Exploring the glucosylation potential of glucansucrases : from enzyme to product

Abstract

De introductie van een glycosylgroep kan zowel de fysicochemische als biologische eigenschappen van organische moleculen, zoals antioxidanten, antibiotica en zoetstoffen, beïnvloeden. Een industrieel relevant voorbeeld is de glycosylatie van steviolglycosiden, zoete verbindingen die geëxtraheerd worden uit Stevia, om zo hun ongewenste bitterheid te elimineren. De chemische synthese van glycosiden is een meerstapsproces dat gekenmerkt wordt door de productie van een grote hoeveelheid afvalproducten. Enzymatische glycosylatie, in het bijzonder met glucansucrases, geniet de voorkeur; de hoge specificiteit van enzymen leidt immers tot de productie van 5 keer minder afval. Het eerste deel van deze thesis spitste zich toe op het geschikter maken van glucansucrases als glycosylatiebiokatalysatoren door middel van reaction – en enzymengineeringstrategieën. De resulterende kennis werd vervolgens toegepast op de glycosylatie van steviolglycosiden, met als ultiem doel het verbeteren van hun smaakeigenschappen. Na het selecteren van de meest geschikte enzymmutant werden de reactiecondities geoptimaliseerd en werd een efficiënte downstream processing ontwikkeld. De beoordeling van de smaakeigenschappen van de geglycosyleerde producten door een getraind smaakpanel onthulde dat de typische Stevia-bitterheid geëlimineerd was. Gezien de ontwikkelde technologie commercieel potentieel vertoonde werd een kostenanalyse van het proces uitgevoerd. Hierdoor konden verschillende opportuniteiten aangeduid worden voor procesverbetering