焼き芋の熟成は70℃だった(甘さだけ〜あとはペクチン)

Thermal Stability of -Amylase Activity and Sugar Profile of Sweet-Potato Varieties during Processing

 

サツマイモの根は、食品用途のβ-アミラーゼの優れた供給源です。 β-アミラーゼは、可溶性デンプンの糖への変換を触媒し、したがって、加工されたサツマイモ製品の遊離糖組成と甘味を増加させます。この研究は、温度、時間、およびそれらの相互作用がβ-アミラーゼの熱安定性およびサツマイモの根の糖プロファイルに及ぼす影響を調べるために行われました。さらに、温度、時間、遺伝子型、およびβ-アミラーゼの相互作用の変動率を評価しました。温度、遺伝子型、時間、および遺伝子型x温度-相互作用は、それぞれ変動の50%、26%、11%、および8%を占めました。温度と加熱時間の増加は一般に、β-アミラーゼ活性を低下させ、マルトース形成を促進しました。サツマイモの根を最大75°Cまで加熱すると、テンパリングされた製品のデンプン変換と遊離糖形成に必要な内因性アミラーゼの割合が比較的高くなります。 Santom Ponaの比較的高いβ-デンプン分解の可能性により、Santom Pona醸造所および砂糖シロップ産業に適した原料になります。

 

前書き
アミラーゼは、サツマイモの根の加工と食味にとって根本的に重要です[1,2]。文献には、サツマイモの根におけるアミラーゼの存在と役割に関する情報が豊富にあります[1,3,4]
サツマイモの根には、3つの主要なタイプのアミラーゼがあります。
α-
アミラーゼ、β-アミラーゼおよびデンプンホスホリラーゼ。しかし、β-アミラーゼは最も豊富で[5,6]、処理中に重要です[7]ソルガムビールの麦汁抽出物を増加させるために、β-アミロース分解活性の高いサツマイモ粉が使用されています[8]。無傷の根での天然アミラーゼの利用には、根を加熱して澱粉画分を糊化し、澱粉分解のためにアミラーゼを活性化してマルトースにし、デキストリンを制限することが含まれます[4,9,10]。サツマイモを急速に70°Cに加熱することが、デンプンの変換とその後のエタノール生産に最適な場合があります[6]
さまざまなマルトース含有量のサツマイモ6系統のβ-アミラーゼ活性に対する温度の影響が調査され報告されています[6]。しかし、温度、時間、特にβ-アミラーゼ活性との相互作用のパーセンテージの変動性は完全には調査されていません。
したがって、この現在の研究では、加熱時間、ショ糖を含む主要な糖の濃度、生根の主要な糖、および4つの加工中の相互作用の影響を調査しようとしました。
さまざまなサツマイモの品種。
糖形成における比較的高い温度でのα-アミラーゼの存在および相乗効果も調査した。そのような情報は、サツマイモの根の加工中の遊離糖組成の制御に役立ちます。
方法論

実験計画
3
つの複製を含む要因計画が、すべての
実験的実行。
主な要因は、遺伝子型、温度、
加熱時間。測定された変数には、β-アミラーゼ活性、α-
アミラーゼ活性と糖(スクロース、マルトース、グルコース、フルクトース)。
実験レベルは、遺伝子型、温度、時間についてそれぞれ434でした。
材料
4
つのサツマイモの品種、すなわち、リグリ、サントムポナ、ハイスターチ、およびアポムデンは、さまざまな乾物含量、および収量(表1)でした
ガーナのフメスアにある科学産業研究評議会(CSIR-作物研究所(CRI)から提供されます。
彼らは実験で植えられました
ガーナのボルタ地域のオハウにあるCRIのフィールド。
敷地は沿岸のサバンナの農業生態ゾーン内にあります。
根は4か月で収穫され、分析の前に1週間、室内条件(25-27°C)で保管されました。

 

サーマル
 4
つのサツマイモ品種におけるβ-アミラーゼ活性の安定性率現在の研究でプロファイルされた4つのサツマイモ品種におけるβ-アミラーゼ活性の熱安定性率を図1に示します(ABC)。温度と時間の併用治療は、一般的にすべての品種のβ-アミラーゼ活性にマイナスの影響を及ぼしました。活動は、温度と加熱時間が増加すると一般に減少しました。
効果は75°C85°Cでより長い保持時間(40分)でより大きく、すべての品種がほぼすべてのβ-アミラーゼ活性を失いました。
β-
アミラーゼ活性は、保持時間を通して65℃で比較的安定でした。しかし、65℃での加熱レジームの開始時に、品種間で大きな変動が観察されました。 Santom PonaLigriの品種は最高のアミラーゼ活性を示し、ApomudenHi-Starchはそれぞれ中程度と最低の活性を示しました。
違いは、40分間の加熱後に第1ランクから第2ランクに低下するLigriを除き、加熱時間を通して維持されました。
高いアミラーゼの可能性と保持率
Santom Pona
は、食品の優れた代替アミラーゼ供給源です
比較的穏やかな処理温度を使用するアプリケーション。 75℃では、すべての品種でベータアミラーゼ活性は時間とともに着実に減少しました。 Hi-Starchはその活動を完全に失いましたが、ApomudenLigri、およびSantom Ponaは活動の30%〜50%を保持しました。
20
分間加熱した後。すべての品種は、40分の加熱後にほとんどの活動を失いました。 85°Cでの加熱開始時に、ベータアミラーゼ活性は大幅に低下しました(500 U / g未満)。アポムデンとリグリだけがいくらかの活動を保持し、それぞれ10分と20分活動を維持しました。 Santom PonaおよびHi-Starch品種の活動は、85°C処理の開始時でも検出されませんでした。この研究から、リグリとアポムデンは85℃でもある程度の活性を保持しているため、マッシングおよび液化プロセス中の高温に耐えることができます。糊化の速度を決定するステップである糊化は、60°C以上の温度で行われることに注意する必要があります18,21。したがって、醸造およびシロップ生産用に選択された原料には、加熱中に高いアミラーゼ活性を保持する能力が必要です。

 

温度、遺伝子型、およびサツマイモの根の糖プロファイルに対する相互作用の変動温度、遺伝子型、およびそれらの相互作用が加熱中のサツマイモの根の糖プロファイル(スクロース、マルトース、グルコースおよびフルクトース)に及ぼす影響を表3に示します。が最も強く、それぞれグルコース、フルクトース、およびスクロース含有量で観察された分散の99.71%、99.01、および97.84%を占めました。
最も低い効果はマルトースで記録された(54.89%)。逆に、
温度の影響はマルトース(31.56%)の形成で最も高かった。
残りの糖は、温度に起因する分散の1.50%未満でした。
さらに、相互作用効果は、マルトース含有量が最も高く(13.56%)、フルクトースが最小でした(0.27%)。ショ糖と果糖はそれぞれ1.08%と0.83%を記録しました。

結果は、マルトース含有量を除いて、サツマイモの糖は品種のゲノム構造によって大きく決定され、加熱中の温度に実質的に反応しないことを示しています。
したがって、これらの糖(ショ糖、ブドウ糖、果糖)の最終濃度は、サツマイモの根の加工中の初期濃度に少なくとも97%比例します。加熱後のそれらの濃度は、この研究の前に広く調査されていませんが、内生糖(スクロースグルコース、およびフルクトース)の変動は、調理後に最小であると報告されています[13-16]
ジュエルサツマイモ品種のフルクトース、グルコース、およびスクロースのレベルは、ベーキング温度20の影響を受けませんでした。マルトース含有量の変動は、広く調査されてきました[9,13,14,16]。その理由は温度の上昇に大きく起因しており、これは根に見られる天然アミラーゼの加水分解能力を活性化し、最終製品のマルトース含有量を増加させます[4,15]
4
つのサツマイモ品種の糖プロファイルに対する温度の影響加熱中の4つのサツマイモ品種の糖プロファイルの変化を図2および3に示します。SantomPonaのマルトース含有量は75°C後に大幅に増加し始めました。
検出されたベータアミラーゼ活性の存在と安定性
最初はマルトース含有量の変動を説明しました。それでも、β-アミラーゼの最適温度は75°Cを下回ることに注意してください。したがって、高温でのマルトース含有量の違いは、α-アミラーゼの活性による可能性があります[6,17]71°Cの最適温度で比較的熱安定性のあるアルファアミラーゼは、澱粉を急速に低分子量デキストリンに分解し、同時にβ-アミラーゼによってマルトースに加水分解されます[5,18]
したがって、α-アミラーゼ活性の熱安定性は、その存在と相乗効果への寄与を確認するために評価されました。
糖形成におけるβ-アミラーゼ。
その結果、サツマイモの品種にもα-アミラーゼが含まれていることが明らかになりました(図4)。
アルファアミラーゼ活性は、65°Cから75°Cに増加し、85°Cではすべての品種で低下しました。アポムデンとハイスターチは65°Cで最高の活性を示し、サントムポナは最低でした。
しかし、リグリを除いて、75°Cの品種間で活動に大きな違いはありませんでした。 Ligri75°C90 U / gの最高の活性を示し、85°Cでも75%の活性を保持しました。 α-アミラーゼは、β-アミラーゼ(65°C)よりも最適温度(75°C)が高く、加工中に比較的高温でデンプン分子を分解する能力を示しました。したがって、この研究におけるマルトース含有量の変動は、α-アミラーゼとβ-アミラーゼの両方の加水分解活性に起因していました。

結論
この研究の結果は、サツマイモの根におけるβ-アミラーゼの安定性と加水分解力が、品種の遺伝的組成、温度、加熱期間、アミラーゼと加工条件の相互作用によって大きく影響を受けることを確立しています。
マルトを除いて、糖の最終濃度は初期レベルに実質的に正比例していました。ショ糖は、85℃まで加熱した後も主要な糖のままでしたが、マルトース含有量は大幅に増加しました。
サツマイモ品種はかなりの量のα-アミラーゼを含んでおり、その存在により、高温でのデンプンのマルトースへの変換が促進された可能性があります。