Comparativo da Nanofiltração de Diferentes Amostras de Galacto-oligossacarídeos

Resumo

Os galacto-oligossacarídeos (GOS) são carboidratos que possuem características prebióticas, e são estáveis sob condições ácidas durante o processamento de alimentos, tornando-os potencialmente aplicáveis em produtos alimentícios. Os GOS podem ser produzidos enzimaticamente em um meio reacional contendo a enzima β-galactosidase e substratos ricos em lactose, entretanto, ao final dessa síntese, a solução contém também lactose, glicose e galactose, sendo que somente os GOS apresentam propriedades funcionais, sendo de interesse industrial separá-los dos demais açúcares. O objetivo deste trabalho foi realizar um comparativo da separação de galacto-oligossacarídeos obtidos de diferentes sínteses utilizando membranas de nanofiltração. Foram empregados GOS obtidos de duas sínteses, os GOS I - sintetizados a partir de uma solução de lactose e células permeabilizadas de Kluyveromyces marxianus CCT 7082 contendo a enzima beta-galactosidase; e os GOS II - solução de Oligomate 55NP® (Yakult). A filtração foi realizada em um sistema de filtração dead-end, a 30 bar, sob agitação constante. Foram testadas quatro membranas de nanofiltração NP010 (massa molar de corte 1000 Da), NP030 (400 Da), DESAL5-HL e DESAL5-DL (150-300 Da), nas temperaturas de 30 a 60ºC. Cada ensaio foi realizado empregando 200 mL das soluções de açúcar. Amostras de permeado foram coletadas determinando o fluxo volumétrico e o coeficiente de retenção de açúcares. Comparando os resultados obtidos para cada GOS, observa-se que os fluxos volumétricos aumentaram com o aumento da temperatura, sendo os maiores fluxos apresentados pela solução de GOS II. A membrana DESAL5-DL teve destaque para o GOS I e a membrana NP010 para o GOS II, apresentando valores médios de 1,5 e 6,9 L/m2h, respectivamente, para a temperatura de 60°C. Os tempos utilizados para cada filtração, foram menores para a membrana NP010, seguido da NP030, e depois DESAL5-DL e -HL, isso ocorreu devido à massa molar de corte das membranas, pois quanto maior o valor desta, menor o tempo do ensaio. As retenções de açúcares após a nanofiltração foram menores para as membranas NP010 e NP030, nas quatro temperaturas estudadas, em média 34,6 e 42,6%, para o GOS I, e 38,2 e 46,1%, para o GOS II, respectivamente, este comportamento ocorreu pois estas membranas, por apresentarem maiores valores de massa molar de corte, indicam que os açúcares de menor peso molecular (glicose, galactose, lactose) permearam pela membrana, portanto, pode-se dizer que os açúcares retidos são galacto-oligossacarídeos. Nas membranas DESAL, devido ao baixo valor de massa molar de corte das membranas, reteve-se também os mono e dissacarídeos, estas retenções foram superiores a 60,4% para os GOS I e superiores a 77,8% para os GOS II. A partir destes resultados, observou-se que a membrana NP010, na temperatura de 60ºC apresentou os melhores resultados, todavia o tempo necessário para a filtração foi maior para a solução de GOS I, devido a maior viscosidade desta.