Enzymes and subcritical water can be used for the extraction of hemicelluloses from cereal by-products, making the processes eco-friendly. The polysaccharides extracted from cereal by-products can be used as matrices for development of materials for various applications. This includes bio-based materials such as films and hydrogels, which offer alternatives to existing materials produced from petrochemicals. The polymeric structure of cereal hemicelluloses contains functional groups which enable the modification of their structure by cross-linking, resulting in the formation of hydrogels. This project aims to use subcritical water extraction (SWE) to extract arabinoxylans (AXs) from corn and rye bran meanwhile the enzymatic treatment is done for purifying the samples during both pre- and post-treatment. AXs were further crosslinked by enzyme (laccase) for hydrogel preparation. During the whole project, the characterization included moisture and yield determination, starch and protein content which were tested using a spectrophotometer, monosaccharide content was analyzed by high performance anion exchange chromatography followed by pulsed amperometric detection (HPAEC-PAD) and phenolic acid content was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). The pretreatment for destarching and SWE process was successful. The result showed that arabinoxylans form corn bran were having higher content of arabino substituents, arabino toxylans ratio and ferulic acid content than rye samples. The enzymatic crosslinking could form strong gels in the condition that the AXs had high ferulic acid content. In terms of forming strong hydrogels or to improving the properties of AXs gel, the pre- and post-treatment should be optimized to increase the purity of the extracted feruloylated AX content. / Enzymer och subkritiskt vatten kan användas för extraktion av hemicellulosa från spannmålsbiprodukter, vilket gör extraktionen miljövänlig. Polysackariderna extraherade från spannmålsprodukter kan användas som matriser för utveckling av material för diverse applikationer. Detta inkluderar biobaserade material som filmer och hydrogeler, där petrokemikalier kan ersättas som råvara. Den polymera strukturen hos spannmålshemicelluloser innehåller funktionella grupper som möjliggör formation av tvärbindningar vilket resulterar i bildandet av hydrogeler. Syftet med detta projekt är extraktion av arbinoxylaner (AXs) från majs och rågkli genom att använda subkritiskt vatten-extraktion (SWE) där rening under för- och efterbehandling utförs enzymatiskt. AX modifierades därefter enzymatiskt (laccas) med tvärbindningar för hydrogelframställning. Under hela projektet karakteriserades hydrogelen utifrån fuktinnehåll, bestämmelse av utbyte, stärkelse och proteininnehåll som testades med en spektrofotometer, monosackaridhalten analyserades med högpresterande anjonsutbyteskromatografi följt avpuls-amperometrisk detektion (HPAEC-PAD), samt kvantifierades fenolsyrahalten med högupplöst vätskekromatografi (HPLC). Resultatet visade att arabinoxylaner från majskli hade högre innehåll av arabinosubstituenter, där förhållandet mellan arabino och xylans, samt arabino och ferulsyra innehållet var högre än för rågproverna. Den enzymatiska tvärbindningen kunde bilda starka geler i det tillståndet där AX hade en hög ferulsyrahalt. När det gäller att bilda starka hydrogeler eller att förbättra egenskaperna hos AXs-gel, bör för-och efterbehandlingen optimeras för att öka renheten fördet extraherade feruloylerade AX-innehållet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-282808 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Chen, Chen |
| Publisher | KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2020:261 |
Page generated in 0.0026 seconds