Optimization of the release of the glycosylated reserve of aroma from fruits by enzymatic treatment for a process adapted to the processing of strawberry and apricot
Optimiser la libération de la réserve aromatique glycosylée des fruits par voie enzymatique pour un procédé adapté à la transformation de la fraise et de l’abricot
Résumé
A new method has been developped to quantify and compare the initial volatile compounds and the aromatic reserve of strawberry and apricot. Strawberries used in industry have a higher reserve than other strawberries.
After a selection of parent glucosidases for directed evolution by L-ShufflingTM, 5 mutants were preselected and characterized to determine which ones are most suitable for application on strawberry and apricot. Two enzymes were selected for use in the process: E4177 for its higher tolerance to sugars than commercial glucosidase AR2000 and E4179 for its higher specific activity in strawberry than that of AR2000.
Two experimental designs were used to quantify the interactions between pH, Brix and temperature and between glucose, fructose and sucrose concentrations. A predictive tool was created indicating if modeled enzyme is adapted for the use on a new fruit by simple measures of its pH, Brix, concentration in sugars and the desired temperature of incubation.
The first pilot-scale strawberry puree trials were not satisfactory. Kinetic studies have shown a latency before the start of release of volatile compounds from strawberry glycosides. An enzyme treatment at 10 g / kg instead of 1 g / kg eliminated this latency. Work on the concentration of enzymes is therefore possible to increase the activity used without changing the mass of enzymatic solution added.
Une nouvelle méthode a été mise au point pour quantifier et comparer les composés volatils initiaux et la réserve aromatique de la fraise ainsi que de l’abricot. Les fraises utilisées en industrie ont une réserve plus élevée que les fraises de bouches.
Après sélection de glucosidases parents pour l’évolution dirigée par L-ShufflingTM, 5 mutants ont été présélectionnés et caractérisés pour déterminer ceux qui sont les plus adaptés à une application sur fraise et abricot. Deux enzymes ont été sélectionnées : E4177 pour sa tolérance aux sucres supérieure à celle de la glucosidase commerciale AR2000 et E4179 pour son activité spécifique en milieu fraise supérieure à celle de l’AR2000.
Deux plans d’expérience ont été élaborés pour identifier les interactions entre pH, Brix et température et entre les concentrations en glucose, fructose et saccharose. L’exploitation quantitative de ces plans d’expérience indique si l’enzyme modélisée est adaptée pour l’utilisation avec un autre fruit de pH, Brix et composition en sucres connus, et de la température d’incubation souhaitée.
Les premiers essais sur purée de fraises à l’échelle pilote de laboratoire n’étaient pas satisfaisants. Des études cinétiques ont montré un temps de latence avant le début de l’hydrolyse des glycosides de composés volatils de fraises. Un traitement enzymatique à 10 g/kg au lieu de 1 g/kg permettait d’éliminer ce temps de latence. Un travail sur la concentration des enzymes est donc envisageable pour augmenter l’activité utilisée sans changer la masse de solution enzymatique ajoutée.