CAPÍTULO 3 – REVISÃO A LITERATURA
3.7. Aplicações da β-galactosidase na indústria alimentícia
A β-galactosidase vem sendo amplamente utilizada como suplemento de ingestão oral por pessoas intolerantes à lactose (Khan e Husain, 2019). Outra forma diferente de utilização além da ingestão direta é a utilização desta enzima na indústria de laticínios promovendo a hidrólise da lactose em produtos com alto teor deste açúcar e obtendo-se assim, alimentos com baixos teores de lactose, melhorando a solubilidade e digestibilidade do leite e derivados lácteos, ideais para consumidores com esse tipo de restrição alimentar (Cavalcante et al, 2015; Suri et al., 2019).
A preocupação com uma alimentação e seus efeitos benéficos para a saúde tem aumentado a demanda por produtos alimentícios com essas características, dando suporte para novas pesquisas nesta área (Bosso et al., 2019; Gosling et al., 2010).
A β-galactosidase vem sendo ressaltada por sua propriedade de gerar derivados de lactose através de transgalactosilação para formar galactooligossacarídeos (GOS), com um novo alcance de utilização como alimentos funcionais (Silvério et al., 2018). Por não serem digeridos, os GOS podem alcançar a microbiota no cólon e promover a proliferação de
Bifidobacterium, o que faz deles importantes aditivos em fórmulas infantis e em outros produtos
lácteos (Panesar et al., 2018).
Atualmente os insumos produzidos por Kluyveromyces spp e Aspergillus são comumente utilizados nos processos industriais (Carota et al., 2017; Eskandarloo e Abbaspourrad, 2018; Husain, 2010; Oliveira et al., 2012). O fungo Aspergillus spp produz lactase extracelular, que apresenta valores ácidos de pH ótimo entre 2,5 - 5,4 e uma temperatura ótima alta de 50 °C (Panesar et al., 2018). Sua principal aplicação é na hidrólise ácida de soro de queijo resultando em queijos frescos (Chiara Mollea, 2018). A lactase de Kluyveromyces spp. é produzida intracelularmente, a lactose é transportada para o interior da levedura por uma permease, onde é hidrolisada em glicose e galactose, que seguem então a via glicolítica ou o caminho de Leloir, respectivamente (Guimarães et al., 2010). Essa lactase possui um pH neutro (6,0 – 7,0), o que permite uma gama de aplicações mais ampla. Uma de suas aplicações é a hidrólise de leite (Panesar et al., 2018; Suri et al., 2019).
Inúmeras são as pesquisas desenvolvidas sobre a produção de β-galactosidase com a utilização de inúmeros microrganismos, porém sobre otimização das condições de produção desta enzima poucos trabalhos são relatados. O efeito da temperatura nos parâmetros cinéticos que quantificam a reprodução e morte celular, o consumo de substrato e a produção da enzima
são informações importantes para a elaboração de estratégias de controles mais eficientes nas indústrias (Schmidell et al., 2001).
Mariotti et al., (2008) realizaram o estudo referente a hidrólise da lactose do soro de leite em reator com a β-galactosidase proveniente de A. oryzae imobilizada em sílica. Verificaram que os melhores resultados de imobilização foram alcançados usando o glutaraldeído como ativante do suporte e estabilizador da enzima. A proporção otimizada entre enzima e suporte foi 15-20 mg/g. A atividade de β-galactosidase imobilizada em torno de 650 U/g.
Klein, (2010) analisou o efeito da utilização da enzima β-galactosidase frente o processo de cristalização da lactose no doce de leite. Foram avaliadas as seguintes concentrações de enzimas: 0 a 0,4g/L. A verificação do grau de cristalização do produto foi realizada por análise sensorial após 30, 60, 90 e 180 dias de armazenamento à temperatura ambiente, por provadores previamente treinados. Constatou-se que a concentração de 0,2 g/L de β-galactosidase utilizada (23,16 % de hidrólise da lactose) foi suficiente para que a arenosidade no doce de leite não fosse percebida sensorialmente, durante todo o período considerado.
De acordo com Chanalia et al., (2018) que analisaram a utilização da β-galactosidase para hidrólise da lactose e síntese de GOS, mostram que a enzima apresentou uma ótima estabilidade de pH e temperatura com uma leve ativação na presença do íon Ca+2 o que revela ser adequada para o processamento do leite na produção de alimentos com baixo teor de lactose e consequente síntese de prebióticos.
Outra aplicação de extrema necessidade e com grande avanço na indústria farmacêutica se refere à utilização ampla de enzimas como agentes terapêuticos. Por administração oral em uso clinico ou como coadjuvantes no tratamento de patologias especificas como doença celíaca e a fenilcetonúria (Fuhrmann e leroux, 2014). Como medicamento essas biomoléculas são de
grande interesse para indústria em virtude da sua elevada atividade, seletividade e pela a possibilidade de manipulação das suas propriedades. No entanto, o uso de enzimas em grau farmacêutico administrada via oral é um aspecto desafiador devido ao potencial de inativação desta molécula em ambiente hostil gastrointestinal (Wang et al., 2009).
Diante do exposto, a busca de alternativas biotecnológicas viáveis para o tratamento dos resíduos agroindustriais e o desenvolvimento de novos produtos, marca a relevância desta pesquisa por estudar técnicas acessíveis e eficientes que permitam o aproveitamento do soro do queijo “coalho” para produção, recuperação e aplicação da β-galactosidase na indústria de alimentícia.
O capítulo a seguir por meio de artigos evidencia as técnicas de bioprocessos utilizadas para obtenção, recuperação e aplicação da enzima. O artigo 1 contextualiza o perfil de co-produção de β-galactosidase e etanol por leveduras Kluyveromyces marxianus ATCC 36907 e Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 usando lactose do soro de queijo "coalho" como fonte de carbono. O artigo 2 utiliza o extrato enzimático de β-galactosidase produzido por
Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279 com a finalidade de recuperar e purificar a enzima por
cromatografia de troca iônica, em coluna de leito fixo, avaliando a influência do pH e da força iônica. E por fim o artigo 3 utiliza a β-galactosidase produzida por Kluyveromyces lactis NRRL Y-8279, parcialmente purificada por cromatografia de troca iônica e imobilizada com alginato de sódio para avaliar as condições de hidrólise da lactose do soro de queijo "coalho" e sua possivel aplicação na indústria alimentícia.
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