Published September 28, 2021 | Version v1
Publication Open

Synthesis of Isomaltooligosaccharides (IMOs) from Sweet Potato Starch by Simultaneous Saccharification and Transglycosylation Using Saccharomyces cerevisiae Var. diastaticus BE 134 to Improve Purity of IMOs

Creators

  • 1. Ho Chi Minh City University of Industry and Trade
  • 2. Hanoi University of Science and Technology

Description

This study developed a simple two-step procedure to produce isomaltooligosaccharides (IMOs) from low-cost sweet potato starch (SPS). Effect of various reaction parameters on the steps of the synthesis process of IMOs was systematically investigated. The results show that Spezyme Xtra enzyme was the most suitable for the liquefaction step. The oligosaccharide components' contents, including G1–G10 and G2–G6, reached 73.95 ± 0.02% and 49.24 ± 3.19%, respectively, after liquefaction. The simultaneous saccharification and transglycosylation (SST) reaction of SPS followed the liquefaction after the α-amylase activity was deactivated. This reaction was simultaneously treated by β-amylase, pullulanase, and α-transglucosidase. The effect of various reaction parameters, consisting of solution pH, reaction temperature, enzyme dosage, and reaction time, on the SST reaction to synthesize IMOs from SPS was fully studied. The results showed that the highest concentration of IMOs (IG234) reached 68.85 ± 1.82 g/L at the optimal condition. The purification of pristine IMO was performed by adding Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus BE 134 yeast cells at the final step of the procedure. In particular, the SST reaction for the synthesis of IMOs from SPS shortened SST reaction time by three times compared with other three-step synthesis procedures of IMOs. These findings show that the SPS-derived IMOs can be applied as a novel and inexpensive prebiotic healthcare product for human gastrointestinal health, dieters, and diabetics.

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

Translated Description (Arabic)

طورت هذه الدراسة إجراءً بسيطًا من خطوتين لإنتاج إيزومالتوليغوساكاريدات (IMOs) من نشا البطاطا الحلوة منخفض التكلفة (SPS). تم التحقيق بشكل منهجي في تأثير معلمات التفاعل المختلفة على خطوات عملية تركيب IMOs. أظهرت النتائج أن إنزيم Spezyme Xtra كان الأنسب لخطوة التسييل. وصلت محتويات مكونات السكريات القليلة، بما في ذلك G1 - G10 و G2 - G6، إلى 73.95 ± 0.02 ٪ و 49.24 ± 3.19 ٪ على التوالي، بعد التسييل. تبع تفاعل التسكير ونقل الجليكوزيل المتزامن (SST) لـ SPS التسييل بعد إلغاء تنشيط نشاط α - amylase. تمت معالجة هذا التفاعل في وقت واحد بواسطة β - amylase و pullulanase و α - transglucosidase. تمت دراسة تأثير معلمات التفاعل المختلفة، التي تتكون من درجة حموضة المحلول، ودرجة حرارة التفاعل، وجرعة الإنزيم، ووقت التفاعل، على تفاعل SST لتوليف IMOs من SPS بشكل كامل. أظهرت النتائج أن أعلى تركيز لـ IMOs (IG234) وصل إلى 68.85 ± 1.82 جم/لتر في الحالة المثلى. تم إجراء تنقية IMO البكر عن طريق إضافة Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus BE 134 خلية خميرة في الخطوة الأخيرة من الإجراء. على وجه الخصوص، أدى رد فعل SST لتوليف IMOs من SPS إلى تقصير وقت رد فعل SST بثلاث مرات مقارنة بإجراءات التوليف الأخرى المكونة من ثلاث خطوات لـ IMOs. تظهر هذه النتائج أنه يمكن تطبيق IMOs المستمدة من SPS كمنتج رعاية صحية بريبيوتيك جديد وغير مكلف لصحة الجهاز الهضمي البشري وأخصائيي الحمية ومرضى السكري.

Translated Description (French)

Cette étude a mis au point une procédure simple en deux étapes pour produire des isomaltooligosaccharides (IMO) à partir d'amidon de patate douce (SPS) à faible coût. L'effet de divers paramètres de réaction sur les étapes du processus de synthèse des OMI a été systématiquement étudié. Les résultats montrent que l'enzyme Spezyme Xtra était la plus appropriée pour l'étape de liquéfaction. Les teneurs des composants oligosaccharidiques, y compris G1–G10 et G2–G6, ont atteint 73,95 ± 0,02% et 49,24 ± 3,19%, respectivement, après liquéfaction. La réaction simultanée de saccharification et de transglycosylation (SST) du SPS a suivi la liquéfaction après la désactivation de l'activité α-amylase. Cette réaction a été traitée simultanément par la β-amylase, la pullulanase et l'α-transglucosidase. L'effet de divers paramètres de réaction, comprenant le pH de la solution, la température de réaction, le dosage enzymatique et le temps de réaction, sur la réaction SST pour synthétiser les IMO à partir de SPS a été entièrement étudié. Les résultats ont montré que la concentration la plus élevée d'OMI (IG234) atteignait 68,85 ± 1,82 g/L à la condition optimale. La purification de l'IMO vierge a été réalisée en ajoutant des cellules de levure Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus BE 134 à l'étape finale de la procédure. En particulier, la réaction SST pour la synthèse des OMI à partir du SPS a réduit le temps de réaction SST de trois fois par rapport aux autres procédures de synthèse en trois étapes des OMI. Ces résultats montrent que les OMI dérivées du SPS peuvent être appliquées comme un nouveau produit de santé prébiotique peu coûteux pour la santé gastro-intestinale humaine, les personnes à la diète et les diabétiques.

Translated Description (Spanish)

Este estudio desarrolló un procedimiento simple de dos pasos para producir isomaltooligosacáridos (IMO) a partir de almidón de batata (SPS) de bajo costo. Se investigó sistemáticamente el efecto de varios parámetros de reacción en las etapas del proceso de síntesis de los OMI. Los resultados muestran que la enzima Spezyme Xtra fue la más adecuada para el paso de licuefacción. Los contenidos de los componentes oligosacáridos, incluyendo G1–G10 y G2–G6, alcanzaron 73.95 ± 0.02% y 49.24 ± 3.19%, respectivamente, después de la licuefacción. La reacción simultánea de sacarificación y transglicosilación (SST) de SPS siguió a la licuefacción después de que se desactivó la actividad de α-amilasa. Esta reacción se trató simultáneamente con β-amilasa, pululanasa y α-transglucosidasa. Se estudió completamente el efecto de varios parámetros de reacción, que consisten en el pH de la solución, la temperatura de reacción, la dosificación enzimática y el tiempo de reacción, en la reacción de SST para sintetizar IMO a partir de SPS. Los resultados mostraron que la concentración más alta de IMOs (IG234) alcanzó 68.85 ± 1.82 g/L en la condición óptima. La purificación de IMO prístino se realizó mediante la adición de células de levadura Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus BE 134 en el paso final del procedimiento. En particular, la reacción de SST para la síntesis de IMO a partir de SPS acortó el tiempo de reacción de SST en tres veces en comparación con otros procedimientos de síntesis de tres pasos de IMO. Estos hallazgos muestran que los IMO derivados de SPS se pueden aplicar como un producto de atención médica prebiótico novedoso y económico para la salud gastrointestinal humana, las personas que hacen dieta y los diabéticos.

Files

1987219.pdf.pdf

Files (15.8 kB)

⚠️ 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:f54a5087aa5b7a127640b8db8b81c071
15.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
توليف Isomaltooligosaccharides (IMOs) من نشا البطاطا الحلوة عن طريق التسكير المتزامن و Transglycosylation باستخدام Saccharomyces cerevisiae Var. diastaticus BE 134 لتحسين نقاء IMOs
Translated title (French)
Synthèse d'isomaltooligosaccharides (IMO) à partir d'amidon de patate douce par saccharification et transglycosylation simultanées à l'aide de Saccharomyces cerevisiae Var. diastaticus BE 134 pour améliorer la pureté des IMO
Translated title (Spanish)
Síntesis de isomaltooligosacáridos (IMO) a partir de almidón de batata mediante sacarificación y transglicosilación simultáneas utilizando Saccharomyces cerevisiae Var. diastaticus BE 134 para mejorar la pureza de los IMO

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3203263846
DOI
10.1155/2021/1987219

Is supplement to
https://openalex.org/W4376121136 (Other)
https://openalex.org/W4311230831 (Other)
https://openalex.org/W2945409783 (Other)
https://openalex.org/W2798183936 (Other)
https://openalex.org/W2793567917 (Other)
https://openalex.org/W2757037489 (Other)
https://openalex.org/W2426055195 (Other)
https://openalex.org/W2359811008 (Other)
https://openalex.org/W2009888395 (Other)
https://openalex.org/W1555017047 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1586856854
  • https://openalex.org/W1754438347
  • https://openalex.org/W1828273185
  • https://openalex.org/W1964022666
  • https://openalex.org/W1968834637
  • https://openalex.org/W1975359641
  • https://openalex.org/W1975595485
  • https://openalex.org/W1977791252
  • https://openalex.org/W1983759496
  • https://openalex.org/W2023234735
  • https://openalex.org/W2024797516
  • https://openalex.org/W2032495289
  • https://openalex.org/W2061403508
  • https://openalex.org/W2067887082
  • https://openalex.org/W2080590252
  • https://openalex.org/W2084605512
  • https://openalex.org/W2104817216
  • https://openalex.org/W2142786180
  • https://openalex.org/W2154400426
  • https://openalex.org/W2389904457
  • https://openalex.org/W2439275751
  • https://openalex.org/W2510691502
  • https://openalex.org/W2561698753
  • https://openalex.org/W2580571284
  • https://openalex.org/W2588990728
  • https://openalex.org/W2750213357
  • https://openalex.org/W2888618600
  • https://openalex.org/W2990718166
  • https://openalex.org/W3081853173
  • https://openalex.org/W3137309337
  • https://openalex.org/W3147921939
  • https://openalex.org/W4254171651
  • https://openalex.org/W52880383