Maltoz şurubu üretiminde nişasta dönüşümünün optimum reaksiyon ve proses kontrol parametrelerinin belirlenmesi

Maltoz şurubu üretiminde kritik aşamalardan biri de nişasta dönüştürme işlemidir. Proses esnasında standart şeker spektrumunu elde etmek için iki önemli parametre reaksiyon zamanı ve enzim konsantrasyonlarıdır. Bu çalışmanın amacı maltoz şurubu üretiminde; i) Nişasta dönüşümü esnasında optimum reaksiyon ve enzim konsantrasyonunu bulmak, ii) Proses kontrol ve dinamik parametrelerinin tanımlanmasıdır. Optimum konsantrasyon ve zamanı belirlemek için farklı miktarlardaki alfa ve beta amilaz enzimleri (α-amilaz: 0.03, 0.05, 0.07 ve 0.09 ml ve β-amilaz: 0.10, 0.15, 0.20 ve 0.25 ml) kullanılmıştır. pH, briks ve şeker konsantrasyonları (dekstroz, maltoz, maltotrioz (DP3) ve yüksek şekerler (DPN) tanımlanmıştır. Bu çalışmada açıkça görülmüştür ki enzim konsantrasyonu, kullanılan enzim oranları ve reaksiyon zamanı nişastanın maltoza dönüşümünde önemli ölçüde etkilidir. Maltoz şurubunun optimum şeker değerlerine ulaşması için en ideal enzim karışım 0.20 ml β-amilaz ve 0.03 ml α-amilazdır. Maksimum proses kazanımları dekstroz, maltoz, DP3 ve DPN için 0,1 ml β-amilaz ve 0,03 ml α-amilaz, 0,25 ml β-amilaz ve 0,03 ml α-amilaz, 0,2 ml β-amilaz ve 0,03 ml α-amilazdır.

Determination of optimum reaction and process control parameters of starch conversion in maltose syrup production

In maltose syrup production, one of the critical processing stages is the starch conversion process. During this process, the reaction time and enzyme concentrations are two important parameters to obtain the standard sugar spectrum. The purpose of this study is; i) to find optimum reaction time and enzyme concentrations during the starch conversion process, ii) to determine process control and dynamic parameters during the starch conversion process in the maltose syrup production. The different amounts of beta and alpha-amylase enzymes (0.10, 0.15, 0.20 and 0.25 ml of β-amylase; 0.03, 0.05, 0.07 and 0.09 ml of α-amylase) were used to determine the optimum concentrations and time. pH, Brix and the concentrations of sugars (dextrose, maltose, maltotriose (DP3) and high sugars (DPN)) were determined. It was found that the enzyme concentration, ratios of the enzyme used and reaction time significantly affect the starch conversion process. The mixture containing 0.20 ml β-amylase and 0.05 ml α-amylase was determined as the optimum value (P≤0.05). It was found that the maximum process gains were obtained at 0.1 ml β-amylase and 0.03 ml α-amylase, 0.25 ml β-amylase and 0.03 ml α-amylase, 0.2 ml β-amylase and 0.03 ml α-amylase for dextrose, maltose, DP3 and DPN, respectively.

___

Altmann, W. (2005). Practical Process Control for Engineers and Technicians. Burlington, MA: Elsevier.

AOAC. (1990). Official methods of analysis (15th Edn). Association of Official Analytical Chemists. Arlington, VA, USA.

BeMiller, J. N., & Huber, K. C. (2007). Carbohydrates. In S. Damodaran, Parkin, K.L., Fennema, O.R. (Ed.), In Fennema’s Food Chemistry (pp. 83–151). CRC Press: Boca Raton, FL, USA.

Blanchard, P. H. (1992). Technology of corn wet milling and associated processes. Amsterdam: Elsevier.

Buckow, R., Weiss, U., Heinz, V., & Knorr, D. (2007). Stability and catalytic activity of alpha-amylase from barley malt at different pressure-temperature conditions. Biotechnology and Bioengineering, 97(1), 1-11. DOI: 10.1002/bit.21209

CRA. (2010). Dextrose Equivalent (Lane and Eynon). http://corn.org/publications/industry-resources/analytical-methods/analytical-methods-toc/: Corn Refiners Association.

Eke-Ejiofor, J. (2015). Functional Properties of Starches, Physico-Chemical And Rheological Properties of Glucose Syrup Made From Cassava And Different Potato Varieties. International Journal of Recent Scientific Research. Vol. 6, Issue, 6, pp.4400-4406.

Gough, C. R., Rivera-Galletti A., Cowan D. A., Cruz D. S. & Hu X. (2020). Protein and Polysaccharide-Based Fiber Materials Generated from Ionic Liquids: A Review. Molecules. 25, 3362; DOI:10.3390/molecules25153362

Hull, P. (2010). Glucose syrups: Technology and Applications. New York: John Wiley & Sons.

Johnson, R., Padmaja, G., & Moorthy, S. (2009). Comparative production of glucose and high fructose syrup from cassava and sweet potato roots by direct conversion techniques. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 10(4), 616-620.

Kim, T. H., Nghiem, N. P., Taylor, F., & Hicks, K. B. (2011). Consolidated Conversion of Hulled Barley into Fermentable Sugars Using Chemical, Thermal, and Enzymatic (CTE) Treatment. Applied Biochemistry and Biotechnology, 164(4), 534-545. DOI: 10.1007/s12010-010-9155-1

Lin, Q. L., Xiao, H. X., Liu, G. Q., Liu, Z. H., Li, L. H., & Yu, F. X. (2013). Production of Maltose Syrup by Enzymatic Conversion of Rice Starch. Food and Bioprocess Technology, 6(1), 242-248. DOI: 10.1007/s11947-011-0681-9

MacGregor, A. W., Bazin, S. L., Macri, L. J., & Babb, J. V. (1999). Modelling the contribution of alpha-amylase, beta-amylase and limit dextrinase to starch degradation during mashing. Journal of Cereal Science, 29(2), 161-169. DOI: 10.1006/jcrs.1998.0233

Marlin, T. E. (2000). Process Control: Designing processes and control systems for dynamic performance (2 ed.). USA: McGraw Hill.

Norman, R. J., Masters, L., Milner, C. R., Wang, J. X., & Davies, M. J. (2001). Relative risk of conversion from normoglycaemia to impaired glucose tolerance or non-insulin dependent diabetes mellitus in polycystic ovarian syndrome. Human Reproduction, 16(9), 1995-1998.

Öktem, A., & Toprak A. (2013). Çukurova koşullarında bazı atdişi mısır (Zea mays L. indentata) Genotiplerinin verim ve Morfolojik Özelliklerinin Belirlenmesi. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, Cilt 17, Sayı 4, 2013, 15 - 24.

Piddocke, M. P., Kreisz, S., Heldt-Hansen, H. P., Nielsen, K. F., & Olsson, L. (2009). Physiological characterization of brewer’s yeast in high-gravity beer fermentations with glucose or maltose syrups as adjuncts. Applied Microbiology and Biotechnology, 84, 453–464.

Polat A., Karaaslan, M., & Gürsöz, S. (2016). Siverek Yöresinde Yetiştirilen Kızıl Banki ve Bastık Kabarcık Üzüm Çeşitlerinin Organik Asit ve Şeker İçeriklerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Araştırma. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 20(3): 166-174.

Pontoh, J., & Low, N. H. (1995). Glucose syrup production from Indonesian palm and cassava starch. Food Research International, 28(4), 379-385.

Smith, C. L., (1972). Digital computer process control. Scranton Intext Educational Publishers.

Synowiecki, J. (2007). The use of starch processing enzymes in the food industry. In J. Polaina, MacCabe, A.P. (Ed.), In Industrial Enzymes. Dordrecht, The Netherlands: Springer.

Talekar, S., Pandharbale, A., Ladole, M., Nadar, S., Mulla, M., Japhalekar, K., Arage, D. (2013). Carrier free co-immobilization of alpha amylase, glucoamylase and pullulanase as combined cross-linked enzyme aggregates (combi-CLEAs): A tri-enzyme biocatalyst with one pot starch hydrolytic activity. Bioresource Technology, 147, 269-275. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.08.035

United State Patent Norman et.al Patent No. US 6,287,826, B1, Date. September 11,2001

van der Maarel, M. J., & Leemhuis, H. (2013). Starch modification with microbial alpha-glucanotransferase enzymes. Carbohydrate Polymers, 93(1), 116-121. DOI: 10.1016/j.carbpol.2012.01.065

Veesar, I. A., Solangi, I. B., & Memon, S. (2015). Immobilization of alpha-amylase onto a calix 4 arene derivative: Evaluation of its enzymatic activity. Bioorganic Chemistry, 60, 58-63. DOI: 10.1016/j.bioorg.2015.04.007

Zeeman, S. C., Kossmann, J., & Smith, A. M. (2010). Starch: its metabolism, evolution, and biotechnological modification in plants. Annual review of plant biology, 61, 209-234.

Ziegler, J. G., & Nichols, N. B. (1942). Optimum settings for automatic controllers. trans. ASME, 64(11).

___

APA Çinçik, S. N. , Balcı, F. & Bayram, M. (2021). Determination of optimum reaction and process control parameters of starch conversion in maltose syrup production . Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi , 25 (2) , 131-150 . DOI: 10.29050/harranziraat.881223
Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Yayıncı: Harran Üniversitesi

6.3b270

Sayıdaki Diğer Makaleler

Kalorisi azaltılmış mor reyhan soğuk çayı üretimi

Esmanur KARATAŞOĞLU, Emine DEMİREL, Tülay ŞAHİN, Serap BERKTAŞ, Mustafa ÇAM

Maltoz şurubu üretiminde nişasta dönüşümünün optimum reaksiyon ve proses kontrol parametrelerinin belirlenmesi

Sema Nur ÇİNÇİK, Fatih BALCI, Mustafa BAYRAM

Orta Fırat Vadisinde antepfıstığı bahçelerinde kışlayan böcek (Arthropoda: Insecta) biyoçeşitliliği

Yeliz SABUNCU, Mehmet MAMAY, İnanç ÖZGEN

Mısır unu ilavesinin pandispanya tipi keklerin morfogeometrik, fonksiyonel ve tekstürel özelliklerine etkisi

Mehmet KÖTEN, Ahmet Sabri ÜNSAL

Samsun Tekkeköy ilçesindeki süt sığırcılık işletmelerinin yapısal özellikleri ve hijyen koşulları

Ali KAYGISIZ, İhsan ÖZKAN

Türkiye’nin Mardin yöresinde yaygın yetiştirilen ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşitlerinin fiziksel, fizikokimyasal (teknolojik) ve kimyasal özellikleri

Ali YILDIRIM, Önder DEGER

Bazı makarnalık buğday genotiplerinde (Triticum durum L.) artan su stresinde morfolojik ve fizyolojik tepkilerin incelenmesi

Büşra AKIN, Merve BAYHAN, Remzi ÖZKAN, Prof. Dr. Cuma AKINCI

Şanlıurfa ve Adıyaman illerinde yerel asma çeşitlerindeki fitoplazmaların 16s rDNA gen bölgesine dayalı filogenetik ve in silico RFLP analizleri ile tespiti ve moleküler karakterizasyonu

Eray ŞİMŞEK, Mehmet GÜLDÜR

Farklı demir (Fe) formu uygulamalarının ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinin tane Fe konsantrasyonuna etkisi

Selçuk UYSAL, Halil ERDEM, Cabir Çağrı GENCE

Adana ve Osmaniye illeri yerfıstığı üretim alanlarında Yeşilkurt, Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae)’nın yaygınlığı, bulaşıklık oranları ve popülasyon değişimi

Mahmut BADEMCİ, Erdal SERTKAYA