7/25/2019 amidon jhgk
1/18
Aspecte privind
bioconversia enzimatica amidonului ncontextul dezvoltrii durabile a
biotehnologiilor alimentareCercettor post-doctorand
Dr. Ing. Monica MIRONESCU
Tutore
Prof. Dr. Biol. Letiia OPREAN
7/25/2019 amidon jhgk
2/18
Obinerea produilor de bioconversie
enzimatica amidonului
Amidon
Bioconversiaenzimatic
Hidrolizate de amidon (siropuri de glucoz, maltoz)
Lichefiere En z i m e d e l ic h e f i e r e
Gelatinizare
Zaharificare
Maltodextrine
En z i m e d e za h a r i f i ca r e
Siropuri de fructozEn z im e d e in v e r s i e
Surse de amidon:Cartof, porumb, gru...
Reziduuri alimentare
7/25/2019 amidon jhgk
3/18
Dezvoltarea durabilasiguratprin:
Folosirea unor resurse vegetale diverse (inclusiv
reziduuri alimentare) Obinerea unor produse de bioconversie variate, cu
posibiliti multiple de aplicare
Produse zaharoase, produse de panificaie i patiserie Conserve de fructe (gemuri, marmelade, jeleuri, siropuri)
Produse din lapte (ngheat, creme, lapte condensat, iaurt)
Alimente pt. copii (formule pt. sugari, alimente prefabricate)
Produse deshidratate (supe, sosuri, prod. instant, budinci)
Buturi alcoolice i nealcoolice (Cola)
Materii auxiliare (suport pentru substane de arom,
hidrolizate proteice, edulcorani, vitamine, enzime, tablete).
7/25/2019 amidon jhgk
4/18
Studiu documentar asupra bioconversieienzimatice a amidonului:
1. Amidonul, materie primla obinerea hidrolizatelor
2. Enzimele amilolitice i modul lor de aciune
3. Bioconversia amidonului la hidrolizate de amidon
4. Produi intermediari i finali ai bioconversiei amidonului
7/25/2019 amidon jhgk
5/18
Studiu documentar:1. Amidonul, materie primla obinerea hidrolizatelor
1.1. Structura amidonului
1.2. Sinteza granulei de amidon
1.3. Procesele principale hidrotermice ale amidonului
1.4. Proprietile amidonului
1.5. Retrogadarea amidonului1.6. Tehnici de analiza caracteristicilor i proprietilor amidonului
2. Enzimele amilolitice i modul lor de aciune
3. Bioconversia amidonului la hidrolizate de amidon
4. Produi intermediari i finali ai bioconversiei amidonului
7/25/2019 amidon jhgk
6/18
Conceptul actual legat de nivelele de
organizare a amidonului
La nivelul inferior al organizrii granulei (1),
sunt prezentate inele cristaline (negru) i
semicristaline (alb). Inelele sunt mai subiri
la exteriorul granulei (datorit creterii ariei
suprafeei la o rat de cretere constant);
este vizualizati hilul.
La un nivel structural superior (2), este
prezentat structura de blocket-uri, asociatcu structura de inele radiale; mrimea
blocket-urilor este mai micn inelele
semicristaline dect n cele cristaline.
La urmtorul nivel structural (3), este artatun blocket, care conine mai multe lamele
cristalinei amorfe.
La nivelul cel mai ridicat de organizare (4),
este dat structura cristalului de amidon.Perez i colab., 2009
1
2
3
4
7/25/2019 amidon jhgk
7/18
Waigh et al., Starch, 2000
Modelul comportamentului
AMP n prezena apeila gelatinizare
a) Procesul cu un singur pas
(stagiu) la gelatinizarea
amidonului n medii cu coninutredus de ap.
b) Procesul n doi pai, implicat n
gelatinizarea amidonului, cu
apa factor limitant.
c) Procesul n doi pai, implicat ngelatinizarea amidonului n
prezena apei n exces. primul
pas implico disociere nceat
a helixurilor de tip side-by-side.Imediat are loc o tranziie helix-
ghem, ca efect secundar.
Sunt incluse valorile relative pentru parametrii
de ordine orientaional (), lamelar () ielicoidal (h)
7/25/2019 amidon jhgk
8/18
Analiza DSC
Fluxul
termicendoterm
Temperatura,oC
Termograme DSC pentru suspensii din amidon din orez waxy (a), orez normal (b) i cartof
(c). Temperaturile Toi Tc sunt indicate prin cercuri. Tendeste indicatprin sageti
(Vermeyleni colab., 2006a)
Procesul de gelatinizare este vizualizat n curbele DSC
ca un peak endoterm, pe care se pot determina:
To (onset): temperatura iniial;
Tp (peak): temperatura la care ncepe gelatinizarea sau
topirea cristalelor;
Tc (conclusion): temperatura la care toate helixurile
duble de AMP au disociat;
Te (end) sau Tend: temperatura finala gelatinizrii.
T = Te-To (intervalul de gelatinizare)PHI: indexul de nlime a peak-ului; aceti doi
parametri sunt folosii pentru determinarea omogenitii
i uniformitii gelatinizrii amidonului.
(H) (entalpia de tranziie): corespondentul distrugeriiordonrii de tip helix dublu din structura amidonului
7/25/2019 amidon jhgk
9/18
Studiu documentar:
1. Amidonul, materie primla obinerea hidrolizatelor
2. Enzimele amilolitice i modul lor de aciune
2.1. Clasificarea enzimelor amilolitice
2.2. -1,4 glucanazele
2.3. -1,6 glucanazele
2.4. Mecanismele hidrolizei enzimatice a legturilor glicozidice
2.5. Tehnici de analiza caracteristicilor i proprietilor enzimelor amilolitice
3. Bioconversia amidonului la hidrolizate de amidon
4. Produi intermediari i finali ai bioconversiei amidonului
7/25/2019 amidon jhgk
10/18
Enzimele amilolitice
-1,4-Glucanaze
-1,6-Glucanaze
Endo--1,4-Glucanaze -amilaze
Exo--1,4-Glucanaze
Exomaltohexahidrolaze
Exomaltopentahidrolaze
Exomaltotetrahidrolaze
-amilaze
Glucoamilaze
Izopullulanaze
Endo--1,6-Glucanaze
Exo--1,6-Glucanaze
Pullulanaze
Izoamilaze
Exopullulanaze
7/25/2019 amidon jhgk
11/18
Moduri de aciune a -amilazelor
Trei tipuri de mecanisme:
1. Aciune asupra unui singur lan; amilaza formeazun singur
complex cu o moleculsubstrat i enzima acioneazcontinuu pn
la degradarea complet.
2. Aciune asupra mai multor lanuri: amilaza, dupce a ruptlanul, se disociazde produi i atacun alt substrat
reducerea n aceeai msura tuturor moleculelor de substrat.
3. Enzima acioneazde mai multe ori asupra aceluiai substrat
(multiatac) nainte de a se disocia i a aciona asupra altui
complex. Direcie atacului multiplu este de la captul reductor ctre
cel nereductor.
7/25/2019 amidon jhgk
12/18
I: lanul este rupt i lanul din dreapta legturii rupte se elibereazdin site;
II: Lanul care rmne n zona activse repoziioneazpe locurile eliberate;
III: Lanuri care disociazi se trece la IV;
IV: procesul se repet.
I
II
III
IV
Mecanismul de actiune asupra unui singur lant
7/25/2019 amidon jhgk
13/18
Studiu documentar:
1. Amidonul, materie primla obinerea hidrolizatelor
2. Enzimele amilolitice i modul lor de aciune
3. Bioconversia amidonului la hidrolizate de amidon
3.1. Gelatinizarea i lichefierea
3.2. Zaharificarea
3.3. Purificarea i concentrarea hidrolizatelor de amidon
4. Produi intermediari i finali ai bioconversiei amidonului
7/25/2019 amidon jhgk
14/18
Schema tehnologic general de obinere a
hidrolizatelor de amidon
Gelatinizare
Zaharificare
Purificare
Lichefiere
Decolorare
Demineralizare
Concentrare
Siropuri de
glucoz i maltoz
Usc. prin pulverizare
Izomerizare hidrogenare cristalizare
Decolorare
Demineralizare
Concentrare
concentrare
Demineralizare
Concentrare
Sirop de sorbitol
Uscare prin
pulverizare
centrifugare
uscare
Dextroz cristalizat
Maltodextrine/ zahr total
Fracionare
Sirop de fructoz 55 F
Sirop de fructoz,42 F
Sorbitol cristalizat
Suspensie de amidon
Fermentare
Alcool
7/25/2019 amidon jhgk
15/18
Studiu documentar:
1. Amidonul, materie primla obinerea hidrolizatelor
2. Enzimele amilolitice i modul lor de aciune
3. Bioconversia amidonului la hidrolizate de amidon
4. Produi intermediari i finali ai bioconversiei amidonului
4.1. Tipuri de hidrolizate de amidon
4.2. Proprietile hidrolizatelor de amidon
4.3. Tehnici de analiza caracteristicilor i propr. hidrolizatelor de amidon
4.4. Domeniile de utilizare ale hidrolizatelor de amidon
7/25/2019 amidon jhgk
16/18
Proprieti ale hidrolizatelor de amidon
Stabilizator de spume i emulsii
Aciune anticristalizatoare asupra zahrului, apeiProprieti superficial
active
Aciunea asupra formrii gelurilor
Higroscopicitate
SolubilitateProprieti de hidratare
Scderea temperaturii de congelare
Creterea temperaturii de fierbere
Creterea presiunii osmoticeColigative
Fizice
Potenarea , ncapsularea aromeiMiros
Puterea de indulcireGust
Formare de culoareCuloare
ViscozitateTexturale
Proprieti funcionale
7/25/2019 amidon jhgk
17/18
Aplicaii ale siropurilor de maltoz. Valoarea DE iconcentraia de maltoz pot fi modificate conformcerinelor clienilor.
DE 38-45; pH 4,6-6,0; Temperatura defierbere 140-150
Bomboane de maltoz
Produsele cu DE mic suntgreu de scos din forme, darcele cu DE mare itemperaturi de fierbereridicate dau defecte deformare.
DE 40-46; SU 75-85; pH 4,6-6,0;Temperatura de fierbere 150-160
Produse turnate
DE 40-48; SU 75-85; pH 4,6-6,0;Temperatura de fierbere 150-160
Bomboane sticloase
Valori DE mici itemperaturi de fierberesczute determinaspect irezistenbun
DE 35-42; SU 75-85; pH 4.6-6,0;Temperatura de fierbere 138-148
Bomboane cu lapte
Valori DE mai mici cupuncte de fierbere potcauza strlucire redus
DE 42-48; SU 75-85; pH 4,6-6,0;Temperatura de fierbere 150-170
Bomboane crocante
Controlarea pH pentru aobine o bunelasticitate
DE 35-40; SU 75-85; pH 5.0-6,0;Temperatura de fierbere 114-125
Caramele moi
7/25/2019 amidon jhgk
18/18
Top Related