Desarrollo biotecnológico de un ingrediente funcional compuesto por galactooligosacáridos prebióticos a partir de suero de quesería

Abstract

Los galactooligosacáridos (GOS) derivan de la lactosa por actividad transgalactosidasa de enzimas β-galactosidasas; actividad enzimática que poseen algunas de estas enzimas, secundaria a la actividad hidrolítica principal. Dado su efecto prebiótico reconocido son utilizados como ingredientes funcionales particularmente en fórmulas infantiles. La concentración de lactosa y el origen de la enzima son los factores principales que afectan el rendimiento de GOS. El uso de suero de quesería como materia prima para la producción biotecnológica de GOS se plantea como una estrategia para su revalorización. Los objetivos de este trabajo fueron: 1) obtener una solución concentrada de lactosa a partir de suero empleando un equipo de membranas escala piloto recientemente adquirido en el INLAIN y 2) evaluar el potencial de cuatro preparaciones enzimáticas comerciales de β-galactosidasas procedentes de diferentes orígenes para catalizar la reacción de transgalactosilación: E1 y E2 de Kluyveromices lactis, E3 de Saccharomyces marxianus var. lactis y E4 de Bifidobarterium bifidum. Para ello, en una primera etapa, se obtuvo una solución con 25% de lactosa a partir de tratar el suero por membranas de poliamida. En una segunda etapa, se realizaron experiencias de incubación (240 min/42 °C) del concentrado de lactosa con las enzimas E1, E2 y E3 empleando la dosis (D1) para cada una de ellas, y con la enzima E4 se probaron tres dosis (D1, D2 y D3); se analizó la evolución del perfil de carbohidratos por HPLC-IR durante la incubación. Dada una posible protección de los resultados se reservan los detalles y condiciones tecnológicas ensayadas. Las enzimas E1, E2 y E3 demostraron similar performance con la dosis D1, ya que los máximos rendimientos de GOS fueron similares (15%), mientras que la enzima E4 con la dosis D1 tuvo menor capacidad de síntesis. La presencia de GOS fue evidente desde el inicio de la incubación (30 min) para las cuatro enzimas ensayadas; los máximos niveles se alcanzaron entre los 90 y 135 min para E1, E2 y E3 y luego se apreció una ligera disminución de GOS hacia los 240 min. La capacidad transgalactosidasa de la enzima E4 fue muy inferior a las restantes, ya que aún con las dosis D2 y D3 el máximo rendimiento fue de aprox. 6% obtenido a los 120 min. Los niveles de lactosa disminuyeron paulatinamente en todos los casos, alcanzando a los 240 min una conversión de aprox. 78% para E1, E2 y E3, y de 60, 80 y 90% para E4 con las dosis D1, D2 y D3, respectivamente. Por su parte, los niveles de galactosa fueron menores a los de glucosa para todas las enzimas y dosis ensayadas, ya que parte de la galactosa está comprometida en la formación de GOS. En el presente trabajo se logró obtener una materia prima a partir del procesamiento del suero de quesería por membranas que se destinó a la producción enzimática de GOS. De las cuatro enzimas β-galactosidasas comerciales estudiadas, tres fueron las más promisorias para la obtención del ingrediente funcional enriquecido en GOS.