Produção de leite com baixo teor de lactose

A lactose do leite é normalmente hidrolisada em glicose e galactose pela lactase, um tipo de β-galactosidase encontrada na mucosa do intestino delgado. Os indivíduos com intolerância à lactose têm deficiência de lactase, que é a incapacidade do organismo em expressar a enzima lactase para hidrólise da lactose em seus monossacarídeos absorvíveis, a glicose e a galactose (Misselwitz, Butter, Verbeke, & Fox, 2019).

O leite é o principal produto consumido entre os produtos lácteos sem lactose, sendo responsável por dois terços do mercado (Dekker, 2016; Dorau, Ruhdal Jensen, & Solem, 2021). As β-galactosidases microbianas são enzimas de expressivo interesse tecnológico e são utilizadas industrialmente na produção de leite sem lactose.

Os microrganismos como fonte de β-galactosidases oferecem várias vantagens, tais como fácil manipulação, alta taxa de proliferação, fácil fermentação, e alto rendimento de produção (Movahedpour et al., 2021; Saqib, Akram, Halim, & Tassaduq, 2017).

Os processos industriais para produção de leite sem lactose utilizando β-galactosidases solúveis são: o processo em batelada e o processo asséptico. No processo em batelada, o leite cru ou termizado é incubado com a β-galactosidase durante aproximadamente 24 horas a 4-8 °C para prevenir o crescimento microbiano.

Posteriormente, o leite é pasteurizado, homogeneizado, embalado, e armazenado durante algumas semanas a 4 °C. Esse processo também é utilizado em algumas indústrias que empregam o tratamento térmico ultra-high temperature (UHT) do leite.

Contudo, o processo asséptico é mais comum para o leite UHT. A vantagem do processo em batelada é que nenhuma atividade enzimática residual permanece no produto final, uma vez que a enzima é inativada durante a pasteurização.

No processo asséptico, adiciona-se a β-galactosidase estéril imediatamente após a esterilização do leite, por tratamento UHT, o qual segue para o envase em embalagem asséptica. A hidrólise da lactose ocorre à temperatura ambiente durante o período de quarentena, normalmente necessária para o leite UHT antes do envio ao varejista.

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Portanto, a dose da enzima pode ser muito menor do que no processo em batelada, pois tanto o tempo de incubação quanto a temperatura são maiores (Dekker et al., 2019; Dekker, 2016; Dorau et al., 2021).

Para a hidrólise enzimática da lactose do leite, as indústrias normalmente utilizam β-galactosidases solúveis, comumente denominada enzima “livre" em solução. Esta forma de aplicação da β-galactosidase é tecnicamente simples, mas tem a desvantagem de que a enzima solúvel dificilmente poder ser reutilizada.

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Para este fim, são utilizados reatores com enzimas imobilizadas. Este processo é tecnicamente mais complexo, mas deve ser explorado devido às vantagens que oferece: reaproveitamento da enzima, possibilidade de funcionamento contínuo e, em alguns casos, maior estabilidade enzimática (Schulz & Rizvi, 2021).

Leia também:

• Utilização de lactase na indústria de laticínios

Referências

Dekker, P. J. ., Koenders, D., & Bruins, M. J. (2019). Lactose-Free Dairy Products: Market Developments, Production, Nutrition and Health Benefits. Nutrients, 11(3), 551. https://doi.org/10.3390/NU11030551

Dekker, P. J. T. (2016). Enzymes exogenous to milk in dairy technology: β-Galactosidase. In Reference Module in Food Sciences (pp. 1–8). Amsterdam, The Netherlands: Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374407-4.00152-7

Dorau, R., Ruhdal Jensen, P., & Solem, C. (2021). Purified lactases versus whole-cell lactases-the winner takes it all. Applied Microbiology and Biotechnology, 105, 4943–4955. https://doi.org/10.1007/s00253-021-11388-7/Published

Misselwitz, B., Butter, M., Verbeke, K., & Fox, M. (2019). Update on lactose malabsorption and intolerance: pathogenesis, diagnosis and clinical management. Gut, 68(11), 2080–2091. https://doi.org/10.1136/GUTJNL-2019-318404

Movahedpour, A., Ahmadi, N., Ghalamfarsa, F., Ghesmati, Z., Khalifeh, M., Maleksabet, A., et al. (2021). β-Galactosidase: From its source and applications to its recombinant form. Biotechnology and Applied Biochemistry, 10.1002/bab.2137. https://doi.org/10.1002/BAB.2137

Saqib, S., Akram, A., Halim, S., & Tassaduq, R. (2017). Sources of β-galactosidase and its applications in food industry. 3 Biotech, 7(1), 79. https://doi.org/10.1007/S13205-017-0645-5

Schulz, P., & Rizvi, S. S. H. (2021). Hydrolysis of Lactose in Milk: Current Status and Future Products. Food Reviews International, 1-20. https://doi.org/10.1080/87559129.2021.1983590

*Fonte da foto do artigo: Freepik