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Currently, comes up the need to develop and produce modified starches that allow enhancing their applicability as additives in food industry. In this, the effect of biocatalysis time and type of drying (forced convection and vacuum drying) on the morphological, structural and pasting properties of enzymatically modified cassava starch granules was evaluated. The application of amyloglucosidase generated a degree of hydrolysis ranging between 35.87 and 41.02% equivalents of dextrose (ED), in addition, it caused significant changes in starch granules morphology. At structural level, modified starch reveals substantial changes with respect to control, where FT-IR spectra show the displacement of absorption bands by tension or bending in the region between 900 and 1100 cm-1 due to the breakdown of α-D-glucosidic bonds α-D-(1,4) or α-D-(1,6), increasing swelling, absorption and solubility in water properties. Likewise, significant changes are reported in pasting properties together with an increase in stability in techno-functional properties of hydrolyzed starches dried in vacuum., Actualmente surge la necesidad desarrollar y producir almidones modificados que permitan potenciar su aplicabilidad como aditivos en la industria alimentaria. En este se evaluó el efecto del tiempo de biocatálisis y tipo de secado (convección forzada y secado a vacío) sobre las propiedades morfológicas, estructurales y de empastamiento de gránulos de almidón de yuca modificados enzimáticamente. La aplicación de la amiloglucosidasa generó un grado de hidrólisis que oscila entre 35.87 y 41.02 % equivalentes de dextrosa (ED), además, provocó cambios significativos en la morfología de los gránulos de almidón. A nivel estructural, el almidón modificado revela cambios sustanciales con respecto al control, donde los espectros de FT-IR muestran el desplazamiento de bandas de absorción por tensión o flexión en la región entre 900 a 1100 cm-1 debido al rompimiento de uniones glucosídicas α-D-(1,4) o α-D-(1,6), aumentando las propiedades de hinchamiento, absorción y solubilidad en agua. Asimismo, se reportan cambios significativos en las propiedades de empastamiento junto con un incremento de estabilidad en las propiedades tecnofuncionales de los almidones hidrolizados secados a vacío.

The preparation of Cross-Linked Enzyme Aggregates (CLEAs) is a simple and cost-effective technique capable of generating insoluble biocatalysts with high volumetric activity and improved stability. The standard CLEA preparation consists of the aggregation of the enzyme and its further crosslinking, usually with glutaraldehyde. However, some enzymes have too low a content of surface lysine groups to permit effective crosslinking with glutaraldehyde, requiring co-aggregation with feeders rich in amino groups to aid the formation of CLEAs. The co-aggregation with magnetic particles makes their handling easier. In this work, CLEAs of a commercial amyloglucosidase (AMG) produced by Aspergillus niger were prepared by co-aggregation in the presence of polyethyleneimine (PEI) or starch with aminated magnetic nanoparticles (MNPs) or bovine serum albumin (BSA). First, CLEAs were prepared only with MNPs at different glutaraldehyde concentrations, yielding a recovered activity of around 20%. The addition of starch during the precipitation and crosslinking steps nearly doubled the recovered activity. Similar recovered activity (around 40%) was achieved when changing starch by PEI. Moreover, under the same conditions, AMG co-aggregated with BSA was also synthesized, yielding CLEAs with very similar recovered activity. Both CLEAs (co-aggregated with MNPs or BSA) were four times more stable than the soluble enzyme. These CLEAs were evaluated in the hydrolysis of starch at typical industrial conditions, achieving more than 95% starch-to-glucose conversion, measured as Dextrose Equivalent (DE). Moreover, both CLEAS could be reused for five cycles, maintaining a DE of around 90%. Although both CLEAs had good properties, magnetic CLEAs could be more attractive for industrial purposes because of their easy separation by an external magnetic field, avoiding the formation of clusters during the filtration or centrifugation recovery methods usually used.

Tesis por compendio, Starch is the major energy reserve in plants, extensively present in many food and non-food applications, and is one of the most abundant carbohydrates in human diet. In addition to starch native form currently used as a raw material for industrial applications, modified starches have become very attractive to develop numerous products that have greatly expanded starch use and utility. Enzymatic modifications are carried out to enhance starch functionality with the aim of overcoming technological constraints and to improve final product quality. Above all starches, corn starch is widely produced and consumed, and used as main ingredient to produce gluten-free products. This Thesis focuses to the study of the individual effect of three different enzymes, fungal alpha-amylase, amyloglucosidase and cyclodextrin glycosyltransferase, on the above sub-gelatinization temperature of corn starch, in order to modify its properties and extend its applications. Different analyses have been performed to improve the understanding of functional and structural changes promoted by the enzyme action. Moreover, corn starch modified with cyclodextrin glycosyltransferase was selected to investigate the glycemic response in mice. The presence/absence of hydrolysis products released from the enzyme catalytic activity and gelatinization properties were related to glycemic index. Enzymatically modified corn starch resulted in a diversity of functional starch granules that may be used in food applications for many purposes., El almidón es la principal fuente de reserva de energía en las plantas, está ampliamente presente en diversas aplicaciones alimentarias y no alimentarias, y constituye uno de los hidratos de carbono más abundantes en la dieta humana. Además del uso frecuente y clásico del almidón nativo como materia prima en la producción de alimentos, los almidones modificados han experimentado gran expansión en el desarrollo de numerosos productos debido a su carácter versátil. Las modificaciones enzimáticas se llevan a cabo para realzar la funcionalidad del almidón con objeto de soslayar las restricciones tecnológicas y mejorar la calidad del producto final. En concreto, el almidón de maíz ampliamente producido y consumido, es apropiado como ingrediente principal en la producción de alimentos libres de gluten. Esta Tesis aborda el estudio del efecto individual de tres diferentes enzimas, alfa-amylasa fúngica, amiloglucosidasa y ciclodextrina glucosiltransferasa, sobre la temperatura de sub-gelatinización del almidón de maíz. Se realizaron diferentes análisis para ampliar el conocimiento de los cambios estructurales y funcionales asociados a la acción de la enzima. Así mismo, se seleccionó el almidón de maíz modificado con ciclodextrina glucosiltransferasa para investigar la respuesta glicémica en ratones. El índice glicémico se relacionó con la ausencia/presencia de productos de hidrólisis liberados por la acción catalítica de la enzima y las propiedades de gelatinización. Los almidones de maíz enzimáticamente modificados presentaron alteraciones funcionales en los gránulos de almidón, lo que les confiere características de interés para diversos usos alimentarios., El midó és la principal font de reserva d'energia en les plantes, està àmpliament present en diverses aplicacions alimentàries i no alimentàries, i constitueix un dels hidrats de carboni més abundants en la dieta humana. A més de l'ús freqüent i clàssic del midó natiu com a matèria primera en la producció d'aliments, els midons modificats han experimentat gran expansió en el desenvolupament de nombrosos productes a causa del seu caràcter versàtil. Les modificacions enzimàtiques es duen a terme per a realçar la funcionalitat del midó a fi d'esbiaixar les restriccions tecnològiques i millorar la qualitat del producte final. En concret, el midó de dacsa àmpliament produït i consumit, és apropiat com a ingredient principal en la producció d'aliments lliures de gluten. Aquesta Tesi aborda l'estudi de l'efecte individual de tres diferents enzims, alfa-amylasa fúngica, amiloglucosidasa i ciclodextrina glucosiltransferasa, sobre la temperatura de sub-gelatinizació del midó de dacsa. Es van realitzar diferents anàlisi per a ampliar el coneixement dels canvis estructurals i funcionals associats a l'acció de l'enzim. Així mateix, es va seleccionar el midó de dacsa modificat amb ciclodextrina glucosiltransferasa per a investigar la resposta glicémica en ratolins. L'índex glicémic es va relacionar amb l'absència/presencia de productes d'hidròlisis alliberats per l'acció catalítica de l'enzim i les propietats de gelatinización. Els midons de dacsa enzimàticament modificats van presentar alteracions funcionals en els grànuls de midó, la qual cosa els confereix característiques d'interès per a diversos usos alimentaris.

Tesis por compendio, Starch is the major energy reserve in plants, extensively present in many food and non-food applications, and is one of the most abundant carbohydrates in human diet. In addition to starch native form currently used as a raw material for industrial applications, modified starches have become very attractive to develop numerous products that have greatly expanded starch use and utility. Enzymatic modifications are carried out to enhance starch functionality with the aim of overcoming technological constraints and to improve final product quality. Above all starches, corn starch is widely produced and consumed, and used as main ingredient to produce gluten-free products. This Thesis focuses to the study of the individual effect of three different enzymes, fungal alpha-amylase, amyloglucosidase and cyclodextrin glycosyltransferase, on the above sub-gelatinization temperature of corn starch, in order to modify its properties and extend its applications. Different analyses have been performed to improve the understanding of functional and structural changes promoted by the enzyme action. Moreover, corn starch modified with cyclodextrin glycosyltransferase was selected to investigate the glycemic response in mice. The presence/absence of hydrolysis products released from the enzyme catalytic activity and gelatinization properties were related to glycemic index. Enzymatically modified corn starch resulted in a diversity of functional starch granules that may be used in food applications for many purposes., El almidón es la principal fuente de reserva de energía en las plantas, está ampliamente presente en diversas aplicaciones alimentarias y no alimentarias, y constituye uno de los hidratos de carbono más abundantes en la dieta humana. Además del uso frecuente y clásico del almidón nativo como materia prima en la producción de alimentos, los almidones modificados han experimentado gran expansión en el desarrollo de numerosos productos debido a su carácter versátil. Las modificaciones enzimáticas se llevan a cabo para realzar la funcionalidad del almidón con objeto de soslayar las restricciones tecnológicas y mejorar la calidad del producto final. En concreto, el almidón de maíz ampliamente producido y consumido, es apropiado como ingrediente principal en la producción de alimentos libres de gluten. Esta Tesis aborda el estudio del efecto individual de tres diferentes enzimas, alfa-amylasa fúngica, amiloglucosidasa y ciclodextrina glucosiltransferasa, sobre la temperatura de sub-gelatinización del almidón de maíz. Se realizaron diferentes análisis para ampliar el conocimiento de los cambios estructurales y funcionales asociados a la acción de la enzima. Así mismo, se seleccionó el almidón de maíz modificado con ciclodextrina glucosiltransferasa para investigar la respuesta glicémica en ratones. El índice glicémico se relacionó con la ausencia/presencia de productos de hidrólisis liberados por la acción catalítica de la enzima y las propiedades de gelatinización. Los almidones de maíz enzimáticamente modificados presentaron alteraciones funcionales en los gránulos de almidón, lo que les confiere características de interés para diversos usos alimentarios., El midó és la principal font de reserva d'energia en les plantes, està àmpliament present en diverses aplicacions alimentàries i no alimentàries, i constitueix un dels hidrats de carboni més abundants en la dieta humana. A més de l'ús freqüent i clàssic del midó natiu com a matèria primera en la producció d'aliments, els midons modificats han experimentat gran expansió en el desenvolupament de nombrosos productes a causa del seu caràcter versàtil. Les modificacions enzimàtiques es duen a terme per a realçar la funcionalitat del midó a fi d'esbiaixar les restriccions tecnològiques i millorar la qualitat del producte final. En concret, el midó de dacsa àmpliament produït i consumit, és apropiat com a ingredient principal en la producció d'aliments lliures de gluten. Aquesta Tesi aborda l'estudi de l'efecte individual de tres diferents enzims, alfa-amylasa fúngica, amiloglucosidasa i ciclodextrina glucosiltransferasa, sobre la temperatura de sub-gelatinizació del midó de dacsa. Es van realitzar diferents anàlisi per a ampliar el coneixement dels canvis estructurals i funcionals associats a l'acció de l'enzim. Així mateix, es va seleccionar el midó de dacsa modificat amb ciclodextrina glucosiltransferasa per a investigar la resposta glicémica en ratolins. L'índex glicémic es va relacionar amb l'absència/presencia de productes d'hidròlisis alliberats per l'acció catalítica de l'enzim i les propietats de gelatinización. Els midons de dacsa enzimàticament modificats van presentar alteracions funcionals en els grànuls de midó, la qual cosa els confereix característiques d'interès per a diversos usos alimentaris.

Enzymes are used in baking as a useful tool for improving the processing behavior or properties of baked products. A number of enzymes have been proposed for improving specific volume, imparting softness, or extend the shelf life of breads, but scarce studies have been focused on bread crust. The aim of this study was to determine the use of amyloglucosidase for modulating the properties of the bread crust and increase its crispness. Increasing levels of enzyme were applied onto the surface of two different partially bake breads (thin and thick crust bread). Amyloglucosidase treatment affected significantly (P < 0.05) the color of the crust and decreased the moisture content and water activity of the crusts. Mechanical properties were modified by amyloglucosidase, namely increasing levels of enzyme promoted a decrease in the force (Fm) required for crust rupture and an increase in the number of fracture events (N wr) related to crispy products. Crust microstructure analysis confirmed that enzymatic treatment caused changes in the bread crust structure, leading to a disruption of the structure, by removing the starchy layer that covered the granules and increasing the number of voids, which agree with the texture fragility. © 2013 Springer Science+Business Media New York.

El pan es un alimento de gran consumo desde la antigüedad, obtenido de un proceso de panificación dinámico. Una de las innovaciones de mayor éxito en panificación ha sido el pan parcialmente cocido obtenido por la tecnología de panificación interrumpida que proporciona pan crujiente en cualquier momento del día. La crujibilidad es el atributo más demandado por los consumidores en el pan crujiente fresco. Desafortunadamente, la crujibilidad es percibida por corto tiempo después del horneado y la pérdida de ésta es uno de los atributos que causa rechazo en los consumidores. El objetivo de esta investigación fue la modulación de las propiedades físico-químicas y funcionales del pan mediante la aplicación de tratamientos de superficie con el fin de comprender las características de la corteza y el desarrollo de productos de pan con un valor agregado. Para abordar dicho objetivo se han realizado estudios para determinar el impacto de la adición de vapor, durante el horneado, sobre las propiedades mecánicas de la corteza y para evaluar la influencia de estas propiedades en los parámetros de calidad utilizando diferentes panes comerciales. Además se han realizado estudios para modular las propiedades de la corteza dirigidos a entender su microestructura y modificarla mediante tratamientos enzimáticos con amiloglucosidasa o con un recubrimiento funcional, con la finalidad de modificar la permeabilidad de la corteza u obtener panes probióticos. Los resultados mostraron que la cantidad de vapor utilizada durante la cocción (100, 200 y 400 ml) modificaron las propiedades físico-químicas y mecánicas así como la estructura de la corteza del pan. Los parámetros de calidad permitieron la diferenciación de variedades de pan parcialmente cocido, específicamente las propiedades mecánicas de la corteza junto con el volumen específico, dureza y estructura de la miga. Sin embargo, la textura de la corteza de pan fue significativamente dependiente de las condiciones de ensayo (velocidad

El pan es un alimento de gran consumo desde la antigüedad, obtenido de un proceso de panificación dinámico. Una de las innovaciones de mayor éxito en panificación ha sido el pan parcialmente cocido obtenido por la tecnología de panificación interrumpida que proporciona pan crujiente en cualquier momento del día. La crujibilidad es el atributo más demandado por los consumidores en el pan crujiente fresco. Desafortunadamente, la crujibilidad es percibida por corto tiempo después del horneado y la pérdida de ésta es uno de los atributos que causa rechazo en los consumidores. El objetivo de esta investigación fue la modulación de las propiedades físico-químicas y funcionales del pan mediante la aplicación de tratamientos de superficie con el fin de comprender las características de la corteza y el desarrollo de productos de pan con un valor agregado. Para abordar dicho objetivo se han realizado estudios para determinar el impacto de la adición de vapor, durante el horneado, sobre las propiedades mecánicas de la corteza y para evaluar la influencia de estas propiedades en los parámetros de calidad utilizando diferentes panes comerciales. Además se han realizado estudios para modular las propiedades de la corteza dirigidos a entender su microestructura y modificarla mediante tratamientos enzimáticos con amiloglucosidasa o con un recubrimiento funcional, con la finalidad de modificar la permeabilidad de la corteza u obtener panes probióticos. Los resultados mostraron que la cantidad de vapor utilizada durante la cocción (100, 200 y 400 ml) modificaron las propiedades físico-químicas y mecánicas así como la estructura de la corteza del pan. Los parámetros de calidad permitieron la diferenciación de variedades de pan parcialmente cocido, específicamente las propiedades mecánicas de la corteza junto con el volumen específico, dureza y estructura de la miga. Sin embargo, la textura de la corteza de pan fue significativamente dependiente de las condiciones de ensayo (velocidad

Immobilized amyloglucosidase was used as a chiral stationary phase (CSP). First, the retention and enantioselectivity of several model chiral amines and acids were investigated. We found that this CSP was unable to separate the enantiomers of acids, though all selected amines could be resolved. The adsorption of (R)- and (S)-propranolol and its influence on column temperature and 2-propanol content in the eluent were then studied in detail, using a three-step methodology. The adsorption was first evaluated using Scatchard plots; thereafter, the adsorption was characterized in detail by calculating the adsorption energy distribution. With this model-independent information, a better judgment could be made of the possible adsorption models selected in the last step, the model fitting to the data. In the case examined, the bi-Langmuir model (containing nonselective and enantioselective sites) describes the system well. The retention of (R)- and (S)-propranolol at low temperatures increases with the content of 2-propanol in the eluent, due to the increased saturation capacity of the enantioselective sites. The retention is an enthalpy-driven process at both types of sites, whereas the enantioseparation is due to differences between the entropy changes of the two enantiomers at the enantioselective sites. The enthalpy of adsorption at the nonselective sites is almost identical at the two concentrations of 2-propanol in the eluent. Enantioselective adsorption, on the other hand, is more exothermic at higher modifier content (20%). Thus, at high temperatures the retention decreases with increasing modifier content, whereas the opposite (unusual) trend is the case at low temperatures.

We succeeded in the immobilization of 190 mg of periodate oxidized glucoamylase per gram of macroporous polymer. The covalently immobilized enzyme had a specific activity of 1100 U/g. The temperature and pH optimum as well as kinetic parameters were determined. The immobilized enzyme was tested in different types of reactors for hydrolysis of concentrated maltose and starch hydrolysate syrups. The DE value of 98.6, obtained the immobilized enzyme, was slightly higher than that for the soluble form, when acting on 20% substrates.During continuous use in a packed bed reactor over a period of 4 weeks the immobilized enzyme produced 1300 kg of glucose per 1 L of reactor volume without any decrease in its activity.

We succeeded in the immobilization of 190 mg of periodate oxidized glucoamylase per gram of macroporous polymer. The covalently immobilized enzyme had a specific activity of 1100 U/g. The temperature and pH optimum as well as kinetic parameters were determined. The immobilized enzyme was tested in different types of reactors for hydrolysis of concentrated maltose and starch hydrolysate syrups. The DE value of 98.6, obtained the immobilized enzyme, was slightly higher than that for the soluble form, when acting on 20% substrates. During continuous use in a packed bed reactor over a period of 4 weeks the immobilized enzyme produced 1300 kg of glucose per 1 L of reactor volume without any decrease in its activity. (c) 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

We succeeded in the immobilization of 190 mg of periodate oxidized glucoamylase per gram of macroporous polymer. The covalently immobilized enzyme had a specific activity of 1100 U/g. The temperature and pH optimum as well as kinetic parameters were determined. The immobilized enzyme was tested in different types of reactors for hydrolysis of concentrated maltose and starch hydrolysate syrups. The DE value of 98.6, obtained the immobilized enzyme, was slightly higher than that for the soluble form, when acting on 20% substrates. During continuous use in a packed bed reactor over a period of 4 weeks the immobilized enzyme produced 1300 kg of glucose per 1 L of reactor volume without any decrease in its activity. (c) 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

We succeeded in the immobilization of 190 mg of periodate oxidized glucoamylase per gram of macroporous polymer. The covalently immobilized enzyme had a specific activity of 1100 U/g. The temperature and pH optimum as well as kinetic parameters were determined. The immobilized enzyme was tested in different types of reactors for hydrolysis of concentrated maltose and starch hydrolysate syrups. The DE value of 98.6, obtained the immobilized enzyme, was slightly higher than that for the soluble form, when acting on 20% substrates.During continuous use in a packed bed reactor over a period of 4 weeks the immobilized enzyme produced 1300 kg of glucose per 1 L of reactor volume without any decrease in its activity.