stellen einzel- ne Stärkekörner dar.

Ergebnis : Die Auflösung dieser Stärketaschen wirkt sich. positiv auf anwendungstechnische Eigenschaften, wie z. B. die Filtrierbar- keit der Stärkekleister aus.

B e i s p i e 1 4 : Eiweißfällungstest Dieser Test zur Untersuchung der Qualität von Maisstärke, die mit Hilfe von Hochspannungs-Elektroimpulsen gewonnen wurde, ist vor allem ein Maß für die Reinheit der erfindungsgemäß hergestellten Stärke und zeigt die Einsatzfähigkeit z. B. in der Oberflächenbe- handlung von Papier.

Durchführung : 50 g Stärke werden in ein Becherglas eingewogen und mit 450 g entionisiertem Wasser aufgerührt. Die Stärkesuspension wird mit 3 ml einer kommerziellen a-Amylase (z. B. Opitherm von Fa. Solvay) versetzt, unter Rühren im Ölbad auf 100°C erhitzt und 5 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Anschließend wird das Becherglas aus dem Ölbad genommen und der enzymatisch abgebaute Stärkekleister in einen Imhoff-Trichter umgefüllt. Der Stärke- kleister wird nun 24 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen.

Anschließend wird die sedimentierte Menge abgelesen (ml). kommerzielle Maisstärke behandelte Maisstärke Sedimentierte Menge 10 ml 2 ml Zur besseren Darstellung siehe Fig. 3A und 3B.

Beurteilung : Die behandelte Stärke weist nach dem enzymatischen Abbau eine deutlich geringere Menge an Sediment auf. Dieses Se- diment besteht im Wesentlichen aus Eiweiß, Fetten und Fasern. Je geringer die Stärkebegleitstoffe und somit je geringer das Sedi- ment, umso günstiger der Einsatz in der Papierindustrie, z. B. in der Behandlung der Papieroberfläche (geringere bzw. keine Schaum- neigung des abgebauten Leims, geringere bzw. keine Belagsbildung auf den Walzen, geringere Neigung zur RAPS- (Retrograded Amylose Particles)-Bildung, verbesserte"runnability"der Papiermaschine und letztendlich Verbesserung der erzeugten Papierqualität.

B e i s p i e 1 5 : Bestimmung des Feinfasergehaltes Dieser Test dient der Bestimmung des Feinfasergehaltes von Stär- ken wie z. B. Maisstärke, die mit Hilfe von Hochspannungs-Elektro- impulsen gewonnen wurde.

Durchführung : 50 g Stärke werden in ein Becherglas eingewogen und mit 200 g entionisiertem Wasser aufgerührt. Die Stärkesuspension wird 10 min im Ultraschallbad zur Auflösung von Agglomeraten be- handelt und anschließend über ein getrocknetes, tariertes 50 um- Sieb gegeben. Zur Entfernung anhaftender Stärkekörner wird inten- siv mit Leitungswasser nachgewaschen. Das Sieb wird anschließend 45 min bei 120°C im Trockenschrank getrocknet und ausgewogen. kommerzielle Maisstärke behandelte Maisstärke Feinfasem >50pm [%] in TS 0, 1 0,01 B e i s p i e 1 6 : Bestimmung der Filtrierbarkeit Dieser Test dient der Bestimmung der Filtrierbarkeit von Stärke- derivaten, die als Verdicker für den Textildruck eingesetzt wer- den und ist ein Maß für die Reinheit und Eignung des Druckver- dickers.

Durchführung : In 6900 g weichem Wasser werden 600 g Druckverdi- cker eingestreut und 5 min bei 3000 Upm mittels Propellerrührer gerührt. Der'Kleister wird 1 Stunde bei Raumtemperatur quellen gelassen und anschließend kurz mit der Hand aufgerührt. Der so hergestellte Kleister wird nun bei Raumtemperatur über eine 32 um Metallgaze bei einem definierten Unterdruck von 0,5 bar solange filtriert. Die Filtration wird bei Verstopfung der Gaze beendet.

Die filtrierte Menge an Kleister wird abgewogen und die Menge an filtrierter Stärke rückgerechnet. Handelsübliche Druckverdicker zeigen Filtrierbarkeiten im Bereich von 300 bis 600 g. Ausge- zeichnete Produkte haben Filtrierbarkeiten oberhalb von 600 g.

Produkte mit Filtrierbarkeiten unterhalb von 300 g sind für den Textildruck ungeeignet. kommerzielle Druck-Druckverdicker auf Basis verdicker von behandelter Maisstärke Filtrierbarkeit 350 g > 600 g über 32 um