Μελέτη θερμοάντοχης β-γαλακτοζιδάσης για τη σύνθεση πρεβιοτικών
γαλακτοολιγοσακχαριτών

Κοριαλού, Ναυσικά; Korialou, Nafsika

dc.contributor.author	Κοριαλού, Ναυσικά	el
dc.contributor.author	Korialou, Nafsika	en
dc.date.accessioned	2021-05-20T08:46:24Z
dc.date.available	2021-05-20T08:46:24Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53472
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21170
dc.rights	Default License
dc.subject	Όξινος ορός	el
dc.subject	Β-γαλακτοζιδάση	el
dc.subject	Πρεβιοτικά	el
dc.subject	Μεταγαλακτοζυλίωση	el
dc.subject	Υδρόλυση	el
dc.title	Μελέτη θερμοάντοχης β-γαλακτοζιδάσης για τη σύνθεση πρεβιοτικών γαλακτοολιγοσακχαριτών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοτεχνολογία	el
heal.classification	Χημεία τροφίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-03-04
heal.abstract	Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη της αξιοποίησης του όξινου ορού στραγγιστού γιαουρτιού για την παραγωγή γαλακτοολιγοσακχαριτών (Galactooligosaccharides, GOS), αξιοποιώντας την περιεχόμενη σε αυτόν λακτόζη. Οι γαλακτοολιγογοσακχαρίτες έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας, τα τελευταία χρόνια, καθώς εμφανίζουν πρεβιοτική δράση, με αποτέλεσμα να αποτελούν προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας. Η σύνθεση των GOS πραγματοποιήθηκε μέσω της ενζυμικής αντίδρασης μεταγαλακτοζυλίωσης, με χρήση του ενζύμου της β- γαλακτοζιδάσης (Ttbgal1). Το ένζυμο αυτό προέρχεται από το ανασυνδυασμένο γονιδίωμα του μικροοργανισμού Thermothielavioides terrestis, ετερόλογα εκφρασμένο στη ζύμη Pichia pastoris. Σε πρώτο στάδιο, αναλύθηκαν τα συστατικά του όξινου ορού, ακολούθησε ο προσδιορισμός των βέλτιστων συνθηκών δράσης του ενζύμου σε πρότυπο υπόστρωμα ορθο-νιτοφαινυλο-β-D-γαλακτοπυρανόζης (oNPG) και τελικά μελετήθηκε η απόδοση της ενζυμικής μετατροπής της λακτόζης του όξινου ορού σε GOS. Από τη χημική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, υπολογίστηκε πως στον όξινο ορό περιέχονται 2,84 ± 0,36% w/v ολικά σάκχαρα, λακτόζη ίση με 2,83 ± 0,11% w/v και γαλακτόζη ίση με 0,70 ± 0,01% w/v. Τα ολικά στερεά υπολογίστηκαν ίσα με 5,13 ± 0,01% w/w και η τέφρα ίση με 0,71 ± 0,04% w/w. Η περιεκτικότητα των πρωτεϊνών του ορού υπολογίστηκε με την μέθοδο Kjeldhal και είχε τιμή ίση με 0,35 ± 0,05% w/w, ενώ τα λιπαρά του ορού υπολογίστηκαν με τη μέθοδο Rose- Gottlieb με τιμή ίση με 0,05 ± 0,02 % w/v. Η αλατότητα του όξινου ορού προσδιορίστηκε με τη μέθοδο Mohr και προέκυψε ίση με 0,92 ± 0,13% w/v. Τα θειικά ιόντα και το γαλακτικό οξύ βρεθήκαν ίσα με 94,02 ± 5,08 mg/L και 1,32 ± 0,06 g/L, αντίστοιχα. Στη συνέχεια, μελετήθηκε η ενζυμική ενεργότητα της β-γαλακτοζιδάσης Ttbgal1 σε θερμοκρασιακό εύρος 30-70 oC και εύρος pH 3,0-9,0. Το ένζυμο εμφάνισε βέλτιστη δράση σε τιμή pH 4,5 και θερμοκρασία 50 οC. Ακολούθησαν συνολικά 15 ενζυμικές αντιδράσεις σε ενζυμικές ενεργότητες 0,5-4 U/mL και αρχική συγκέντρωση λακτόζης του ορού 2,83-23% w/v. Οι αντιδράσεις πραγματοποιήθηκαν στη θερμοκρασία των 50 οC και τιμή pH 4,5, ίδια με αυτή του όξινου ορού. Η διάρκεια της ενζυμικής αντίδρασης ήταν 24 h. Η ανάλυση των προϊόντων της αντίδρασης πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της Υγρής Χρωματογραφίας Υψηλής Απόδοσης με χρήση ανιχνευτή Δείκτη Διάθλασης (HPLC-RI). Οι παράγοντες που μελετήθηκαν αφορούσαν την επίδραση της αρχικής συγκέντρωσης λακτόζης στο αντιδρών σύστημα, καθώς και την επίδραση της ενζυμικής ενεργότητας στο βαθμό απόδοσης της ενζυμικής σύνθεσης σε GOS, συναρτήσει του χρόνου αντίδρασης. Συνοπτικά, για κάθε συγκέντρωση λακτόζης στο αντιδρών σύστημα επιτεύχθηκαν οι εξής μέγιστες αποδόσεις σε GOS: ● 21,8% μετά από 60 min ενζυμικής αντίδρασης, ενζυμικής ενεργότητας 4 U/mL, για αρχική συγκέντρωση λακτόζης 2,83% w/v. ● 19,2% μετά από 1440 min ενζυμικής αντίδρασης, ενζυμικής ενεργότητας 2 U/mL, για αρχική συγκέντρωση λακτόζης 10% w/v. IV ● 38,0% μετά από 600 min ενζυμικής αντίδρασης, ενζυμικής ενεργότητας 4 U/mL, για αρχική συγκέντρωση λακτόζης 10% w/v. ● 17,5% μετά από 1440 min ενζυμικής αντίδρασης, ενζυμικής ενεργότητας 2 U/mL, για αρχική συγκέντρωση λακτόζης 15% w/v. ● 32,7% μετά από 1440 min ενζυμικής αντίδρασης, ενζυμικής ενεργότητας 4 U/mL, για αρχική συγκέντρωση λακτόζης 15% w/v. Συνοψίζοντας, οι βέλτιστες συνθήκες της ενζυμικής μετατροπής της λακτόζης του όξινου ορού σε GOS με χρήση του ενζύμου Ttbgal1, για τις συνθήκες που μελετήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία, επιτεύχθηκαν σε υπόστρωμα όξινου ορού αρχικής συγκέντρωσης λακτόζης 10% w/v, με ενζυμική ενεργότητα 4 U/mL, θερμοκρασία 50οC και τιμή pH 4,5. Η μέγιστη απόδοση σε GOS λαμβάνει τιμή ίση με 38,0%, έπειτα από 600 min αντίδρασης. Εν κατακλείδι, η παραγωγή γαλακτοολιγοσακχαριτών από όξινο ορό γιαουρτιού, με τη χρήση του ενζύμου Ttbgal1, μπορεί να αποτελέσει μια βιώσιμη εναλλακτική μέθοδο αξιοποίησης, του κύριου παραπροϊόντος της γαλακτοβιομηχανίας.	el
heal.advisorName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Σαρίμβεης, Χαράλαμπος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	112 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false