Sinteza fruktooligosaharida iz saharoze inulinazom dobivenom iz kvasca Kluyveromyces marxianus

Fructooligosaccharides (FOS) from sucrose, new alternative sweeteners with functional properties, also called soluble fibers, have a number of desirable characteristics such as low calories, no cariogenicity, and safety for diabetics and Bifidus stimulating factor. Fructooligosaccharides are also known as prebiotics, since they stimulate probiotic organisms. The production, as well as the application of food-grade fructooligosaccharides, has increased rapidly during last years. In this work, experimental factorial design has been applied to optimize the fructooligosaccharide synthesis conditions by inulinase from Kluyveromyces marxianus var. bulgaricus. The studied variables were: temperature, pH, sucrose and enzyme concentrations. According to the results, only temperature and sucrose concentrations have shown to be significant parameters. The syntheses of the fructooligosaccharides were carried out on stirred reactor and packed bed reactors, using free and immobilized enzymes, with the best conditions obtained from the experimental design. It has been shown that there is no significant difference between these processes. The final sugar concentrations can be tailor made by varying residence time in the reactor to cope with the different standard needs in food industries. A typical solution product consists of a mixture of fructose (155 g/L), glucose (155 g/L), sucrose (132 g/L) and fructooligosaccharides (50 g/L). These concentrations are suitable for applications in most food industries, in products such as sweets, candies, chocolates and yogurts. Besides, the prebiotic function of fructooligosaccharides as stimulants of the beneficial intestinal flora will give the product a functional and differentiated feature.Fruktooligosaharidi (FOS) iz saharoze novi su zaslađivači (zovemo ih i topljiva vlakna) poželjnih funkcionalnih svojstava, kao što su: mali broj kalorija, ne uzrokuju karijes, prikladna su i za dijabetičare te potiču rast korisnih bifidobakterija u crijevima. Fruktooligosaharide zovemo i prebiotici jer stimuliraju probiotičke organizme. Posljednjih je godina znatno povećana proizvodnja i primjena fruktooligosaharida u hrani. U ovom je radu primijenjen faktorijalni dizajn za optimiranje uvjeta sinteze fruktooligosaharida inulinazom dobivenom iz kvasca Kluyveromyces marxianus var. bulgaricus. Proučavane su sljedeće varijable: temperatura, pH, koncentracija saharoze i enzima. Na osnovi dobivenih rezultata zaključeno je da su samo temperatura i koncentracija saharoze značajni parametri. Sinteza fruktooligosaharida provedena je pri optimalnim uvjetima u reaktoru s miješalicom ili nasutim slojem nosača (packed-bed), s pomoću slobodnog ili imobiliziranog enzima. Pokazalo se da ta dva procesa nisu dala značajno različite rezultate. Završna koncentracija šećera može se prema potrebi odrediti promjenom vremena zadržavanja u bioreaktoru kako bi se postigli standardi propisani u prehrambenoj industriji. Proizvedena otopina sastoji se od fruktoze (155 g/L), glukoze (155 g/L), saharoze (132 g/L) i fruktooligosaharida (50 g/L). Dobivene koncentracije prikladne su za primjenu u prehrambenoj industriji, u proizvodnji slatkiša, bombona, čokolade i jogurta. Osim toga, fruktooligosaharidi su osobito prikladni za uporabu zbog svojih prebiotičkih svojstava i stimuliranja rasta poželjne crijevne flore