Production of oligosaccharides by cryogel column enzyme reactor from apple juice

Fonksiyonel gıdalar, enerji sağlamanın ötesinde sağlık yararları sundukları için giderek daha fazla ilgi görmektedir. Gıda bileşenlerinin biyoüretimle fonksiyonel ürünlere dönüştürülmesi ise önemli bir geliştirme stratejisidir. Özellikle karbonhidratların oligosakkarit gibi fonksiyonel bileşenlere biyodönüşümü, bu tür ürünlerin çeşitliliğini ve piyasadaki yaygınlığını artıracaktır. Kriyojeller, düşük hidrolik dirençleri, kolay işlevselleştirilebilir yapıları ve biyopolimer temelli bileşimleri sayesinde akış bazlı sistemler ve kolon kromatografisi için uygun malzemelerdir. Bu çalışma hidroksietilmetlakrilat (HEMA)-ko-Alil glisidil eter (AGE) monomerlerinden sentezlenen ve üzerine fruktosiltranferaz enzim immobilize edilmiş kriyojelden sürekli akışlı kolon tipi enzim reaktörü geliştirmeyi amaçlamaktıdır. Bu kapsamda, elma suyundaki sakkarozun fruktooligosakkaritlere (FOS) verimli dönüşümünü sağlamak amacıyla kriyojel üretimi, enzim immobilizasyonu ve sürekli sistemde akış hızının optimizasyonu incelenmiştir. Bu çalışmada karakterizasyonu yapılan kriyojel kolonlar arasından seçilen C4 kolonuna immobilize edilen ViscozymeL enzimi ile 150&300 g/L sukrozdan farklı akış hızlarında sürekli olarak FOS üretimi takip edildi. Elde edilen sonuçlarda düşük akıl hızının kestose üretiminde etkili bir paramtere olduğu saptanmıştır. Sükroz konsantrasyonu 150 g/L iken 0.04 mL/dk maksimum kestose verimine (%37.20) ulaşılırken, 300 g/L sükroz konsantrasyonunda 0.1 mL/dk ile maksimum (%23.58) kestose verimi elde edilmiştir. Sonuçlar reaksiyon hızı ile subsratın kolon içerisinde kalış sürelerinde ters bir ilişki olduğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda elma suyu (11.5 g/L sükroz) ile 0.04 mL/dk akış hızında gerçekleştrilen üretim ile % 52.43 dönüşüm sağlanırken, % 40.13 kestose verimi sağlanmıştır. Bu yaklaşım, enzim stabilitesini ve tekrar kullanabilirliğini arttırmasının yanı sıra kestose gibi katma değerli fonksiyonel ürünlerin üretimine olanak sağlamıştır.