Effetto dell'impiego di enzimi sulla composizione e sulle proprietà tecnologiche di sciroppi di glucosio.​

Glucose syrup is part of a large family of liquid or solid mixtures of polysaccharides and oligosaccharides derived from corn or wheat starch, is obtained from enzymatic or chemical starch hydrolysis prior its gelatinization. It is used as sweetener, nutritional component or texture agent. This work comes from the need for Sedamyl (an agro-industry producing both liquid and dried glucose syrups) to study the composition and the technological properties comparison between the glucose syrup obtained by using two different α-amylasic enzymes derived from Bacillus licheniformis, added during the starch liquefaction phase. In the wake of company's choices, actually a new non-GMO derived enzyme has been introduced in exchange for the previous GMO derived. The aim of the comparison between the first and the second enzyme is to understand if, using non-GMO, there are some changes not only in composition, but also in technological properties that can have an impact on the final product and mid stages of the process. The survey started by making liquefactions of starch milk, adding the two different enzymes and varying concentration and time parameters. Afterward samples of liquid and dried glucose syrup with two different DE (DE31 e DE43) obtained from the liquefaction of these syrups with enzyme OMG and non-OMG, sugar composition, viscosity and glass transaction temperature (Tg) have been analysed. From the curves derived from liquefactions it appears that, despite the non-OMG kinetic is slower, implementing liquefaction time, it ends up being stable as OMG one, reaching the same degree of hydrolysis. Analysis done on liquid glucose syrup DE31, show a difference in terms of chemical composition, that could explains the need to reduce the rate of production. Taking into consideration thermical analyisis both syrup obtained a heating curve and a cooling curve. The use of non-OMG enzyme determines a greater stickiness than the OMG one during drying phase, probably due to differences on Tg, that could determines problems during grinding phase. In conclusion the company is inclined to introducing definitively the non-GMO in the process of liquefaction. In the final product there aren't any differences on the chemical composition and the technical requirements are satisfied; costs due to purchase of enzyme, changes and process control (on time and temperature), are balanced by benefits thanks to the removal of GMO enzymes.

Lo sciroppo di glucosio fa parte di una famiglia di miscele liquide o solide di carboidrati derivati principalmente dall'amido di mais o di frumento attraverso un processo di idrolisi enzimatica o chimica. Viene usato dalle industrie alimentari come agente testurizzante o dolcificante in funzione del suo grado di idrolisi. Il progetto di tesi è nato dalla necessità della ditta Sedamyl s.p.a. (produttrice di sciroppi di glucosio a partire dal frumento) di voler confrontare la composizione e le proprietà tecnologiche di sciroppi di glucosio ottenuti utilizzando due differenti enzimi α-amilasici derivanti da Bacillus licheniformis, aggiunti nella fase di liquefazione dell'amido. Tale confronto è nato in seguito alla scelta aziendale di utilizzare un enzima non OGM. Lo scopo era quello di comprendere se, utilizzando l'enzima non OGM, si modificassero, da un lato, la composizione chimica dello sciroppo stesso e dall'altro le sue proprietà tecnologiche in termini di viscosità e di cristallizzazione in fase di essicazione. Nella prima fase, a livello di laboratorio, sono state studiate le cinetiche di liquefazione in funzione della concentrazione di enzima, della temperatura di liquefazione e del tempo al fine di valutare i diversi comportamenti dei due enzimi. Successivamente, a livello industriale, sono stati messi in atto due processi di idrolisi al fine di ottenere da un lato uno sciroppo di tipo 1 (DE31) utilizzato per incrementare la texture dei prodotti in cui viene impiegato e uno sciroppo di tipo 2 (DE43) utilizzato non solo per cambiare la struttura del prodotto ma anche per dolcificarlo in parte. I quattro sciroppi così ottenuti sono stati confrontati fra loro per quanto concerne la viscosità e la diversa composizione chimica in termini di zuccheri e polisaccaridi. Gli sciroppi liquidi sono stati quindi sottoposti ad un processo di disidratazione per produrre sciroppo di glucosio disidratato. I campioni così ottenuti sono stati confrontati nuovamente per il loro spettro zuccherino nonché per il comportamento in fase di transazione vetrosa. Dai risultati ottenuti si è visto che lo sciroppo non OGM è caratterizzato da una cinetica di liquefazione più lenta rispetto allo sciroppo OGM quindi a livello aziendale richiederebbe tempi di processo più lunghi. Dalla applicazione industriale dei due enzimi sebbene si raggiunga lo stesso grado di destrosio equivalente, la composizione chimica dei due sciroppi in termini di classi di zuccheri o polisaccaridi cambia negli sciroppi di tipo 1 (DE31); tale differenza chimica determina una modificazione di viscosità che può spiegare la necessità di rallentare la produzione quando si producono sciroppi essiccati a basso DE. Infine analizzando gli sciroppi disidratati si è osservato un differente comportamento in fase di raffreddamento e di successivo riscaldamento. In modo particolare l'impiego dell'enzima non OGM determina una maggiore collosità dello sciroppo in fase di essicazione dovuto probabilmente a una differente temperatura di transazione vetrosa che potrebbe determinare dei problemi in fase di macinazione dell'essiccato. In conclusione, l'azienda è propensa ad introdurre definitivamente l'enzima non OGM nella fase di liquefazione. I nuovi sciroppi rispondono alle specifiche di prodotto dell'azienda, i costi derivanti dall'acquisto dell'enzima, dalle modifiche e dal controllo di processo risultano bilanciati dai benefici derivanti dall'eliminazione di enzimi OGM.