Produção contínua de galacto-oligossacarídeos a partir de β-galactosidase imobilizada em esferas de quitosana entrecruzada com genipina Fernanda Dias Cardoso

Abstract

A atratividade da produção de galacto-oligossacarídeos (GOS) para aplicar em alimentos se dá principalmente pela sua função prebiótica, estimulando seletivamente os microrganismos probióticos. Além disso, auxilia na saúde e pode ser aplicado em fórmulas lácteas infantis que substituem o leite materno. Uma forma de sintetizar GOS é por meio de enzimas, proteínas muito importantes na indústria de alimentos. A enzima β-galactosidase em presença de solução concentrada de lactose é capaz de produzir GOS através da reação de transgalactosilação. Para viabilizar o processo, a imobilização de enzimas se destaca como uma forma de aprimorar o método, uma vez que apresenta várias vantagens como a possibilidade de recuperação da enzima e sua reutilização. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi estudar a produção contínua em reator de leito fixo a partir de β-galactosidase de Aspergillus oryzae imobilizada em esferas de quitosana reticulada com genipina. Para a imobilização da β-galactosidase, esferas de quitosana foram entrecruzadas com genipina em uma concentração de 1,5 mg mL-1 por 1 h a 60°C e, posteriormente, colocadas em contato com uma solução enzimática com 10 U mL-1 por 18 h. Para a verificação da atividade da enzima imobilizada, assim como os parâmetros de rendimento, eficiência do processo e atividade recuperada, foi utilizado como substrato ο-nitrofenil-β-D-galactopiranosídeo (ONPG) em uma reação de 3 min. A síntese de GOS em reator de leito fixo foi avaliada em dois sistemas diferentes, um utilizando esferas porosas e outro com esferas não porosas, a partir de uma solução de lactose com mesmo fluxo e concentração (300 g L-1), e comparadas em relação ao tempo de residência, rendimento, produção de GOS e produtividade. A quantificação das concentrações dos produtos de reação foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). A produção de GOS utilizando esferas porosas apresentou uma maior produtividade (164,11 g L-1 h-1) em comparação com o sistema não poroso (88,33 g L-1 h-1). Os dois reatores permaneceram em funcionamento por 25 dias e os dados demonstram a viabilidade da aplicação das esferas porosas para este tipo de bioprocessos.