Conversão de lactose e síntese de galactoologossacarídeos por acão de β-galactosidade e de microrganismos probióticos em bioprocessos simultâneos com catálise e fermentação láctica

Abstract

Esse projeto desenvolveu um processo simultâneo de catálise e fermentação láctica visando obter um iogurte com características nutracêuticas. O objetivo principal foi avaliar a conversão da lactose e a síntese de galactooligossacarídeos (GOS) para um substrato específico, comparando biocatálises conduzidas simultaneamente à fermentação com os processos sem adição de enzima. A fermentação foi realizada a partir de cultura láctica liofilizada comercial contendo dois microrganismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus acidophilus, associados aos microrganismos característicos do iogurte, Lactobacillus delbruekii subs. bulgaricus e Streptococcus salivarius subs. thermophilus. Foi utilizado um preparado enzimático contendo β- galactosidases obtidas de duas origens distintas: Kluyveromyces lactis e Aspergillus niger. Foram avaliados os efeitos das variações da concentração de lactose no substrato, da concentração de enzima e do tempo de adição da enzima em um planejamento experimental 23. As respostas foram o tempo de processo, a lactose final, a conversão da lactose, a densidade, a viscosidade, a sinérese e a concentração de GOS, comparando os processos enzimáticos e fermentativos simultâneos com a fermentação sem a adição de enzima. Os resultados indicaram um percentual de conversão da lactose entre 97,7 e 99,7% e uma produção de GOS nas condições de maior concentração inicial de lactose no substrato, menor concentração de enzima e maior tempo de defasagem na adição da enzima. Os efeitos sobre os parâmetros de textura foram negativos, indicando a necessidade de um acréscimo de agentes espessantes e estabilizantes nos bioprocessos simultâneos, quando do aumento da concentração de enzima. Observou-se, ainda, um impacto positivo no tempo de processamento quando da comparação entre os bioprocessos simultâneos e os processos de múltiplos estágios, na elaboração de fermentados lácticos com baixa concentração de lactose.

This project developed a simultaneous process of catalysis and lactic fermentation aiming to obtain a yogurt with nutraceuticals characteristics. The main objective was the conversion of lactose and the synthesis of galactooligosaccharides (GOS) for a specific substrate, comparing the biocatalysis conducted simultaneously to the fermentation with the processes without adding enzymes. Fermentation started with a commercial lactic lyophilized containing two probiotics microorganisms, Bifidobacterium animalis and Lactobacillus acidophilus, associated with microorganisms characteristics of yogurts, Lactobacillus delbruekii subs. bulgaricus and Streptococcus salivarius substhermophilus. It was used an enzymatic preparation containing β-galactosidases obtained from two distinct sources: Kluyveromyces lactis and Aspergillus niger. It were evaluated the effects of the variation of lactose concentration on the substrate, the enzyme concentration and the time of enzyme addition in an experimental design 23. The results were the process time, final lactose, lactose conversion, density, viscosity, sineresys and GOS concentration, comparing simultaneous enzymatic and fermentation processes with fermentation without the addition of enzymes. Results indicated a lactose conversion percentage between 97,7% and 99,7%, and a production of GOS in the condition of higher initial concentration of lactose in the substrate, lower enzyme concentration and more time of delayed in the addition of enzyme. The effects on texture parameters were negative, indicating the need for an increase of thickening agents and stabilizers in simultaneous bioprocesses when the increasing the enzyme concentration. It was also observed a positive impact on processing time when it was compared the simultaneous bioprocesses with the multiple stages processes in the elaboration of lactic fermented with low concentration of lactose.