The stability of lipid-amylose complexes upon enzymatic hydrolysis of wheat starches of different chemical composition

• Autorzy: Nebesny E , Rosicka J. , Tkaczyk M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Effect of chemical composition of wheat starches applied for glucose production on the susceptibility of lipid-amylose complexes to enzymatic digestion was studied. Influence of various types of enzymatic preparations (Termamyl S α-amylase, AMG E glucoamylase, G-zyme lysophospholipase) and temperature of hydrolysis were tested. Enzymatic starch degradation was carried out in the differential MICRO DSC III scanning calorimeter (Setaram, France) within the temperature range of 20-120°C and at the scanning rate of 1°C per minute. The scanning profile was as follows: 20-105°C, 105-105°C (5 min), 105-95°C, 95-95°C (60 min), 95-60°C, 60-60°C (48 hrs), 60-40°C, 40-120°C (I heating), 120-40°C (I cooling). The enthalpy of decomposition of lipid-amylose complexes and the filtration rate of resulting glucose syrups were taken as the measure of efficiency of wheat starches liquefaction with the α-amylase and their further hydrolysis to glucose by means of glucoamylase and lysophospholipase. Chemical composition of enzymatically digested wheat starches had an impact on the degree of the lipid-amylose complexes decomposition, and physicochemical properties of starch hydrolysates. Though one of the wheat starch preparations contained more lipids, the filtration rate of its hydrolysates exceeded that of hydrolysates produced from the starch displaying lower lipid content. It probably resulted from the higher susceptibility of the lipid-amylose complexes present in this starch, to the enzymatic degradation. DSC data suggested the possibility of dependence of pathways of the complexes decomposition on polymorphs of those complexes.

PL

Celem badań było sprawdzenie wpływu składu chemicznego surowca skrobiowego, użytego w procesie enzymatycznej hydrolizy skrobi pszennej do glukozy, na podatność kompleksu amylozowo- lipidowego na rozkład, w zależności od zastosowanego preparatu enzymtycznego (α-amylaza TERMAMYL S, glukoamylaza AMG E, lizofosfolipaza G-zyme) oraz temperatury procesu. Proces hydrolizy z wykorzystaniem wyżej wymienionych preparatów enzymatycznych prowadzony był w różnicowym kalorymetrze skaningowym typu MICRO DSC III firmy Setaram w zakresie temperatur od 20°C do 120°C i szybkości skanowania l°C/min. zgodnie ze skanami: 20°C - 105°C, 105°C - 105°C (5 min), 105°C - 95°C, 95°C - 95°C (60 min), 95°C - 60°C, 60°C - 60°C (48 godz.), 60°C - 40°C, 40°C - 120°C (I grzanie), 120° - 40°C (I chłodzenie). Miarą efektywności wpływu działania preparatu α-amylazy w etapie upłynniania i glukoamylazy z lizofosfolipazą w etapie scukrzania, zastosowanych w procesie hydrolizy skrobi pszennych o różnym składzie chemicznym, na stopień rozkładu kompleksu amylozowo-lipidowego, był pomiar entalpii ich rozpadu metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) oraz pomiar szybkości filtracji uzyskanych hydrolizatów glukozowych. Badania wykazały wpływ zróżnicowanego składu chemicznego skrobi pszennej poddanej procesowi enzymatycznej hydrolizy na stopień rozkładu kompleksu amylozowo-lipidowego oraz na właściwości fizykochemiczne uzyskanych hydrolizatów glukozowych. Pomimo wyższej ogólnej zawartości lipidów w jednej ze skrobi, szybkość filtracji hydrolizatów z niej uzyskanych była wyższa niż hydrolizatów otrzymanych ze skrobi o mniejszej zawartości lipidów. Wiąże się to z większą podatnością kompleksu tej skrobi na rozkład pod wpływem zastosowanych preparatów enzymatycznych. Dane DSC sugerują, że mogą istnieć różne drogi hydrolizy kompleksów amylozowo-lipidowych w zależności od ich postaci polimorficznej.

Słowa kluczowe

EN

wheat starch; enzymatic hydrolysis; AMG E glucoamylase preparation; enzymatic preparation; chemical composition; glucose production; enzyme digestion; starch; stability; Termamyl S alpha-amylase preparation; G-zyme lysophospholipase preparation; lipid-amylose complex; hydrolysis

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość. Suplement
• Rocznik: 2002
• Tom: 09
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.9-16,fig.

Twórcy

autor

Nebesny E

• Technical University of Lodz, Stefanowskiego 4-10, 90-924 Lodz, Poland

autor

Rosicka J.

autor

Tkaczyk M.

Bibliografia

• [1] Bowler P., Towersey P. J., Galliard T.: Some effect of the minor components of wheat starch on glucose syrup production. Starch/Stärke, 37, 1985, 351-356.
• [2] Elliason A. Ch.: Interaction between starch and lipids studied by DSC. Thermochim. Acta, 246, 1994, 343-356.
• [3] Eliasson A.C., Krog N.: Physical properties of amylose - monoglyceride complexes. J. Cereal Sci., 3, 1985,239-248.
• [4] Holm J., Ostrowska S., Eliasson A.C.: Digestability of amylose - lipid complexes in - vitro and in vivo. Starch/Stärke, 35,1983, 294-297.
• [5] Jovanovich G., Añón M. C.: Amylose - lipid complex dissociation. A study of the kinetic parameters. Biopolymers, 49, 1999, 81-89.
• [6] Jovanovich G., Añón M. C.: Amylose - lipid complex, physicochemical properties and the effects of different variables. Lebensm. Wiss.Technol., 32, 1999, 95-101.
• [7] Kitahara K., Saganuma T., Nagahama T., Tanaka T.: Release bound lipids in cereal starches upon hydrolysis by glucoamylase. Cereal Chem. 74, 1997,1-6.
• [8] Lauro M., Suortti T., Forssel P., Poutanen K.: The role of amylose - lipid complex in the enzymatic hydrolysis of starch granules. Poster: Starch - Structure and Function, Cambridge, England, 15-17.4.1996.
• [9] Lauro M., Forssell P. M., Suortti M. T., Hulleman S. H. D., Poutanen K. S.: a - amylolysis of large starch granules. Cereal Chem., 76, 1999, 925-930.
• [10] Matser A. M., Steeneken P.A. M.: Filtration characteristics of maize and wheat starch hydrolysates. Cereal Chem., 75, 1998, 241-246.
• [11] Matser A. M., Steeneken P.A. M.: Origins of the poor filtration characteristics of wheat starch hydrolysates. Cereal Chem., 75, 1998, 289-293.
• [12] Matsunaga N., Seib P. A.: Extraction of wheat starch with aqueous sodium hydroxide. Cereal Chem., 74, 1997, 851-857.
• [13] Morrison W. R.: Lipids in cereal starches: A review. J. Cereal Sci., 8, 1988, 1-15.
• [14] Morrison W. R.: Starch lipids and how they relate to starch granule structure and functionality. Cereal Food World, 40, 1995, 437-444.
• [15] Shamekh S., Mustranta A., Poutanen K,. Forssell P.: Enzymatic hydrolysis of barley starch lipids. Cereal Chem., 75, 1998, 624-628.
• [16] Seneviratne H.D., Biliaderis G.: Action of α - amylases on V - amylose superstructures. J. Cereal Sci., 13, 1991, 129-143.
• [17] Wattam J., Cornell H. J.: Distribution and composition of the lipids in starch fractions from wheat flour. Starch/Starke, 43,1991, 152-156.