OBTENÇÃO DE GALACTOOLIGOSSACARÍDEOS UTILIZANDO β-GALACTOSIDASE IMOBILIZADA

Nos últimos anos, a produção e aplicação de prebióticos em alimentos, como os galactooligossacarídeos (GOS), tem aumentado consideravelmente devido às suas importantes propriedades funcionais, como por exemplo: melhoria da microbiota intestinal, alívio de transtornos gastrointestinais, diminuição do colesterol total, melhoria do perfil lipídico do sangue, etc. Atualmente, os GOS são produzidos comercialmente a partir da lactose utilizando a enzima β-galactosidase (EC 3.2.1.3). A utilização da β-galactosidase em sua forma imobilizada tem se tornado cada vez mais usual, uma vez que esta tecnologia permite a reutilização do biocatalisador, aumenta sua estabilidade operacional e térmica, além de permitir o uso de diferentes configurações de reatores enzimáticos. Assim, a enzima β-galactosidase de Aspergillus oryzae foi imobilizada em esferas de quitosana ativadas com glutaraldeído para posterior utilização em um reator de leito fixo para síntese contínua de GOS. As esferas de quitosana foram preparadas pelo método de precipitação, resumidamente: quitosana (2 % m/v) foi dissolvida em ácido acético (0,35 M) e gotejada em uma solução de NaOH 1 M e etanol 26 % (v/v). As esferas foram lavadas e posteriormente ativadas com glutaraldeído (5 % v/v) em tampão fosfato (pH 7). A imobilização da β-galactosidase foi feita incubando-se a solução enzimática (preparada em tampão acetato de sódio 0,1 M, pH 4,5) com as esferas de quitosana obtidas. A atividade da β-galactosidase livre e imobilizada foi medida utilizando o ο-nitrofenil-β-D-galactopiranosídeo (ONPG, 10 mM) como substrato, a 37 ºC, durante 2 min. A reação foi parada com tampão carbonato de sódio pH 10 e o ο-nitrofenil (ONP) liberado foi detectado em espectrofotômetro a 415 nm. A síntese de GOS foi feita em um reator de leito fixo, a 40 ºC, variando o fluxo de alimentação de substrato (lactose 300 g/L) de 0,44 a 2,2 mL/min. Os GOS obtidos, bem como os açúcares residuais foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência, utilizando glicose, galactose, lactose, rafinose e estaquiose como padrões. A máxima concentração de GOS de 71,2 g/L foi alcançada utilizando um fluxo de substrato de 0,44 mL/min (tempo de residência de 5 min), o que corresponde a um rendimento de 23,7 % em GOS e 39,7 % de conversão de lactose. Utilizando fluxos mais rápidos (0,8 - 2,2 mL/min), a concentração de GOS sintetizados caiu consideravelmente (38,7 g/L, fluxo de 2,2 mL/min), uma vez que o tempo de residência do substrato em contato com a enzima dentro do reator é insuficiente para que ocorra a síntese adequada de tais compostos. Os resultados obtidos já são satisfatórios, porém a fluidização do leito pode ainda incrementar o rendimento da síntese de GOS, uma vez que a transferência de massa no interior do biorreator também será melhorada. Tais condições serão em breve testadas em nosso laboratório para aperfeiçoar o presente trabalho.