Hydroliza nieskleikowanej skrobi ziemniaczanej preparatami enzymów amylolitycznych
Lucyna Słomińska
zk@ibprs.plInstytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych, Poznań (Poland)
Roman Zielonka
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych, Poznań (Poland)
Leszek Jarosławski
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych, Poznań (Poland)
Marek Buszka
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych, Poznań (Poland)
Abstrakt
Prowadzono badania celem określenia wpływu upłynniających i scukrzających preparatów enzymatycznych na wydajność procesu hydrolizy skrobi ziemniaczanej w temperaturze poniżej jej temperatury kleikowania. Hydrolizę skrobi prowadzono w wodnej zawiesinie o różnych stężeniach, tj. 5, 10, 20 i 30%, na którą działano preparatami enzymatycznymi (Liquozyme Supra — enzym upłynniający oraz Maltogenase 4000 L i AMG 300 L — enzymy scukrzające) użytymi pojedynczo lub w kombinacjach podczas 24 h, w temperaturach 30, 35, 40 i 45°C. W próbach określano wydajność procesu hydrolizy skrobi przez oznaczenie masy i stężenia hydrolizatu, cukrów redukujących oraz obliczenie wskaźnika uzysku. Badania wykazały, że podwyższenie temperatury reakcji z 30 do 45°C, podczas hydrolizy prowadzonej z zastosowaniem preparatu Liquozyme Supra, powoduje prawie sześciokrotne zwiększenie wskaźnika uzysku składników rozpuszczalnych, tj. od 2,9 do 17,1%. Ten najwyższy wskaźnik uzysku otrzymano, stosując zawiesinę skrobi o stężeniu 20%. Uwzględniając wszystkie zastosowane kombinacje enzymów, najwyższy wynik uzysku osiągnięto podczas hydrolizy prowadzonej w kombinacji preparatów Liquozyme Supra + AMG 300 L — 20,6%. Przedstawiona metoda niskotemperaturowej hydrolizy skrobi ziemniaczanej, wykorzystująca handlowe preparaty enzymów amylolitycznych w typowych dawkach przemysłowych, może być z powodzeniem stosowana do otrzymywania różnych rodzajów hydrolizatów skrobiowych o składzie cukrów charakterystycznym dla użytych rodzajów enzymów.
Słowa kluczowe:
enzymy amylolityczne, hydroliza, skrobia ziemniaczana nieskleikowanaBibliografia
Al. Rabadi G. J. S., Gilbert R. G., Gidley M. J. 2009. Effect of particle size on kinetics of starch digestion in milled barley and sorghum grains by porcine alpha-amylase. Journal of Cereal Science 50: 198 — 204.
Google Scholar
Franco C. M. L., Preto S. J. R., Ciacco C. F. 1992. Factors that affect the enzymatic degradation of natural starch granules — effect of the size of the granules. Starch/Stärke 44: 422 — 426.
Google Scholar
Gerard C., Colonna P., Bulѐon A., Planchot V. 2001. Amylolysis of maize mutant starches. Journal o Science and Food Agriculture 81: 1281 — 1287.
Google Scholar
Guraya H.S., James C., Champagne E.T. 2001. Effect of cooling, and freezing on the digestibility of debranched rice starch and physical properties of the resulting material. Starch/Stärke, 53: 64 — 74
Google Scholar
Haska N., Ohta Y. 1992. Mechanism of hydrolysis of treated sago starch granules by starch digesting amylase from Penicillium brunneum. Starch/Stärke 44: 25 — 28.
Google Scholar
Heitmann T., Wenzig E., Mersmann A. 1997. Characterization of three different potato starches and kinetics of their enzymatic hydrolysis by an alpha -amylases. Enzyme and Microbial Technology 20: 259 — 267.
Google Scholar
Juszczak L., Fortuna T., Krok F. 2003 Non - contact atomic force microscopy of starch granules surface: Part I. Potato and tapioca starches. Starch/Stärke 55: 1 — 7.
Google Scholar
Kong B. W., Kim J. I., Kim M. J., Kim J. C. 2003. Porcine pancreatic α-amylase hydrolysis of native starch granules as function of granule surface area. Biotechnol. Prog 19:1162 — 1166.
Google Scholar
Kim J.C., Kong B.W., Kim M.J., Lee S.H. 2008. Amylolitic hydrolysis of native starch granules by granule surface area. Journal of Food Science 73, 9: 621 — 624.
Google Scholar
Liakopoulou — Kyriakides M., Karakatsanis A., Stamatoudes M. ,Psomas S. 2001. Synergistic hydrolysis of crude corn starch by α -amylases and glucoamylases of various origins. Cereal Chemistry 78, 5: 603 — 607.
Google Scholar
MacGregor A.W., Balance D. L. 1980. Hydrolysis of large and small starch granules from normal and waxy barley cultivars by alpha- amylase from barley malt. Cereal Chemistry 57: 397 — 402.
Google Scholar
Noda T., Takigawa S., Matsuura-Edo C., Kim S. J., Hashimoto N., Takeda Y. 2005. Physicochemical properties and amylopectin structures of large, small and extremely small potato starch granules. Carbohydrate Polymers 60: 245 — 252.
Google Scholar
Nowotny F. 1972. Technologia Przetwórstwa Ziemniaczanego. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa.
Google Scholar
O’Brien S., Wang Y. J. 2008. Susceptibility of annealed starches to hydrolysis by α-amylase and glucoamylase. Carbohydrate Polymers 72: 597 — 607.
Google Scholar
Puspasari F., Nurachman Z., Noer A., S., Radjasa O.K., van der Maarel M. J. E. C, Dessy N. 2011. Characteristics of raw starch degrading α-amylase from Bacillus aquimaris MKSC 6.2 associated with soft coral Sinularia sp. Starch/Stärke 63, 8: 461 — 467.
Google Scholar
Shariff Y. N., Karim A. A., Fazilah A., ZaidulI S. M. 2009. Enzymatic hydrolysis of granular native and mildly heat — treated tapioca and sweet potato starches at sub- gelatinization temperature. Food Hydrocolloids 23: 434 — 440.
Google Scholar
Sarykaya E., Higasa T., Adachi M., Mikami B. 2000. Comparison of degradability abilities of α- and β -amylases on starch granules. Process Biochemistry 35: 711 — 715.
Google Scholar
Sarian F. D., van der Kaaij R. M., Kralj S., Wijbenga D. J., Binnema D. J., van der Maarel M. J. E. C., Dijkhuizen L. 2012. Enzymatic degradation of granular potato starch by Microbacterium aurum strain B8.A. Appl. Microbiol. Bitechnol. 93: 645 — 654.
Google Scholar
Sarbatly R. 2007. The simultaneous enzymatic hydrolysis of tapioca starch for instant formation of glucose. Journal of Applied Sciences 7, 15: 2057 — 206.
Google Scholar
Tawil G., Vikso-Nielsen A., Rolland-Sabate A., Colonna P., Buleon A. 2012. Hydrolysis of concentrated raw starch: A new very efficient α-amylase from Anoxybacillus flavothermus. Carbohydrate Polymers. 87: 46 — 52.
Google Scholar
Tester R. F., Karkalas J., Qi X. 2004. Starch structure and digestibility enzyme — substrate relationship. World’s Poultry Science Journal 60: 186 — 195.
Google Scholar
Vikso-Nielsen A., Andersen C., Hoff T., Petersen S. 2006. Development of new α-amylases for raw starch hydrolysis. Biocatalysis and Biotransformation. 24, 1/ 2: 121 — 127.
Google Scholar
Vidal Jr. B. C., Rausch K. D., Tumbleson M. E., Singh V. 2009. Kinetics of granular starch hydrolysis in corn dry grind process. Starch/Stärke 61: 448 — 456.
Google Scholar
Zielonka R., Jarosławski L., Słomińska L. 2010. Opracowanie i porównanie metod oznaczania wydajności hydrolizy skrobi. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 557: 423 — 433.
Google Scholar
Autorzy
Lucyna Słomińskazk@ibprs.pl
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych, Poznań Poland
Autorzy
Roman ZielonkaInstytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych, Poznań Poland
Autorzy
Leszek JarosławskiInstytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych, Poznań Poland
Autorzy
Marek BuszkaInstytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych, Poznań Poland
Statystyki
Abstract views: 40PDF downloads: 67
Licencja
Prawa autorskie (c) 2012 Lucyna Słomińska, Roman Zielonka, Leszek Jarosławski, Marek Buszka
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
