Wpływ suszenia rozpyłowego oraz dodatków stabilizujących na degradację preparatu alfa-amylazy

• Autorzy: Samborska K. , Wronka M. , Witrowa-Rajchert D.

Warianty tytułu

EN

Influence of stabilizing additives on alpha-amylase degradation during spray drying

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ suszenia rozpyłowego na degradację aktywności preparatu α-amylazy, a w szczególności wpływu dodatków ochronnych: glicerolu, sorbitolu i sacharozy. Preparat suszono w temperaturze powietrza wlotowego 160 i 220°C przy strumieniu zasilania surowcem 0,4 i 1,3 cm3·s-1. Suszenie rozpyłowe wpłynęło na zmniejszenie aktywności enzymu, co było spowodowane wpływem temperatury oraz intensywnego usuwania wody w czasie odparowania. Największą degradację zaobserwowano przy zastosowaniu temperatury powietrza wlotowego 160°C i strumienia surowca 0,4 cm3·s-1. Parametry te wybrano do kolejnego etapu badań, aby ewentualny efekt ochronny substancji dodatkowych był możliwie najlepiej widoczny. Każdą z trzech substancji ochronnych zastosowano w dwóch stężeniach, obliczonych tak, aby otrzymać taką samą ilość gryp hydroksylowych pochodzących z różnych źródeł. Dodatki stabilizujące zastosowane w niższym stężeniu wpływały na zwiększenie aktywności amylazy po procesie, bądź pozostawały bez znaczącego wpływu, jak w przypadku sacharozy. Sacharoza w ilościach zastosowanych w eksperymentach miała negatywny wpływ na aktywność badanego enzymu. Zastosowanie wyższego stężenia dodatku powodowało we wszystkich przypadkach obniżenie aktywności preparatu α-amylazy. Nie zaobserwowano korelacji między ilością grup hydroksylowych a otrzymaną aktywnością względną enzymu po suszeniu.

EN

The aim of the work was to investigate the influence of spray drying conditions on the activity of Aspergillus oryzae α-amylase dried in a presence of malto-dextrin and stabilising substances: glycerol, sorbitol and sucrose. The drying process was performed at an inlet air temperature 160 and 220°C and feed ratio speed 0.4 and 1.3 cm3/s. The drying process caused a partial enzyme degradation, which depended on the applied drying conditions. The highest degradation was observed after drying at the inlet air temperature 160°C and feed ration speed 0,4 cm3/s. These parameters were chosen for the second part of work. Each stabilizing substance was applied at two concentrations, which were calculated in order to obtain the same number of hydroxyl groups from different sources. Stabilizers applied at a lower concentration caused an increase of relative activity of α-amylase or had no effect such as sucrose. Sucrose even had a negative influence on the enzyme activity. Stabilizers applied at higher concentration caused a decrease of relative activity of α-amylase. The relationship between the amount of hydroxyl groups and enzyme relative activity was not observed.

Słowa kluczowe

PL

przetworstwo zywnosci; enzymy; alfa-amylazy; stabilizatory; preparaty enzymatyczne; suszenie rozpylowe; aktywnosc enzymatyczna; sorbitol; glicerol

EN

food processing; enzyme; alpha-amylase; stabilizer; enzyme preparation; spray drying; enzyme activity; sorbitol; glycerol

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 552
• Opis fizyczny: s.227-236,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Samborska K.

• Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa

autor

Wronka M.

autor

Witrowa-Rajchert D.

Bibliografia

• Carpenter J.F., Crowe J.H. 1989. An infrared spectroscopy study of the interactions of carbohydrates with dried proteins. Biochemistry 28: 3916-3922.
• Etzel M.R., Suen S.Y., Halverson S.L., Budijono S. 1996. Enzyme inactivation in a droplet forming a bubble during drying. J. Food Eng. 27: 17-34.
• Franks F., Hatley R., Mathias S. 1991. Materials science and the production of shelf-stable biologicals. BioPharm 4: 38-55.
• Grabowski J.A., Truong V.D., Daubertc R. 2006. Spray-drying of amylase hydrolyzed sweet potato puree and physicochemical properties of powder. J. of Food Sci. 71(5): E209-E217.
• Guiavarcʼh Y.R, Sila D., Duvetter T., Van Loey A., Hendrickx M. 2003. Influence of sugars and polyols on the thermal stability of purified tomato and cucumber pectin- methylesterases: a basis for TTI development. Enzyme Microb. Techn. 33: 544-555.
• Klibanov A.M. 1983. Thermostabilisation of enzymes. Adv. App. Microbiol. 29: 1-29.
• Lewicki P.P. 2004. Water as a determinant of food engineering properties. A Review J. Food Eng. 61(4): 483-495.
• Masters K. 1985. Spray drying - Handbook. George Godwin, London, UK.
• Millqvist-Fureby A., Malmsten M., Bergenstahl B. 1999. Spray-drying of trypsin - surface characterisation and activity preservation. Intern. J. of Pharmac. 188: 243-253.
• Prestrelski S., Tedeschi N., Arakawa T., Carpenter J. 1993. Dehydration-induced conformational transitions in proteins and their inhibition by stabilizers. Biophys J. 65: 661-671.
• Quek S.Y., Chok N.K., Swedlund P. 2007. The physicochemical properties of spray-dried watermelon powder. Chem. Eng. and Process. 46(5): 386-392.
• Samborska K., Guiavarc’h Y., Van Loey A., Hendrickx M. 2006. The thermal stability of Aspergillus oryzae alpha-amylase in presence of sugars and polyols. J. of Food Process Eng. 29: 287-303.
• Samborska K. 2008. Suszenie rozpyłowe w przemyśle spożywczym. Post. Techn. Przet. Spoż. 1: 63-69.
• Samborska K., Guiavarcʼh Y., Van Loey A., Hendrickx M. 2005. The influence of moisture content on the thermostability of Aspergillus oryzae α-amylase. Enzyme and Microb. Techn. 37: 167-174.
• Sun W.Q., Davidson P., Chan H.S.O.1998. Protein stability in the amorphous carbohydrate matrix: relevance to anhydrobiosis. Biochim. Biophys. Acta 1425: 245-254.
• Terebiznik M.R., Buera M.P., Pilosof A.M.R. 1997. Thermal stability of dehydrated α-amylase in trehalose matrices in relation to its phase transitions. Lebensm.- Wiss. u.-Techn. 30: 513-518.
• Tonon R.V., Brabet C., Hubinger M.D. 2008. Influence of process conditions on the physicochemical properties of acai (euterpe oleraceae Mart.) powder produced by spray drying. J. of Food Eng. 88: 411-418.
• Witrowa-Rajchert D., Samborska K. 2002. Metody suszenia mikroorganizmów i produktów syntezy mikrobiologicznej. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 2(31): 5-15.
• Zbiciński I., Strumiłło Cz., Deląg A. 2002. Drying kinetics and particle residence time in spray drying. Drying Techn. 20(9): 1751-1768.