Produção de galacto-oligossacarídeos a partir do soro de queijo

^{*Autoras do artigo > Bruna Coelho de Andrade, Giandra Volpato, Claucia Fernanda Volken de Souza}

A enzima β-galactosidase, comumente denominada de lactase, é amplamente utilizada na hidrólise da lactose em seus monossacarídeos constituintes, glicose e galactose. A atividade hidrolítica dessa enzima é aplicada na indústria de alimentos, para reduzir o teor de lactose dos produtos lácteos e para melhorar as características sensoriais dos produtos, como doçura, sabor e solubilidade. Também pode ser aplicada no processamento de produtos utilizados por indivíduos intolerantes a lactose (ANSARI; HUSAIN, 2010; SILVÉRIO et al., 2018).

Além de realizar a hidrólise de produtos lácteos, as β-galactosidases podem catalisar reações de transgalactosilação, através da transferência de uma unidade de galactose para outro carboidrato. Essa reação é aplicada na síntese de prebióticos, como os galacto-oligossacarídeos (GOS). Os principais microrganismos que sintetizam os GOS são do gênero Aspergillus ou Kluyveromyces (OTIENO, 2010; TORRES et al., 2010; FISCHER; KLEINSCHMIDT, 2018).

Os prebióticos são compostos alimentares não digeríveis que possuem ação no intestino, estimulando o crescimento ou a atividade de bactérias benéficas do sistema digestivo. Esses compostos podem ser utilizados em uma ampla variedade de produtos alimentícios, como produtos de panificação, adoçantes e iogurtes. Os GOS estimulam o crescimento de bactérias intestinais benéficas, aumentando seletivamente a microflora do intestino. Os prebióticos atuam como fonte de energia e de crescimento de bifidobactérias e lactobacilos, fornecendo resistência contra a colonização de patógenos e reduzindo as infecções intestinais exógenas e endógenas. Os GOS são componentes ideais para formular produtos saudáveis direcionados a grupos específicos, como bebês, crianças e idosos (OTIENO, 2010; SANGWAN et al., 2011; CHEN; GÄNZLE, 2017).

Os produtos lácteos contendo lactose são os principais substratos utilizados para a síntese de GOS a partir da hidrólise enzimática (FISCHER; KLEINSCHMIDT, 2018; OTIENO, 2010). O uso de resíduos agroindustriais, como substratos de baixo custo, pode resultar em benefícios ambientais e econômicos. Esses substratos contêm quantidades expressivas de compostos orgânicos que podem ser utilizados substituindo fontes de carbono, nitrogênio e micronutrientes.

O soro de queijo, considerado um poluente ambiental devido à alta demanda biológica de oxigênio, é o principal subproduto da indústria de laticínios, tendo como um dos principais componentes a lactose. Esse subproduto pode ser utilizado como substrato para o crescimento de microrganismos que são capazes de hidrolisar a lactose, produzindo diversos compostos de alto valor agregado, incluindo os prebióticos (CORZO-MARTINEZ et al., 2015; CARDOSO et al., 2017).  

O mercado de prebióticos ultrapassou 3,0 bilhões de dólares em 2015 e projeta-se que atinja os 7,5 bilhões de dólares até 2023 (GLOBAL MARKET INSIGHTS, 2017). Com esse crescente aumento, tem-se a necessidade de desenvolver processos eficientes de produção desses componentes. A síntese enzimática e a utilização de substratos de baixo custo são estratégias que podem ser utilizadas a nível industrial para a produção dos prebióticos. Na síntese de prebióticos a partir do soro de queijo podem ser utilizadas diversas fontes microbianas de β-galactosidase, tais como Bacillus, Lactobacillus, Aspergillus, Penicillium e Kluyveromyces  (CARDOSO et al., 2017; SILVÉRIO et al., 2016; TORRES et al., 2010).

Referências bibliográficas

ANSARI, S. A.; HUSAIN, Q. Lactose hydrolysis by β galactosidase immobilized on concanavalin A-cellulose in batch and continuous mode. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, v. 63, n. 1–2, p. 68–74, 2010.

CARDOSO, B. B. et al. β-galactosidase from Aspergillus lacticoffeatus: A promising biocatalyst for the synthesis of novel prebiotics. International Journal of Food Microbiology, v. 257, p. 67–74, 2017.

CHEN, X. Y.; GÄNZLE, M. G. Lactose and lactose-derived oligosaccharides: More than prebiotics? International Dairy Journal, v. 67, p. 61–72, 2017.

CORZO-MARTINEZ, M. et al. Valorization of cheese and tofu whey through enzymatic synthesis of lactosucrose. PLoS ONE, v. 10, n. 9, 2015.

FISCHER, C.; KLEINSCHMIDT, T. Synthesis of Galactooligosaccharides in Milk and Whey: A Review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2018.

GLOBAL MARKET INSIGHTS, I. Prebiotics Market worth over $8.5 Bn by 2024. Disponível em: <https://www.gminsights.com/pressrelease/prebiotics-market-size>.

OTIENO, D. O. Synthesis of β-Galactooligosaccharides from Lactose Using Microbial β-Galactosidases. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 9, n. 5, p. 471–482, 2010.

SANGWAN, V. et al. Galactooligosaccharides: Novel Components of Designer Foods. Journal of Food Science, v. 76, n. 4, 2011.

SILVÉRIO, S. C. et al. Biocatalytic Approaches Using Lactulose: End Product Compared with Substrate. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 15, n. 5, p. 878–896, 2016.

SILVÉRIO, S. C. et al. New β-galactosidase producers with potential for prebiotic synthesis. Bioresource Technology, v. 250, p. 131–139, 2018.

TORRES, D. P. M. et al. Galacto-Oligosaccharides: Production, properties, applications, and significance as prebiotics. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 9, n. 5, p. 438–454, 2010.