Cyclodextrin production from rice starch

การผลิตไซโคลเดกซ์ทรินจากแป้งข้าวเจ้า

Name: Tipsupar Malai

ThaSH: Cyclodextrins

ThaSH: Rice flour

ThaSH: Starch

Abstract: Aims at the developement of efficient cyclodextrin production from rice starch. The result demonstrated that pretreatment of rice starch with the enzyme alpha-amylase was necessary for high cyclodextrin yield. Appropriate conditions were 10 g% of rice starch treated with 0.1% alpha-amylase at 50ํC for 15 minutes. The pretreated starch was subsequently used for cyclodextrin production by the action of the enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) from Bacillus sp. A 11. With the use of complexing agent, cyclohexane, which was selected as the solvent of choice, the production yield of cyclodextrins was twice of that without complexing agent. The optimum conditions were pretreated starch incubated with CGTase (25 Units/g starch) and cyclohexane (5%, v/v) for 18 hours. Furthermore, preference production of certain cyclodextrin could be achieved by varying the concentration of rice starch or CGtTase used. Less than 5 g% starch and more than 200 Units CGTase/g starch mainly yielded alpha-CD, while 10-30 g% starch and less than 200 Units CGTase/g starch resulted in beta-CD as the major product. Besides cyclodextrins, some non-cyclic (linear) oligosaccharides were also detected in the reaction products, as analyzed by HPLC. Those overlapped with CD peaks were maltotetraose (G4), maltopentaose (G5), maltohexaose (G6). Amyloglucosidase and beta-amylase were used in the attempt to differentiate the linear from the cyclic oligosaccharides. It was found that beta-amylase (20 Units, 1 hr, 25ํC) completely digested linear oligosaccharides (G4-G6) without destroying the cyclodextrin products. By using cyclohexane in the production of cyclodextrins, the crude beta-CD obtained was 42 g% which constituted for most of the CDs (total CDs was 44 g%). If purer beta-CD is preferred, beta-amylase treatment which yielded 34 g% beta-CD (80% recovery) and crystallization at 4C were performed. By the 1st crystallization, the beta-CD crystals obtained was about 12 g% (28% recovery, 95% purity)

Abstract: จากการศึกษาการผลิตไซโคลเดกซ์ทริน (CD) จากแป้งข้าวเจ้า พบว่าการเตรียมสับสเตรทแป้งด้วยเอนไซม์ alpha-amalyse ทำให้ได้สับสเตรทที่มีความเหมาะสมต่อการผลิตไซโคลเดกซ์ทริน โดยสภาวะในการเตรียมสับสเตรทคือ แป้งข้าวเจ้า (10 g%) ย่อยด้วย alpha-amylase (0.1%, w/v) ที่อุณหภูมิ 50ํC เป็นเวลา 15 นาที หลังจากหยุดปฏิกิริยาของ alpha-amylase โดยการต้ม สับสเตรทแป้งที่ได้จะนำไปใช้ในการผลิตไซโคลเดกซ์ทริน โดยบ่มกับเอนไซม์ไซโคลเดกซ์ทรินไกลโคซิลทรานสเฟอเรส (CGTase) จาก Bacillus sp. A 11 ซึ่งในขั้นตอนการผลิตได้ ศึกษาการใช้คอมเพล็กซิงเอเจนต์ (complexing agent) ร่วมในการผลิตด้วย โดยพบว่าระบบที่ใช้คอมเพล็กซิงเอเจนต์ชนิดเดียวได้ผลดีกว่าระบบที่ใช้คอมเพ ล็กซิงเอเจนต์ 2 ชนิด และพบว่าไซโคลเฮกเซนเป็นสารที่มีความเหมาะสมที่สุด เมื่อพิจารณาจากผลิตภัณฑ์ที่ได้ คือไซโคลเฮกเซนช่วยเพิ่มผลผลิตไซโคลเดกซ์ทรินประมาณ 2 เท่า และพบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตคือ แป้งที่ผ่านการเตรียมแล้วบ่มกับเอนไซม์ CGTase (25 Units/g starch) และไซโคลเฮกเซน (5%, v/v) เป็นเวลา 18 ชั่วโมง นอกจากนี้ยังพบว่าสามารถเลือกผลิตไซโคลเดกซ์ทรินต่างชนิดได้ โดยการแปรผันความเข้มข้นของสับสเตรทแป้ง หรือความเข้มข้นของเอนไซม์ CGTase โดยสับสเตรทแป้ง (<5 g%) และเอนไซม์ CGTase (>200 Units/g starch) จะให้ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็น alpha-CD ขณะที่สับสเตรทแป้ง (10-30 g%) และเอนไซม์ CGTase (<200 Units/g starch) จะให้ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็น beta-CD จากการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่ได้ด้วยเทคนิคโครมาโตกราฟีของเหลวระบบความดัน สูง (HPLC) พบว่ามีโอลิโกแซคคาไรด์สายตรงได้แก่มอลโตเตตระโอส (G4), มอลโตเพนตะโอส (G5), มอลโตเฮกซะโอส (G6) ปนอยู่กับพีคของ CDs จึงได้ศึกษาการกำจัด โดยใช้เอนไซม์ amyloglucosidase หรือ bata-amylase จากการทดลองพบว่า beta-amylase (20 Units, 1 hr, 25ํC) สามารถย่อย G4-G6 ได้หมดโดยไม่ทำลายผลิตภัณฑ์ไซโคลเตกซ์ทรินทั้ง3 ชนิด จากการใช้สภาวะที่เหมาะสมดังกล่าวในการผลิตไซโคลเดกซ์ทรินจากแป้งข้าวเจ้า และไซโคลเฮกเซนเป็นคอมเพล็กซิงเอเจนต์ จะได้ beta-CD 42 g% หลังจากย่อยโอลิโกแซคคาไรด์สายตรวด้วย beta-amylase จะได้ beta-CD 34 g% (80% recovery) และหลังจากผ่านการตกผลึกพบว่าการตกผลึกเพียงครั้งเดียวก็สามารถแยก beta-CD ที่บริสุทธิ์ได้ 12 g% (28 % recovery, 95 % purity)

Chulalongkorn University. Center of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Piamsook Pongsawasdi

Role: Advisor

Created: 1995

Modified: 2554-01-06

Issued: 2011-01-05

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9746322184

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Biotechnology

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	tipsupar_m.pdf	10.66 MB

ใช้เวลา

0.034566 วินาที