INFLUÊNCIA DE DIFERENTES FONTES MICROBIANAS NA SÍNTESE DE GALACTO-OLIGOSSACARÍDEOS

Resumo

Os galacto-oligossacarídeos (GOS) são carboidratos que participam da constituição da fibra alimentar e são parcialmente digeridos por seres humanos, onde as porções não digeríveis servem como substrato para as bactérias que fazem parte da flora intestinal, tais como, as bifidobactérias e os lactobacilos. A obtenção desse açúcar provém do emprego de enzimas beta-galactosidases que agem como catalisadoras nas reações de hidrólise da lactose que proporcionam a formação dos GOS em condições específicas. Essas enzimas podem ser obtidas de micro-organismos e em função da fonte microbiana apresentam condições específicas de reação (pH e temperatura). O objetivo desse trabalho foi analisar a síntese de GOS com uso de quatro beta-galactosidases comerciais obtidas de diferentes fontes microbianas. Foram utilizadas enzimas produzidas pela levedura Kluyveromyces lactis, pela bactéria Escherichia coli, e duas beta-galactosidases produzidas pelos fungos filamentosos Aspergillus oryzae e Aspergillus niger. Para cada enzima, foi realizado um planejamento fatorial fracionário 2^4-1, onde as variáveis estudadas foram temperatura (30 a 50°C), concentração de lactose (300 a 500 g/L), concentração de enzima (7 a 15 U/mL) e pH (4,5 a 6,0) para as enzimas dos fungos filamentosos, para a enzima da levedura e da bactéria, estudou-se as seguintes faixas: temperatura (30 a 40°C), concentração de lactose (300 a 400 g/L), concentração de enzima (7 a 15 U/mL) e pH (6,5 a 7,5). As sínteses foram realizadas em banho-maria agitado por 8 h retirando-se amostras a cada 2 h de reação. Os GOS foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de índice de refração. Para a enzima do fungo filamentoso Aspergillus oryzae as concentrações máximas de GOS para os 11 ensaios variaram de 48,1 a 142,7g/L sendo as melhores condições de síntese obtidas no ensaio 2 ao empregar temperatura de 40ºC, concentração de lactose de 500 g/L, 7 U/mL de enzima e pH 6, com produtividade de 142,70 g/L. A enzima produzida pelo Aspergillus niger não foi capaz de hidrolisar a lactose nas condições estudadas, consequentemente não houve produção de GOS, este mesmo comportamento foi observado para a enzima produzida pela bactéria E. coli. Já para a enzima da levedura Kluyveromyces lactis as concentrações máximas de GOS para os 11 ensaios variaram de 38,6 a 186,5 g/L e as melhores condições foram obtidas no ensaio 8 com temperatura de 40ºC, concentração de lactose em 400 g/L, 15 U/mL de enzima e pH de 7,5, com produtividade de 186,50 g/L. Comparando os resultados obtido pelas quatro enzimas, verifica-se que nem todo micro-organismo produz enzimas beta-galactosidases com capacidade de sintetizar galacto-oligossacarídeos e, até mesmo dentro de um mesmo gênero de micro-organismo essa capacidade de síntese de GOS não é evidenciada. Entre as enzimas estudadas nesta pesquisa, a enzima produzida pela levedura K. lactis mostrou-se mais eficiente para a produção deste açúcar funcional.