Vpliv dodajanja amilaze, glikozidaze in glukoamilaze na kvasno fermentacijo krušnega testa in raven sladkorja v kruhu

Investigating the impact of α-amylase, α-glucosidase and glucoamylase action on yeast-mediated bread dough fermentation and bread sugar levels

Uvod

Preferenca kvasovk za porabo glukoze in fruktoze pred maltozo je dobro opisana v literaturi, ne pa tudi vpliv encimov, ki proizvajajo glukozo in maltozo, na fermentacijo testa in raven sladkorjev v njem. Avtorji izvornega članka so preiskovali vpliv treh encimov, ki razgrajujejo škrob, in sicer amilaze, glukoamilaze in glikozidaze. amilaza je endo-glikaza. Njeni produkti so različno dolgi dekstrini, eden od produktov pa je tudi maltoza. Uporablja se kot standardni dodatek v moki. Glukoamilaza in glikozidaza pa cepita škrob na koncih, produkt pri takšni cepitvi je glukoza. Ta dva encima se razlikujeta v specifičnosti. Glukoamilaza namreč preferenčno cepi dolge polisaharide, glukozidaza pa krajše oligosaharide.

Cilji raziskovalne skupine so bili: i) raziskati delovanje amilaze, glukoamilaze in glikozidaze v procesu kvasne fermentacije testa; ii) izboljšati proces fermentacije, pri čemer gre predvsem za možnost kontole procesa; iii) povišati volumen kruha.

Avtorji navajajo, da so ugotovili naslednje: amilaza in glikozidaza sta primerni za kratke in dolge fermentacijske procese, medtem ko je tudi glukoamilaza primerna za oboje, torej kratke in dolge procese. Resnici na ljubo ne vem, kaj so s tem stavkom želeli povedati.

Fermentacija je proces, pri katerem pride do pretvorbe glukoze v CO2 in etanol. Enostavni sladkorji pa v testu nastanejo z encimsko razgradnjo škroba in fruktana.

Metode, rezultati

Raziskovalci so v študiji merili aktivnost amilaze (definirali so enoto amilazno enoto), aktivnost glukoamilaze in glikozidaze (definirali so encimsko aktivnost), nastajanje plinov ter kvantificirali mono-, di-, trisaharide in fruktan.

Dodatek amilaze poveča količino maltoze, prav tako se poveča tudi skupna količina sladkorjev v testu. Dodatek glukoamilaze poviša količino glukoze, ter zmanjša količino maltoze po določenem času. glukozidaza pa poveča količino glukoze, njen vpliv na količino maltoze pa je odvisen od koncentracije encima. Pri višjih koncentracijah encima, se količina maltoze v testu s časom manjša.

V študiji so primerjali vpliv encimov, ki producirajo glukozo, in tistih ki prroducirajo maltozo na dinamiko fermantacije krušnega testa. Potrdili so hipotezo, da lahko tisti, ki producirajo glukozo, vplivajo na produkcijo CO2 že od začetka fermentacije, tisti ki producirajo maltozo pa šele od trenutka, ko kvasovke preklopijo na porabo maltoze namesto glukoze. Ugotovili so, da medtem ko amilaza in glukoamilaza povečata skupno količino sladkorjev in s tem podaljšata proces fermentacije, glukozidaza le spremeni razmerje glukoza/maltoza.

Preučevani encimi različno vplivajo tudi na proizvedeni CO2, in sicer tako na količino, kot tudi na čas v katerem je plin proizveden. V testu z dodano amilazo pride do povečanja količine CO2 šele po dveh urah od začetka fermentacije. To si razlagamo tako, da do razlike pride šele, ko kvasovke porabijo vso glukozo in fruktozo in takrat začnejo uporabljati maltozo, ki je produkt amilaze. Pri glukoamilazi pride do povečane količine CO2 praktično takoj, kar je tudi smiselno saj v encimski reakciji neposredno nastaja glukoza, ki jo lahko kvasovke takoj porabljajo. Pri glukozidazi pa ni opaziti signifikantne razlike v količini CO2 v primerjavi s kontrolo, kar je tudi smiselno, saj ta encim ne poveča skupne količine sladkora.

Volumen kruha se je v primerih uporabe amilaze in glukoamilaze povečal, pri uporabi glukozidaze pa zmanjšal.

Sklepna ugotovitev

Rezultati kažejo, da različni encimi, ki razgrajujejo škrob, različno vplivajo na fermentacijski proces, in nam tako lahko služijo pri krmiljenju fermentacijskih procesov.

MBT seminarji 2017