Dekstran i dekstranaza w przerobie buraków zdegradowanych

Transkrypt

1 Dekstran i dekstranaza w przerobie buraków zdegradowanych Aneta Antczak, Maciej Wojtczak

2 Dekstran

3 Zawartość dekstranu soku surowym zdrowe buraki <50 mg/kg zdegradowane buraki do kilku tysięcy

4 Synteza dekstranu z sacharozy

5 120 Średni czas przerobu w dobach

6 Negatywne skutki obecności dekstranu Technologiczne spowolnienie procesu filtracji obniżenie czystości soku rzadkiego spowolnienie krystalizacji utrudnienie wirowania cukru Finansowe zawyżanie polaryzacji obniżenie dobowego przerobu buraków wzrost strat cukru

7 Metody oznaczania dekstranu Haze (ICUMSA) Roberts (AOAC) MAU (New York No 14 Contract) Enzymatic Immunological MIR (Mean Infra Red Spectroscopy) NMR (Nuclear Magnetic Resonance

8 Masa molowa dekstranu HMW dekstran >1000 kda MMW dekstran kda LMW dekstran kda

9 Metody oznaczania dekstranu Enzymatyczne Immunologiczne Mgiełki alkoholowej HMW dekstran HMW dekstran HMW dekstran MMW dekstran - MMW dekstran LMW dekstran - - Pektyny, Lewan, oligosacharydy, inne Skomplikowana Droga i nieprecyzyjna Nie specyficzna

10 MANNITOL Mannitol jest naturalnie występującym w przyrodzie sześciowęglowym alkoholem cukrowym. Mannitol produkowany jest przez bakterie, grzyby, drożdże, glony, porosty i wiele innych roślin, jednak jego najlepszym producentem są heterofermentatywne bakterie mlekowe (LAB)

11 Zawartość dekstranu, mannitolu i kw. mlekowego i octowego, mg/l soku log N, jtk/ml Kinetyki przyrostu metabolitów oznaczanych w próbach soku surowego poddanego fermentacji spontanicznej w temp. 30 C Leuconostoc sp. mannitol Czas fermentacji, h kw. mlekowy dekstran kw. octowy

12

13 Dekstran, mg/kg Korelacja między zawartością mannitolu a dekstranu C Dekstranu = 0.354C Mannitolu R² = Mannitol, mg/kg Poniżej 95% przedziału ufnosci Powyżej 95% przedziału ufnosci

14 Produkcja manitolu Leuconostoc Lactobacillus mannitol

15 Mannitol podczas przerobu buraków Mannitol jest lepszym wskaźnikiem zepsucia się buraków niż dekstran czy kwas mlekowy. Mannitol może być stosowany jako wskaźnik aktywności mikrobiologicznej podczas ekstrakcji.

16 Zawartość mannitolu i dekstranu w różnych sokach surowych dekstran mannitol A B C

17 Oznaczanie mannitolu Metoda enzymatyczna Method GS8-12 (2009) Determination of Mannitol in Beet Juices, Thin Juices and Syrups by an Enzymatic Method Metoda chromatograficzne (HPAEC-PAD) Method GS8-26 (2011) Determination of mannitol in beet brei by HPAEC method

18 Przeciwdziałanie skutkom obecności dekstranu

19 Przeciwdziałanie niekorzystnym skutkom obecności dekstranu Zapobieganie syntezie dekstrany (prawidłowe składowanie buraków, likwidacja zakażeń w ekstraktorze) Wspomaganie procesu filtracji po drugiej saturacji (odpowiednie prowadzenie procesu oczyszczania) Usuwanie dekstranu (stosowanie dekstranazy)

20 Dekstranaza (α-1,6-d-glukano-6-glukanohydrolazy; EC ) Dekstranaza hydrolizuje wiązania 1,6-glikozydowe w losowo wybranych miejscach, a w efekcie działalności enzymu następuje stopniowy spadek średniej masy cząsteczkowej dekstranu

21 Hydroliza dekstranu

22 Aktywność dekstranazy Dekstranaza skoncentrowana DU/ml najczęściej DU/ml nieskoncentrowana <25000 DU/ml najczęściej <6000 DU/ml

23 Stabilność dekstranazy Spadek aktywności po 90 dniach (temp. 25 C) skoncentrowana nieskoncentrowana 9% 46% Spadek aktywności po 90 dniach (temp. 4 C) skoncentrowana nieskoncentrowana 0,5% 8%

24 Dekstranaza skoncetronwana Bardziej stabilna w czasie Wyższa aktywność Należy stosować roztwór rozcieńczony 4-5 krotnie, stabilizowany 24% roztworem sacharozy.

25 Efektywność stosowania dekstranazy zależy od: ph; Brix Temperatura Czas przetrzymania Zawartości dekstranu Dawki i aktywności enzymu

26 Optymalne warunki ph i temperatury dla działania enzymów najczęściej stosowanych w przemyśle cukrowniczym dekstranazy syntetyzowane z różnych szczepów grzybów Szczep Optymalne ph Optymalna temperatura Penicillium lilacinum Paecilomyces lilacinum C Penicilium minioluteum C Chaetomium gracile Chaetomium erraticum do 85 C

27

28 Wpływ temperatury na aktywność dekstranzy C

29 Wpływ stężenia roztworu na aktywność dekstranazy

30 Dawka i czas stosowania Od 1,4 do 10 mg/kg (2-4 mg/kg) Od 8 do 30 minut. (10 minut)

31 DU/ml DU/ml Tysiące Tysiące Aktywność dekstranazy w czasie min 60min min 60min C 55 C 65 C 0 ph 4.0 ph 5.5 ph6.2 ph7.0

32 DP czas hydrolizy, min T 30C; ph 6.2 T 55C; ph 6.2 T 65C; ph DP czas hydrolizy, min T 30C; ph 6.2 T 55C; ph 6.2 T 65C; ph 6.2

33 7 6 5 DP czas hydrolizy, min T 30C; ph 6.2 T 55C; ph 6.2 T 65C; ph 6.2

34 Stosowanie dekstranazy Stosowanie dekstarnazy powinno być ustalone indywidualnie dla każdego zakładu i aktywności posiadanej dekstranazy uwzględniając warunki stosowania w danej cukrowni. Optymalizacja dawki powinna uwzględniać zawartość dekstranu w soku i aktywność posiadanej dekstranazy

35 Przerób buraków zdegradowanych Degradacja buraków to nie tylko problemy związane z pojawieniem się dekstranu Spadek czystości/jakości soku surowego Podatność na infekcje bakteryjne Wzrost zawartości pektyn, kwasów organicznych, inwertu

36 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ