Hydroliza enzymatyczna skrobi utlenionej w bioreaktorze membranowym

• Autorzy: Joanna Le Thanh , Krystyna Prochaska , Grażyna Lewandowicz

Warianty tytułu

Enzymatic Hydrolysis of Oxidised Starch in a Membrane Bioreactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Skrobie utlenione E 1404 są najczęściej stosowanymi spożywczymi skrobiami modyfikowanymi, jednak brak doniesień literaturowych na temat podatności tych skrobi na amylolizę, a właściwości funkcjonalne produktów hydrolizy enzymatycznej skrobi utlenionych są nieznane. Celem pracy było zbadanie możliwości zastosowania bioreaktora membranowego do hydrolizy enzymatycznej skrobi utlenionej oraz ocena aktywności powierzchniowej otrzymanych produktów. Proces hydrolizy prowadzono w bioreaktorze membranowym z ceramicznym modułem ultrafiltracyjnym o konfiguracji rurowej. Przebadano procesy jedno- i dwuetapowy, w których zastosowano różne enzymy amylolityczne. W celu oceny właściwości adsorpcyjnych przeprowadzono badania napięcia powierzchniowego, stosując metodę oderwania pierścienia du Noűya. Stwierdzono, że skrobia utleniona ulega hydrolizie w enzymatycznym bioreaktorze membranowym, przy czym w celu uzyskania efektywnego przebiegu procesu nie jest konieczne stosowanie wstępnego upłynniania α-amylazą. W jednoetapowym procesie hydrolizy enzymatycznej uzyskuje się produkty o relatywnie niskim stopniu scukrzenia DE. W przypadku procesu dwuetapowego optymalny stopień upłynnienia α -amylazą bakteryjną w pierwszym etapie hydrolizy determinuje efektywność całego procesu. Zjawisko foulingu nie wywiera istotnego wpływu na wydajność separacji otrzymanych maltodekstryn. Produkty hydrolizy enzymatycznej skrobi utlenionej, jak również wyjściowy surowiec, wykazują aktywność powierzchniową i powodują obniżenie napięcia powierzchniowego na granicy faz woda/powietrze. (abstrakt oryginalny)

EN

Oxidised starches E 1404 are the most popular food modified starches, but in the literature available, there are no reports referring to enzyme susceptibility of these derivatives, neither are known functional properties of the oxidised products of enzymatic hydrolysis. The objective of this research was to study possibilities of applying a membrane bioreactor in the process of enzymatic hydrolysis of oxidised starches, and to assess surface properties of the products obtained. The hydrolysis process was carried out in a membrane bioreactor equipped with an ultrafiltration module of a tubular configuration. Single-step and two-step hydrolysis processes were investigated; various amylolytic enzymes were used in the processes studied. For the purpose of assessing adsorptive properties, surface tension was investigated using a 'du Noűya' ring method. It was stated that the oxidised starches underwent hydrolysis in the enzymatic membrane bioreactor; furthermore, it was proved that it was not necessary to apply the initial liquefaction of starches with an α-amylase to achieve an effective progress of the hydrolysis process. During the single-step hydrolysis the products obtained showed a relatively low degree of saccharification. As for the two- step hydrolysis, the complete process effectiveness depended on the optimal degree of liquefaction with an α-amylase during the first stage of the hydrolysis. The phenomenon of fouling did not significantly impact the separation efficiency of maltodextrin produced. The oxidised products of hydrolysis, as well as the raw material showed surface activity, and caused the reduction in the surface tension at the water-air interface. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Technologia produkcji żywności; Chemia spożywcza; Dodatki funkcjonalne do żywności

EN

Food; Food production technology; Food chemistry; Functional food additives

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 2005
• Numer: R. 12, nr 2 (43), Supl.
• Strony: 222--234

Twórcy

autor

Joanna Le Thanh

• Akademia Rolnicza w Poznaniu

autor

Krystyna Prochaska

• Politechnika Poznańska

autor

Grażyna Lewandowicz

• Akademia Rolnicza w Poznaniu

Bibliografia

• [1] Chattoraj D. K., Birdi K. S.: Adsorption and the Gibbs Surface Excess. Plenum Press. New York 1984.
• [2] Lewandowicz G., Wronkowska M., Sadowska J., Soral-Śmietana M., Błaszczak W., Walkowski A.: Influence of potato starch oxidation on texture and rheological behaviour of some sweet desserts. Pol. J. Food Nutr. Sci., 2003, 12/53, 31-36.
• [3] Nebesny E.: Changes of carbohydrate composition during enzymatic hydrolysis of starches of various origin. Starch-Stärke, 1993, 45 (12), 426-429.
• [4] Parandosh S., Hudson S.M.: The acetylation and enzymatic degradation of starch films. J. Appl. Polym. Sci., 1993, 48, 787-791.
• [5] PN-78/A-74701. Hydrolizaty skrobiowe. Metody badań.
• [6] Prochaska K.: Interfacial activity of metal ion extractant. Review, Adv. Colloid Interface. Sci., 2002, 95, 51-70.
• [7] Shogren R.A., Wiswanathan A., Felker F., Gross R.A.: Distribution of octenyl succinate groups in octenyl succinic anhydride modified waxy maize starch. Starch-Stärke, 2000, 52, 196-204.
• [8] Sims K.A., Cheryan M.: Continuous saccharification of corn starch in a membrane reactor. Part II: Membrane performance and reactor stability. Starch-Stärke, 1992, 44 (9), 345-348.
• [9] Sitohy M.Z., Ramadan M.F.: Degradability of different phosphorylated starches and thermoplastic films prepared from corn starch phosphomonoesters. Starch-Stärke 2001, 53, 317-322.
• [10] Słomińska L., Grajek W., Grześkowiak A., Gocałek M.: Enzymatic starch saccharification in an ultrafiltration membrane reactor. Starch-Stärke. 1998, 50 (9), 390-396.
• [11] Słomińska L., Szostek A., Grześkowiak A.: Studies on enzymatic continuous production of cyclodextrins in an ultrafiltration membrane bioreactor. Carbohydr. Polym., 2002, 50, 423-428.
• [12] Śmigielska H., Lewandowicz G., Walkowski A.: Wpływ dodatku mikroelementów na właściwości użytkowe skrobi utlenionych. Folia Universitatis Agriculturae Stetinensis, seria Scientia Alimentaria, w druku.
• [13] Walkowski A., Lewandowicz G.: Skrobie modyfikowane - właściwości technologiczne i zakres stosowania. Przem. Spoż., 2004, 58 (5), 49-51.
• [14] Walkowski A., Mączyński M., Lewandowicz G.: Tendencies in a development of food starch products market in Poland. In: Starch: From Starch Containing Sources to Isolation of Starches and Their Applications - red. Yuryev V.P., Tomasik P., Ruck H. Nova Science Publishers, Inc. New York 2004, pp. 29-38.