Preparation of fructooligosaccharide concentrate from Jerusalem artichoke tubers for functional products | Получение концентрата фруктоолигосахаридов из клубней топинамбура для функциональных продуктов

English. Jerusalem artichoke tubers are known as a natural source of inulin and fructooligosaccharides useful for the human body. They are prebiotic substances that promote the growth of beneficial microflora in the intestines, as well as increase the nutritional value of foods and improve digestion. There was developed a method for producing from Jerusalem artichoke tubers a concentrated extract comprising fructooligosaccharides with a desired polymerization degree varying from 3 to 8. The objects of the study were Jerusalem artichoke 'Interes' harvested in the Astrakhan region in 2023, and the enzyme preparation Invertasa produced by Biopreparat LLC. The effect of extraction parameters on the yield of extractives and inulin was studied. The highest yield was achieved at ratio of solid and liquid phases of 1:3 and a temperature of 100 deg. C. At such a high temperature, a loss of a number of valuable biologically active compounds is possible. Enzymatic hydrolysis was carried out under milder conditions: temperature from 30 to 60 deg. C, duration from 10 to 50 min. The dosage of the enzyme preparation ranged from 0.1 to 0.5% by weight of the substrate. A multifactorial mathematical model of enzymatic hydrolysis has been constructed. It has been found that low molecular weight fractions of the target compounds are present in the hydrolyzate under the following hydrolysis conditions: ratio of solid and liquid phases of 1:3, temperature of 50 deg. C., duration of 40 min, and dosage of the enzyme preparation of 0.3% by weight of the substrate. The selection of enzymatic hydrolysis parameters makes it possible to produce hydrolysates with a desired degree of polymerization of the fructooligosaccharides present in it.

Russian. Клубни топинамбура известны как природный источник инулина и фруктоолигосахаридов, полезных для организма человека. Это пребиотические вещества, которые стимулируют рост благоприятной микрофлоры в кишечнике, а также повышают пищевую ценность продуктов и способствуют улучшению пищеварения. Разрабатывали способ получения из клубней топинамбура концентрированного экстракта, содержащего фруктоолигосахариды с заданной степенью полимеризации (от 3 до 8). Объекты исследования - топинамбур сорта Интерес, выращенный в Астраханской области в 2023 г.; ферментный препарат "Инвертаза" производства ООО "Биопрепарат". Изучили влияние параметров экстракции на выход экстрактивных веществ и инулина. Наибольший выход достигался при гидромодуле 1:3 и температуре 100 град. С. При столь высокой температуре возможна потеря ряда ценных биологически активных соединений. Ферментативный гидролиз проводили в более мягких условиях: температура от 30 до 60 град. С, продолжительность от 10 до 50 мин. Дозировка ферментного препарата составляла от 0,1 до 0,5% от массы субстрата. Построена многофакторная математическая модель ферментативного гидролиза. Установлено, что низкомолекулярные фракции целевых соединений присутствуют в гидролизате при следующих условиях гидролиза: гидромодуль 1:3, температура 50 град. С, продолжительность 40 мин, дозировка ферментного препарата 0,3% от массы субстрата. Подбор параметров ферментативного гидролиза позволяет получать гидролизаты с заданной степенью полимеризации присутствующих в нем фруктоолигосахаридов.