Wytwarzanie koncentratów fruktooligosacharydów (FOS) o zróżnicowanym składzie oligomerycznym z wykorzystaniem enzymatycznej biokonwersji sacharozy

• Autorzy: Bogusław Król , Robert Klewicki

Warianty tytułu

Production of Fructooligosaccharides (FOS) Concentrations with Various Contents of Oligomers Using Enzymatic Bioconversion of Saccharose

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Opisano warunki prowadzenia biokonwersji sacharozy z użyciem komercyjnych preparatów enzymatycznych Fructozyme i Novoferm, zawierających fruktozylotransferazę (FT) do wytwarzania trzech typów syropów FOS i dwóch proszkowych preparatów o zawartości fruktanów odpowiednio 50-60% % s.s. i ≥ 90% s.s. Wykazano, że przy aktywności FT 1-2,5 U/g sacharozy proces transglikozylacji reszty fruktozy przebiega w trzech fazach. W pierwszej blisko 80% utworzonych oligomerów stanowi kestoza, w drugiej kestoza ulega transglikozylacji z utworzeniem ponad 50% udziału nystozy w sumie FOS, a w trzeciej ustala się równowagę pomiędzy kestozą, nystozą i fruktozylonystozą w proporcji 2 : 4 : 3. Stwierdzono, że roztwory bogate w nystozą, po usunięciu glukozy na drodze enzymatycznego utleniania mogą być wysuszone metodą rozpyłową w warunkach otrzymywania mleka w proszku. Wykazano, że z syropów nystozowych o zawartości s.s. powyżej 72% (m/m) nystoza krystalizuje z niewielką domieszką kestozy w postaci niehigroskopijnej, drobnokrystalicznej substancji. (abstrakt oryginalny)

EN

In the paper, there are described conditions for bioconversion of saccharose into FOS preparations by commercial enzyme preparations (Fructozyme or Novoferm containing fructosyltransferase). The main objective of this bioconversion was to manufacture 3 FOS syrups and 2 powders containing 50%-60%, and over 90% of fructans respectively. It was proved that the transglycosylation of the fructose moiety was a three-phase process when the enzyme was applied in doses of 1.0-2.5 U/g saccharose. During the first phase, kestose is a major fructan formed (nearly 80% of the synthesized FOS). During the second stage, kestose is transformed into nystose (over 50% of the synthesized FOS). Additionally, during the third stage, a balance state among kestose, nystose and F-nystose (their proportion rates are 2:4:3) is settled. It was proved that after the glucose has been removed by an enzymatic oxidation, the nystose-rich solutions of FOS can be dried off using a spray-drying method; the dry-off process shall occur under the conditions similar to the production of powder milk. Furthermore, it was evidenced that from among all the nystose syrups containing over 72% (w/w) of dry matter, the nystose crystallizes with a little amount of kestose applied in the form of a non-hygroscopic fine-crystal substance. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Technologia produkcji żywności; Chemia spożywcza; Dodatki funkcjonalne do żywności; Wzbogacanie produktów żywnościowych

EN

Food; Food production technology; Food chemistry; Functional food additives; Enrichment of food products

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 12 (2005)
• Numer: nr 2 (43)
• Strony: 5--22

Twórcy

autor

Bogusław Król

• Politechnika Łódzka

autor

Robert Klewicki

• Politechnika Łódzka

Bibliografia

• Anderson H.B., Alleged L.H., Bosses I.G.: Nondigestibility characteristics of inulin and oligofructose in humans. J. Nutr., 1999, 129 (75), 14289-14309.
• Biedrzycka E., Bielecka M.: Prebiotic effectiveness of fructans of diffrent degrees of polymerization. Trends Food Sci. Technol., 2004, 15, 170-175.
• Booten K., Deleenheer L.: Method for preparing a polydyspersed saccharide composition. Patent USA, 2001, 2001016572 (EP 0917588).
• Bornet F.R.J., Brouns F., Tashiro Y., Duvilier V.: Nutritional aspects of short-chain fructooligosaccharides: natural occurrence, chemistry, physiology and health implications. Digest Liver Dis., 2002, (34) Suppl., 5111-5120.
• Byung W.K., Yun J.W.: Selective production of GF4-fructooligosaccharide from sucrose by a new transfructosylating enzyme. Biotechnol. Lett., 1998, 20 (11), 1031.
• Cheng Tao: Tonic oligofructose salt as oral liquid. Patent chiński, 2001, CN 1289596.
• Farine S., Versluis C., Bonnici P.J., Heck A., Peschet J.L., Puigserver A., Biagini A.: Separation and identification of enzymatic sucrose hydrolysis products by high-performance anion-exchange chromatography with pulsed amperometric detection. J. Chromatog. A, 2001, 920, 299-308.
• Fritz M.: Self-foaming soluble beverage powder. Patent USA, 2003, 6669979.
• Hang U.D., Woodams E.E., Jang K.Y.: Fructosyltransferase activity of commercial enzyme preparations used in fruit juice processing. Biotechnol. Lett., 1995, 17, 741-747.
• Hang Y.D., Woodams E.E.: Optimization of enzymatic production of fructooligosaccharides from sucrose. Lebensmittel-Wirtschaft und Techn., 1996, 29 (5/6), 578-580.
• Hayashi S., Tobouchi M., Takasaki Y., Smada K.: Long-term continuous reaction of immobilized ,fructofuranosidase. Biotechnol. Lett., 1994, 16, 227-228.
• Hidaka H., Hirayame M., Sumi N.: A fructooligosaccharyde producing enzyme from A. niger Agric. Biol. Chem., 1998, 52, 1181-1187.
• Iiang S.: Yeast gene engineeringbacterium and endoinulase preparation and its application method. Patent chiński, 2002, 1341709.
• IUB - IUPAC, Abbreviated terminology of oligosaccharide chains.: J. Biol. Chem., 1982, 257, 3347-3351.
• Jung K.H., Lim J.Y., Yon S/L: Production of fructosyltransferase from Aureobasidium pullulans. Biotechnol. Lett., 1987, 9, 703-708.
• Król B., Gałązka I. Grzelak K.: Jakościowy i ilościowy skład a-fruktooligosacharydów w preparatach prebiotycznych różnego pochodzenia. Złożone do druku w Żyw. Człow i Met.
• Król B., Klewicki R.: Sposób enzymatyczny wytwarzania glukonianu wapnia. Patent polski, 2004, P-326112.
• Król B.: Sposób wytwarzania mieszanin fruktooligosacharydów o pożądanej zawartości kestozy i nystozy. Zgłoszenie patentowe, 2003, P-3262881.
• Kurakake M., Onoue T., Kumaki T.: Effect of pH on transfructosylation and hydrolysis by Kfructofuranosidase from A. oryzae. Appl. Microbiol. Biotechnol., 1996, 45, 236-239.
• Lüscher M., Erdin Ch., Sprenger N.: Inulin synthesis by a combination of purified fructosyltransferases from tubers of Helianthus tuberosus. FEBS Lett., 1996, 385, 39-42.
• Niness K.,R.: Inulin and oligofructose: What a they?. J. Nutr., 1999, 129 (75), 14023.
• Nisher M., Frehner M., Nösberger J.: Purification and some properties of fructan: fructan fructosyltransferase from dendelion (Taraxacum officnale). New Phytologist, 1993, 123, 437 - 442.
• PN-91/L-84102:1991. Nadtlenek wodoru.
• PN-A-74850:1996. Cukier biały.
• Rao A.V.: Dose response effects on inulin and oligofructose on intestinal bifidogenic effects. J. Nutr., 1999, 129, 14425-14459.
• Rao A.V.: The probiotic properties of oligofructose and law intake levels. Nutr. Research, 2001, 21, 843-848.
• Ritseme T., Smeekens S.: Fructans: beneficial for plants and humans. Current Opinion in Plant Biology, 2003, 6, 223-230.
• Sangette P.T., Ramshur M.N., Prapulla S.G.: Production of Fructo-oligosaccharides by fructosyl transferase from Aspergillus oryzae CFR 202 and Aureobasidium pullulans CFR 77. Process Biochem., 2004, 39, 753-758.
• Schiweck H., Munir M., Rapp K.M., Schneider B., Vogel M.: New developments in the use of sucrose as an industrial bulk chemical. In: Carbohydrates as organic raw materials, ed. Lichtenthaler F.W., VCV, New York 1991, pp. 57-94.
• Seike M. Patent japoński 59-95895.
• Spiegel J.E., Frankos V.H., Schmitt D.F., Rose K., Karabell P.: Safety and benefits of fructooligosaccharides as food ingredients. Food Technol., 1994, 48 (1), 85-89.
• Wilson J.: Nutritional formulation containing prebiotic substances. Patent USA, 2003, US 060445.
• Yun J.W., Song S.K., Han J.H., Cho Y.C., Lee J.H.: Separation and purification of fructooligosaccharides by ion-exchange resin column. Korean J. Biotechnol. Bioeng., 1993, 9, 35- 39.
• Yun J.W.: Fructooligosaccharides - occurrence, preparation and application. Enzyme and Microbiol. Technology, 1996, 19, 107-117.