Published September 13, 2022 | Version v1
Publication Open

Characterization and application of a novel xylanase from Halolactibacillus miurensis in wholewheat bread making

Creators

  • 1. Key Laboratory of Guangdong Province
  • 2. Kangmei Pharmaceutical (China)
  • 3. Sinolight (China)

Description

The presence of arabinoxylan in wholewheat flour affects its quality significantly. Here, an efficient arabinoxylan hydrolytic enzyme, Hmxyn, from Halolactibacillus miurensis was identified and heterologously expressed in pichia pastoris. Moreover, its relevant properties, including potential application in the wholewheat bread were evaluated. Recombinant Hmxyn exhibited maximal activity at 45°C and pH 6.5, and was stable at mid-range temperature (<55°C) and pH (5.5-8.0) conditions. Hmxyn had a clear hydrolysis effect on wheat arabinoxylan in dough and caused the degradation of the water-unextractable arabinoxylan, which increased the content of wheat soluble arabinoxylan of dough. The fermentation characteristics results and microstructure analysis revealed that Hmxyn improved the organizational structure and air holding capacity of fermented dough, thus promoting the dough expansion. Baking experiments further showed that Hmxyn significantly increased specific volume- and texture-linked properties of wholewheat breads. This study indicates the application potential of Hmxyn in the preparation of wholewheat bread.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يؤثر وجود الأرابينوكسيلان في دقيق القمح الكامل على جودته بشكل كبير. هنا، تم تحديد إنزيم أرابينوكسيلان المائي الفعال، Hmxyn، من Halolactibacillus miurensis وتم التعبير عنه بشكل غير متجانس في Pichia pastoris. علاوة على ذلك، تم تقييم خصائصه ذات الصلة، بما في ذلك التطبيق المحتمل في خبز القمح الكامل. أظهر Hmxyn المؤتلف أقصى نشاط عند 45 درجة مئوية ودرجة الحموضة 6.5، وكان مستقرًا في ظروف درجة الحرارة المتوسطة (<55 درجة مئوية) ودرجة الحموضة (5.5-8.0). كان لـ Hmxyn تأثير تحلل مائي واضح على أرابينوكسيلان القمح في العجين وتسبب في تدهور أرابينوكسيلان غير القابل للاستخراج بالماء، مما زاد من محتوى أرابينوكسيلان القمح القابل للذوبان في العجين. كشفت نتائج خصائص التخمير وتحليل البنية المجهرية أن Hmxyn حسنت الهيكل التنظيمي وقدرة الاحتفاظ بالهواء للعجين المخمر، وبالتالي تعزيز توسع العجين. أظهرت تجارب الخبز كذلك أن Hmxyn زاد بشكل كبير من الخصائص المحددة المرتبطة بالحجم والملمس لخبز القمح الكامل. تشير هذه الدراسة إلى إمكانية تطبيق Hmxyn في تحضير خبز القمح الكامل.

Translated Description (French)

La présence d'arabinoxylane dans la farine de blé entier affecte significativement sa qualité. Ici, une enzyme hydrolytique arabinoxylane efficace, Hmxyn, de Halolactibacillus miurensis a été identifiée et exprimée de manière hétérologue chez pichia pastoris. De plus, ses propriétés pertinentes, y compris son application potentielle dans le pain de blé entier, ont été évaluées. Hmxyn recombinant présentait une activité maximale à 45 °C et à pH 6,5, et était stable dans des conditions de température moyenne (<55 °C) et de pH (5,5-8,0). Hmxyn a eu un effet d'hydrolyse clair sur l'arabinoxylane de blé dans la pâte et a provoqué la dégradation de l'arabinoxylane non extractible dans l'eau, ce qui a augmenté la teneur en arabinoxylane soluble dans le blé de la pâte. Les résultats des caractéristiques de fermentation et l'analyse de la microstructure ont révélé que Hmxyn améliorait la structure organisationnelle et la capacité de rétention d'air de la pâte fermentée, favorisant ainsi l'expansion de la pâte. Des expériences de cuisson ont en outre montré que Hmxyn augmentait significativement les propriétés spécifiques liées au volume et à la texture des pains de blé entier. Cette étude indique le potentiel d'application de Hmxyn dans la préparation du pain complet.

Translated Description (Spanish)

La presencia de arabinoxilano en la harina de trigo integral afecta significativamente a su calidad. Aquí, se identificó una enzima hidrolítica de arabinoxilano eficiente, Hmxyn, de Halolactibacillus miurensis y se expresó de forma heteróloga en pichia pastoris. Además, se evaluaron sus propiedades relevantes, incluida la posible aplicación en el pan integral. La Hmxyn recombinante exhibió actividad máxima a 45 °C y pH 6.5, y fue estable en condiciones de temperatura de rango medio (<55 °C) y pH (5.5-8.0). Hmxyn tuvo un claro efecto de hidrólisis sobre el arabinoxilano de trigo en la masa y causó la degradación del arabinoxilano no extraíble en agua, lo que aumentó el contenido de arabinoxilano soluble en trigo de la masa. Los resultados de las características de fermentación y el análisis de la microestructura revelaron que Hmxyn mejoró la estructura organizativa y la capacidad de retención de aire de la masa fermentada, promoviendo así la expansión de la masa. Los experimentos de horneado mostraron además que Hmxyn aumentó significativamente las propiedades específicas vinculadas al volumen y la textura de los panes de trigo integral. Este estudio indica el potencial de aplicación de Hmxyn en la preparación de pan integral.

Files

pdf.pdf

Files (2.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3ceb463f98b774f5daada4879d1f0360
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
توصيف وتطبيق الزيلاناز الجديد من Halolactibacillus miurensis في صنع خبز القمح الكامل
Translated title (French)
Caractérisation et application d'une nouvelle xylanase de Halolactibacillus miurensis dans la panification du blé entier
Translated title (Spanish)
Caracterización y aplicación de una nueva xilanasa de Halolactibacillus miurensis en la elaboración de pan integral

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4295338527
DOI
10.3389/fbioe.2022.1018476

Is supplement to
https://openalex.org/W4381322609 (Other)
https://openalex.org/W4233207591 (Other)
https://openalex.org/W2417285144 (Other)
https://openalex.org/W2332196053 (Other)
https://openalex.org/W2027107775 (Other)
https://openalex.org/W2023124949 (Other)
https://openalex.org/W2010939148 (Other)
https://openalex.org/W2005406670 (Other)
https://openalex.org/W1993771336 (Other)
https://openalex.org/W1990277599 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1549980111
  • https://openalex.org/W1581901218
  • https://openalex.org/W1977410747
  • https://openalex.org/W1996447617
  • https://openalex.org/W1999613723
  • https://openalex.org/W2003530507
  • https://openalex.org/W2004741876
  • https://openalex.org/W2006579694
  • https://openalex.org/W2011971218
  • https://openalex.org/W2026258930
  • https://openalex.org/W2027823690
  • https://openalex.org/W2030110179
  • https://openalex.org/W2031944253
  • https://openalex.org/W2033560166
  • https://openalex.org/W2050190620
  • https://openalex.org/W2051192573
  • https://openalex.org/W2059510870
  • https://openalex.org/W2076368204
  • https://openalex.org/W2082733963
  • https://openalex.org/W2092725849
  • https://openalex.org/W2094266534
  • https://openalex.org/W2137475326
  • https://openalex.org/W2139633455
  • https://openalex.org/W2147967110
  • https://openalex.org/W2151856298
  • https://openalex.org/W2152756549
  • https://openalex.org/W2154580565
  • https://openalex.org/W2155506594
  • https://openalex.org/W2547977891
  • https://openalex.org/W2547999172
  • https://openalex.org/W2591316691
  • https://openalex.org/W2605485900
  • https://openalex.org/W2795241660
  • https://openalex.org/W2913778558
  • https://openalex.org/W3009110289
  • https://openalex.org/W3083555517
  • https://openalex.org/W4225004561
  • https://openalex.org/W4285740277