Enzymatic purification of glucomannan from Amorphophallus oncophyllus using α-Amylase / Purificação enzimática de glucomanan de amorphophallus oncophyllus usando α -amilasas

ABSTRACT

The international standards for top glucomannan flour require a minimum of 70% glucomannan. The glucomannan content of Amorphophallus oncophyllus flour was approximately 60%, with starch as the major impurity. Elimination of starch was expected to increase the purity of glucomannan. The purpose of this research was to study starch hydrolysis of the flour using α-amylase. Temperature (35.5-84.5oC), time (0.4-3.6 h) and pH (2.2-8.8) of hydrolysis were selected as independent variables. A central composite design of response surface methodology (RSM) was performed to obtain the optimum condition. This approach was a novelty of this enzymatic purification of A. oncophyllus. Glucomannan content, starch content, and solubility were chosen as the response variables. The models were reliable for predicting the responses (R2≥ 0.771). It was predicted that the highest glucomannan content (93.0%) obtained at the lowest starch content (1.14%), which hydrolysed at pH 6.17, 84.5oC and 3.6 h. Prior the verification of the optimum hydrolysed condition from the model, the glucomannan and starch content was 81.59% and 2.27%, respectively. After purification, the absorbance of the ß-1,4 glycosidic bond increased as a sign of higher glucomannan purity. A less rough surface and irregular shape of the grain morphology was observed after purification.

RESUMO

Os padrões internacionais para a farinha de alta calidade de glucomanan requerem um mínimo de 70% de glucomanan. O conteúdo de glucomanano da farinha de Amorphophallus oncophyllus foi de aproximadamente 60%, com o amido como a maior impureza. Esperava-se que a eliminação do amido aumentasse a pureza do glucomanan. O objetivo desta pesquisa foi estudar a hidrólise do amido da farinha usando α-amilase. A temperature (35,5-84,5oC), o tempo (0,4-3,6 h) e o pH (2,2-8,8) da hidrólise foram selecionados como variáveis independentes. Um desenho central composto pertencente á metodologia da superfície de resposta (MSR) foi realizado para obter a condição ótima. Esta abordagem foi uma novidade desta purificação enzimática de A. oncophyllus. O conteúdo de glucomanan, conteúdo de amido e solubilidade foram escolhidos como as respostas. Os modelos foram confiáveis para predizer as respostas (R2≥ 0,771). Os modelos indicaram que o maior conteúdo de glucomanan (93,0%) foram obtidos no menor conteúdo de amido (1,14%),que hidrolisou a um pH 6,17, 84,5ºC e 3,6 h. Antes da verificação da condição hidrolisada ótima do modelo, o conteúdo de glucomanan e amido foi de 81,59% e 2,27%, respectivamente. Após a purificação, a absorbância da ligação ß-1,4 glicosídica aumentou com um sinal de maior pureza de glucomanan. Uma superfície mais lisa e forma irregular da morfologia do grão foi observada após a purificação.