Wpływ egzogennych preparatów fitaz na zawartość fosforanów inozytolu w cieście i pieczywie żytnim

• Autorzy: Robert Duliński , Krzysztof Żyła

Warianty tytułu

Effect of Exogenic Preparations on Content of Inositol Phosphates in Rye Dough and Rye Bread

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Celem pracy było określenie wpływu dodatku enzymów fosforolitycznych na zawartość antyodżywczego składnika - kwasu fitynowego - i spektrum produktów jego hydrolizy tj. izomerów niższych fosforanów mio-inozytolu w cieście i pieczywie żytnim. Produkt wzbogacano wprowadzając komercyjne preparaty mikrobiologicznych 3- i 6-fitazy A oraz fitazy B na etapie wytwarzania ciasta. Technikę wysokosprawnej chromatografii jonowej zastosowano w celu obserwacji zmian profili fosforanów mioinozytolu w trakcie fermentacji ciasta. Analizę zawartości fitynianu przeprowadzono metodą kolorymetryczną z odczynnikiem Wade. Największą redukcję kwasu fitynowego stwierdzono w przypadku 3-fitazy A w kombinacji z fitazą B. Stwierdzono, że współdziałanie 3-fitazy i 6-fitazy A z fitazą B nie wpływa na szlak defosforylacji fitynianu, a jedynie przyspiesza proces hydrolizy zgodnie ze zidentyfikowanymi ścieżkami biokonwersji fitaz A. Obserwacja ta została potwierdzona zarówno w eksperymentach modelowych enzym-substrat, jak i w przypadku enzymatycznie modyfikowanego pieczywa. W wyniku enzymatycznej konwersji powstają fizjologicznie aktywne produkty pośrednie m.in. Ins(1,2,6)P3 oraz Ins(1,4,5)P3, tak więc fitazy A w kooperacji z fitazą B mogą potencjalnie służyć jako biokatalizatory do produkcji żywności funkcjonalnej. (abstrakt oryginalny)

EN

The objective of this study was to determine the effect of supplementing dough with phosphorolytic enzymes on the content of anti-nutritional factor, phytic acid, and on the spectrum of products of its hydrolysis, i.e. lower isomers of myo-inositol phosphates, in rye dough and rye bread. The product tested was supplemented with commercial, microbiological preparations of 3- and 6-phytase A and of phytase B during the proofing of dough. A high-pressure ion chromatography was applied to monitor changes in the profiles of myo-inositol phosphates during the fermentation of dough. The analysis of the content of phytate was performed using a colorimetric method with a Wade reagent. The highest reduction in the content of phytic acid was found in the case of 3-phytase A combined with phytase B. It was found that the cooperation between the 3-phytase and 6-phytase A with phytase B did not impact the dephosphorylation pathway of phytate, it only accelerated the hydrolysis process according to the bioconversion routes of phytase A. This fact was confirmed both by 'enzyme - substrate' model experiments and by the enzymatically modified breads. The enzymatic conversion results in forming physiologically active intermediates, among other things: Ins(1,2,6)P3 and Ins(1,4,5)P3, thus, the phytases A in cooperation with the phytase B could be, potentially, applied as bio-catalysts in the production of functional foods. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Towaroznawstwo; Jakość produktów żywnościowych; Jakość żywności; Żywność; Badanie żywności

EN

Commodity science; Quality of food products; Food quality; Food; Food research

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 16 (2009)
• Numer: nr 2 (63)
• Strony: 53--66

Twórcy

autor

Robert Duliński

• Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

autor

Krzysztof Żyła

• Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

Bibliografia

• [1] Andlid T.A., Veide J., Sandberg A.S.: Metabolism of extracellural inositol hexaphosphate (phytate) by Saccharomyces cerevisiae. Int. J. Food Microbiol., 2004, 97, 157-169.
• [2] Ashima V., Satyanarayana T.: Phytases: microbial sources, production, purification, and potential biotechnological applications. Crit. Rev. Biotechnol., 2003, 23, 29-60.
• [3] Augspurger N.R., Backer D.H.; High dietary phytase levels maximize phytate-phosphorus utilization but do not affect protein utilization in chicks fed phosphorus- or amino acid-deficient diets. J. Anim. Sci., 2004, 82, 1100-1107.
• [4] Bohn T., Davidson L., Walczyk T., Hurrell R. F.: Phytic acid added to white-bread inhibits fractional apparent magnesium absorption in humans. Am. J. Clin. Nutr., 2004, 79, 418-423.
• [5] Chen Q.C., Li. B.W.: Separation of phytic acid and other related inositol phosphates by highperformance ion chromatography and its applications. J. Chromatogr. A, 2003, 1018, 41-52.
• [6] Duliński R., Ciombor J., Żyła K.: Profile fosforanów mio-inozytolu w enzymatycznie modyfikowanym pieczywie żytnim analizowane metodą wysokosprawnej chromatografii jonowej. Mat. I Konf. "Analityczne zastosowania chromatografii cieczowej", PZH oraz Polygen Gliwice, Warszawa 2006, ss. 21-22.
• [7] Fredlund K., Asp N.G., Larsson M., Marklinder I., Sandberg A.-S.: Phytate reduction in whole grains of wheat, rye, barley and oats after hydrothermal treatment. J. Cereal Sci., 1997, 25, 83-91
• [8] Garcia-Estepa R.M., Guerra-Hernandez E., Garcia-Villanova B.: Phytic acid content in milled cereal products and breads. Food Res. Int., 1999, 32, 217-221.
• [9] Harland B.F., Morris E. R.: Phytate: A Good or A Bad Food Component? Nutr. Res., 1995, 15, 733-754.
• [10] Harland B.F., Narula G.: Food phytate and its hydrolysis products. Nutr. Res., 1999, 19, 947-961.
• [11] Harland B.F., Smikle-Williams S., Oberlas D.: High performance liquid chromatography analysis of phytate (IP6) in selected foods. J. Food Compost. Anal., 2004, 17, 227-233.
• [12] Haros M., Rosell C. M., Benedito C.: Use of fungal phytase to improve breadmaking performance of whole wheat bread. J. Agric. Food Chem., 2001, 49, 5450-5454.
• [13] Hidvegi M., Lasztity R.: Phytic acid content of cereal and legumes and interaction with proteins. Periodica Polytechnica Ser. Chem. Eng., 2003, 46, 59-64.
• [14] Kerovuo J., Rouvinen J., Hatzack F.: Analysis of myo-inositol hexakisphosphate hydrolysis by Bacillus phytase: indication of a novel reaction mechanism. Biochem. J., 2000, 352, 623-628.
• [15] Konietzny U., Greiner R.: Molecular and catalytic properties of phytate-degrading enzymes (phytases). Int. J. Food Sci. Technol., 2002, 37, 791-812.
• [16] Latta M., Eskin M.: A Simple and rapid colorimetric method for phytate determination. J. Agric. Food Chem., 1980, 28, 1313-1315.
• [17] Leenhardt, F., Levrat-Verny M. A., Chanliaud E., Rémésy C.: Moderate decrease of pH by sourdough fermentation is sufficient to reduce phytate content of whole wheat flour through endogenous phytase activity. J. Agric. Food Chem., 2005, 53, 98-102.
• [18] Loewus F. A., Murthy P. P. N.: Myo-inositol metabolism in plants. Science, 1999, 150, 1-19.
• [19] Lopez H. W., Leenhardt F., Coudray Ch., Remesy Ch.: Minerals and phytic acid interactions: is it a real problem for human nutrition? Int. J. Food Sci. Technol., 2002, 37, 727-739.
• [20] Pandey A., Szakacs G., Soccol C.R., Rodriguez-Leon J.A., Soccol V.T.: Production, purification and properties of microbial phytases. Bioresour. Technol., 2001, 77, 203-214.
• [21] Plaami S.: Myo-inositol phosphates: analysis, content in foods and effects in nutrition. Lebensm.- Wiss. u.-Technol., 1997, 30, 633-647.
• [22] Reale A., Mannina L., Tremonte P., Sobolev A.P., Succi M., Sorrentino E., Coppola R.: Phytate degradation by lactic acid bacteria and yeasts during the wholemeal dough fermentation: a 31P NMR study. J. Agric. Food Chem., 2004, 52, 6300-6305.
• [23] Sandberg A. S., Andlid T.: Phytogenic and microbial phytases in human nutrition. Int. J. Food Technol., 2002, 37, 823-833.
• [24] Simon O., Igbasan F.: In vitro properties of phytases from various microbial origins. Int. J. Food Sci. Technol., 2002, 37, 813-822.
• [25] Türk M., Carlsson N.-G., Sandberg A.-S.: Reduction in the levels of phytate during wholemeal bread making; Effect of yeast and wheat phytases, J. Cereal Sci., 1995, 23, 257-264.
• [26] Türk M., Sandberg A.S.: Phytate degradation during breadmaking: effect of phytase addition. J. Cereal Sci., 1992,15, 281-294.
• [27] Türk M., Sandberg A.S., Carlsson N.G., Andlid T.: Inositol hexaphosphate hydrolysis by baker's yeast. Capacity, kinetics, and degradation products. J. Agric. Food Chem., 2000, 48, 100-104.
• [28] Vats P., Banerjee U. C.: Production studies and catalytic properties of phytases (myoinositolhexakisphosphate phosphohydrolases): an overview. Enzyme Microb. Technol., 2004, 35, 3-14.
• [29] Vats, P., Banerjee. U. C.: Biochemical characterisation of extracellular phytase (myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolase) from a hyper-producing strain of Aspergillus niger van Teighem. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 2005, 32, 141-147.
• [30] Vohra A., Satyanarayana T.: Phytases: Microbial sources, production, purification, and potential biotechnological applications. Crit. Rev. Biotechnol., 2003, 23, 29-60.
• [31] Wyss M., Pasamontes L., Friedlein A., Rémy R., Tessier M., Kronenberger A., Middendorf A., Lehmann M., Schnoebelen L., Röthlisberger U., Kusznir E., Wahl G., Müller F., Lahm H.W., Vogel K., van Loon A.P.: Biophysical characterization of fungal phytases (myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolalases): molecular size, glycosylation pattern, and engineering of proteolitic resistance. Appl. Envir. Microbiol., 1999, 65, 359-366.
• [32] Żyła K., Mika M., Gambuś H., Nowotny A., Szymczyk B.: Fungal phytases in wholemeal breadmaking. I: 3-Phytase A improves storage stability and in vitro nutrients digestibility of wheat breads, EJPAU, Biotechnology, 2005, 8 (4).
• [33] Żyła K., Mika M., Gambuś H., Nowotny A., Szymczyk B.: Fungal phytases in wholemeal breadmaking III: Nutritional effects of different phytases in rye breads, EJPAU, Biotechnology, 2005, 8 (4).
• [34] Żyła K., Mika M., Wikiera A., Perek P.: Interakcje pektynaz i fosfataz w procesie zmian biodostępności białka z paszy dla drobiu. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2004, 4 (41), 107-116.