Lipases from two New Zealand commercial fish species, Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) and New Zealand hoki (Macruronus novaezelandiae) were investigated. The lipases were extracted from the pyloric ceca and purified by affinity chromatography and gel filtration. Calcium ions and sodium cholate were absolutely necessary both for lipase stability in a polyacrylamide gel and for optimum activity against p-nitrophenol esters. Both fish lipases had a pI value of 5.8 ± 0.1, were most active at 35°C, were thermally labile, had a pH optimum of 8-8.5, were more acid stable compared to other fish lipases studied to date, and showed good stability in several water-immiscible solvents. The salmon enzyme was an overall better catalyst for the hydrolysis of p-nitrophenyl caprate based on its higher turnover number and lower activation energy for the hydrolysis reaction. Based on their chemical and catalytic properties, the salmon and hoki enzymes were classified as carboxyl ester lipases. Chinook salmon and hoki lipases were then evaluated as flavour modifying agents in dairy products. Cream was either incubated with the fish lipases or two commercially available lipases used in dairy flavour development. The fish enzymes were more similar to calf pregastric esterase in terms of the total amount and types of fatty acids released (mainly short chain) over the course of the reaction. The highest specificity was towards the key dairy product flavour and odour compounds, butanoic and hexanoic acids. Immobilization of the salmon lipase was then carried out on two hydrophobic supports. Salmon lipase immobilized on octyl-Sepharose had 40- and 10-fold higher activity (on a dry weight basis) against a tributyrin emulsion than the same lipase immobilized on Lewatit VP OC 1600 and a microbial lipase immobilized on Lewatit (Novozym 435), respectively. Salmon lipase-octyl-Sepharose was highly active against both ghee and fish oil emulsions, but salmon lipase-Lewatit and Novozym 435 had very low activities against the fish oil emulsion.The potential for flavour enhancement in dairy products with both fish lipases was demonstrated based on the free fatty acid composition and sensory characteristics of lipase-treated creams. In addition, the immobilized salmon lipase showed potential for low temperature modifications of emulsified lipids. / Les lipases de deux espèces de poissons commerciaux en Nouvelle-Zélande, le saumon quinnat (Oncorhynchus tshawytscha) et le hoki de la Nouvelle-Zélande (Macruronus novaezelandiae) ont été étudiées. Les lipases ont été extraites des caeca pyloriques et purifiées par chromatographie d'affinité et gel filtration. Les ions de calcium et cholate de sodium étaient absolument nécessaires pour la stabilité de la lipase dans un gel de polyacrylamide et de l'activité optimale contre les esters p-nitrophénol. Les deux lipases de poissons avaient une valeur pI de 5.8 ± 0.1, ont été les plus actives à 35°C, ont été thermolabiles, a un pH optimum de 8 à 8.5, ont été plus stables en milieu acide par rapport à d'autres lipases de poissons étudiées à ce jour, et ont montré une bonne stabilité dans plusieurs solvants miscibles à l'eau. L'enzyme du saumon a été un catalyseur globalement meilleure pour l'hydrolyse de caprate p-nitrophényl en fonction de son nombre de rotation élevé et faible énergie d'activation pour la réaction d'hydrolyse. Sur la base de leurs propriétés chimiques et catalytiques, les enzymes de saumon et hoki ont été classées comme des lipases ester carboxylique. Les lipases du saumon quinnat et hoki ont été aussi évaluées comme agents de modification de la saveur dans les produits laitiers. La crème a été mise à incuber avec les lipases de poisson ou avec deux lipases disponibles dans le commerce utilisées dans le développement du goût des produits laitiers. Les enzymes de poissons avaient plus des similitude avec l'estérase prégastrique du veau en termes de montant total et les types d'acides gras libérés (principalement à chaîne courte) au cours de la réaction. La plus grande spécificité a été observée aux composés clés de la saveur et odeurs des produits laitiers: les acides butanoïque et hexanoïque. L'Immobilisation de la lipase de saumon a ensuite été effectuée sur deux supports hydrophobes. La lipase de saumon immobilisée sur octyl-Sépharose avait une activité 40- et 10-fois plus élevée (sur la base du poids sec) par rapport à une émulsion de tributyrine que la même lipase immobilisée sur Lewatit VP OC 1600 et une lipase microbienne immobilisée sur Lewatit (Novozym 435), respectivement. La lipase-octyl-Sépharose de saumon a été très active à la fois contre le ghee et les émulsions d'huile de poisson, mais la lipase-Lewatit et Novozym 435 de saumon avaient des activités très faible contre l'émulsion d'huile de poisson. Le potentiel d'amélioration de la saveur dans les produits laitiers avec les deux lipases de poisson a été démontré sur la base de la composition des acides gras libres et les caractéristiques sensorielles des crèmes traitées avec lipases. De plus, la lipase de saumon immobilisée a démontré un potentiel pour des modifications au niveau des lipides émulsionnés à basse température.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.103635 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Kurtovic, Ivan |
| Contributors | Xin Zhao (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Animal Science) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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