Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60916
Title: Starch modification using starch branching enzymes from cassava manihot esculenta crantz
Other Titles: การดัดแปรแป้งด้วยสตาร์ชบรานชิงเอนไซม์จากมันสำปะหลัง Manihot esculenta Crantz
Authors: Suchada Rakphung
Advisors: Tipaporn Limpaseni
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Issue Date: 2014
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Starch branching enzymes (SBE) is a member of the α-amylase family. SBE, an α-1,4-glucan-6-glucosyltransferase (EC 2.4.1.18), introduces branch points in the  amylose and amylopectin molecules by hydrolysis of α-1,4-glucan chain from the non-reducing end and catalyzes the formation of an α-1,6 cross linkage between the reducing end of the cleaved chain and a glucose residue on the same oligosaccharide chain. In our laboratory, a few cassava starch metabolizing enzymes have been isolated and their genes were cloned. One of the enzymes was SBE cloned from cassava sbe genes. In this research work, two recombinant SBEs, SBERI and SBERII, were expressed and purified. The purified recombinant SBEs were used to modify cassava starch, amylose and amylopectin. SBERI and SBERII were incubated with cassava starch, amylose and amylopectin. The products were identified by HPAEC-PAD technique on a carbopac PA-1 and PA-100 columns. Optimum condition for SBERI activity on cassava starch was 37oC, 15 units of activity, 10% (w/v) of cassava starch and 12 hours incubation time while SBERII showed optimum activity at the same condition but at 3 hours incubation time. When substrate was changed to amylose or amylopectin, SBERI showed activity towards amylose but not amylopectin and the optimum conditions was 37oC, 10 units activity, 2% (w/v) of amylose and 12 hours incubation time. SBERII was active to only amylopectin and the optimum conditions for SBERII activity was 37oC, 10 units activity, 2% (w/v) of amylopectin and 3 hours incubation time. At the determined optimum conditions, analysis of side chain distribution on PA-1 showed that the starch modified by SBERI and SBERII contained higher branches than unmodified substrates and SBERII also yielded medium rings cycloamyloses when analyzed with PA-100 column on HPAEC-PAD. Characterization of the physical properties of the modified product of cassava starch, amylose and amylopectin showed low retrogradation, high thermo reversibility and low freeze-thaw stability.
Other Abstract: โซ่กิ่งในแอมิโลเพกติน ถูกสร้างจากเอนไซม์สร้างโซ่กิ่ง (starch branching enzyme : α-1,4-glucan-6-glucosyltransferase, EC 2.4.1.18)  เอนไซม์สร้างโซ่กิ่งอยู่ในกลุ่มของ α-amylase มีหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์ แอมิโลเพกติน โดยการสลาย แอลฟา 1,4-กลูแคน แล้วนำไปเชื่อมกับกลูโคสด้วยพันธะ แอลฟา 1,6 ไกลโคซิดิกที่ด้านปลายรีดิวซ์ของกลูโคสในสายออลิโกแซ็กคาไรด์เดียวกัน ในงานวิจัยของหน่วย มีการโคลนยีน  sbe จากมันสำปะหลังได้เป็นรีคอมบิแนนท์เอนไซม์ของเอนไซม์สร้างโซ่กิ่งคือ SBERI และ SBERII  ในการศึกษานี้ได้ทำการแสดงออก SBERI  และ SBERII และทำให้บริสุทธิ์ จากนั้นนำมาดัดแปรแป้งมันสำปะหลัง, แอมิโลส และแอมิโลเพกติน และตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่ได้ด้วย HPAEC-PAD โดยใช้คอลัมน์ carbopac PA-1 และ  PA-100 พบว่าภาวะที่เหมาะสมที่จะให้ผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดในการดัดแปรแป้งมันสำปะหลัง คือ อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส, เอนไซม์ 15 ยูนิต, ความเข้มข้นแป้งมันสำปะหลัง 10% (w/v) โดย SBERI ใช้เวลาบ่ม 12 ชั่วโมง ในขณะที่ SBERII ใช้เวลาบ่ม 3 ชั่วโมง เมื่อใช้เอนไซม์ทั้งสองดัดแปรแอมิโลส และแอมิโลเพกติน พบว่า SBERI สามารถดัดแปรแอมิโลสได้ผลิตภัณฑ์ที่ 37 องศาเซลเซียส โดยใช้แอมิโลส 2% (w/v) SBERI 10 ยูนิต เวลาบ่ม 12 ชั่วโมง ในขณะที่ SBERII สามารถดัดแปรแอมิโลเพกติน โดยใช้ความเข้มข้น 2% (w/v) ที่ 37 องศาเซลเซียส ใช้เอนไซม์ 10 ยูนิต และเวลาบ่ม 3 ชั่วโมง และผลการวิเคราะห์การกระจายตัวของสายกิ่งแอมิโลเพกติน ในแป้งด้วยคอลัมน์ carbopac PA-1 พบว่ามีปริมาณกิ่งที่มากขึ้นเมื่อเทียบกับแป้งที่ไม่ได้ผ่านการดัดแปร และพบไซโคลแอมิโลสขนาด 9-25 DP ในผลิตภัณฑ์ที่ได้จาก SBERII เมื่อวิเคราะห์ด้วยคอลัมน์ carbopac PA-100 เมื่อนำผลิตภัณฑ์ที่ดัดแปรมาวิเคราะห์สมบัติต่างๆ พบว่าค่าพลังงานที่ใช้ในการสลายผลึกแอมิโลเพกตินลดลง  และมีสมบัติที่สามารถเปลี่ยนสถานะกลับไปกลับมาระหว่างของแข็งและของเหลวเมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิจากต่ำไปสูงได้ แต่มีค่าความคงทนต่อการแช่เยือกแข็งและการละลายต่ำ 
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2014
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Biotechnology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60916
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5472262723.pdf2.68 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.