Obtenção enzimática de galactooligossacarideos utilizando soro e permeado de soro de queijo como substrato

Abstract

A imobilização de enzimas é uma metodologia relativamente simples e oferece muitas vantagens, por exemplo: a reutilização eficiente da enzima, uma operação contínua, maior estabilidade térmica e operacional. As β-galactosidases pertencem ao grupo de enzimas que têm despertado crescente interesse por parte da indústria de alimentos, devido a sua capacidade de hidrolisar a lactose e de produzir galacto-oligossacarídeos (GOS). Os GOS são considerados prebióticos, pois são usados de forma seletiva por bactérias consideradas benéficas (probióticos) em detrimento das bactérias patogênicas, com diversos benefícios à saúde. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar a síntese de GOS utilizando β-galactosidase de Bacillus circulans imobilizada em suportes à base de quitosana, e soro e permeado de soro de queijo como substrato para a síntese. Inicialmente foi preparado um suporte à base de quitosana através do método de precipitação, posteriormente ativadas com glutaraldeído. A imobilização da β-galactosidase foi realizada incubando-se, durante 15h, uma solução enzimática com as esferas obtidas. A atividade da β-galactosidase livre e imobilizada foi medida utilizando o substrato cromogênico ο-nitrofenil-β-D-galactopiranosídeo (ONPG). A síntese de GOS foi estudada com a enzima imobilizada em diferentes condições de pH, temperatura e concentração inicial de lactose e, posteriormente analisada por cromatografia líquida de alta eficiência, para quantificação dos açúcares. A concentração inicial de lactose no meio reacional foi o parâmetro que mais influenciou na síntese de GOS, sendo que a concentração máxima de GOS obtida para o soro foi de 159,4 g/L com rendimento de 40%, e para o permeado 162,9 g/L com 41% de rendimento, ambos utilizando uma solução de 400g/L. A partir destes resultados, pode-se concluir que a β-galactosidase de Bacillus circulans imobilizada em quitosana apresentou satisfatório rendimento na síntese de GOS em soro e permeado de soro de queijo. Esses dois produtos enriquecidos com GOS podem ser usados em bebidas lácteas, iogurtes e leite em pó infantil.

Enzyme immobilization is a relatively simple methodology and offers many advantages, for example: efficient reuse of the enzyme, continuous operation, increased thermal and operational stability. β-galactosidases belong to the group of enzymes that have aroused growing interest in the food industry due to their ability to hydrolyze lactose and produce galactooligosaccharides (GOS). GOS is considered prebiotic because it is used selectively by bacteria considered beneficial (probiotics) to the detriment of pathogenic bacteria, with several health benefits. Thus, the objective of this work was to study the synthesis of GOS using Bacillus circulans β-galactosidase immobilized on chitosan-based support and whey and cheese whey permeate as a substrate for the synthesis. Initially a support was prepared based on chitosan through the precipitation method, later activated with glutaraldehyde. Immobilization of β-galactosidase was performed by incubating an enzymatic solution with the spheres for 15h. The activity of free and immobilized β-galactosidase was measured using the chromogenic substrate ο-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside (ONPG). The synthesis of GOS was studied with the enzyme immobilized under different conditions of pH, temperature and initial concentration of lactose and later analyzed by high performance liquid chromatography for quantification of sugars. The initial concentration of lactose in the reaction medium was the parameter that most influenced the synthesis of GOS, and the maximum concentration of GOS obtained for the whey was 159.4 g / L with 40% yield, and for the permeate was 162.9 g / L in 41% yield, both using a 400g / L solution. From these results, it can be concluded that β-galactosidase from Bacillus circulans immobilized on chitosan presented a satisfactory yield in GOS synthesis in whey and cheese whey permeate. These two products enriched with GOS can be used in dairy drinks, yogurts and infant milk powder.