Produção biotecnológica de galacto-oligossacarídeos (GOS) a partir do soro do queijo porungo
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15107 |
Resumo: | The use of agro-industrial residues associated with enzymatic process technology has encouraged the development of new strategies for obtaining bioproducts, such as galactooligosaccharides (GOS). The β-galactosidase enzyme is widely used on production of lactose-free products and, recently, studies on the production of GOS have emerged to take advantage of the main residue of dairy industries – cheese whey. This is a substrate rich in lactose, contributing as an alternative and low-cost source for obtaining GOS, oligosaccharides that act as prebiotics. One way to obtain GOS is using the enzymatic immobilization technique, which allows for several advantages, including the reuse of the biocatalyst, the reduction of maintenance costs and the improvement of thermal stability. In this context, this project aimed to study the use of porungo cheese whey, a dairy product characteristic of the southwest of São Paulo, to produce GOS through the immobilized β-galactosidase enzyme. The work was divided into two moments, in which, in the first, two enzymatic immobilization strategies were evaluated (calcium alginate and calcium alginate-Concanavalin A) in relation to the optimum pH and temperature of the enzyme. In the second moment, obtaining GOS was tested using the most promising immobilization support on different substrates (lactose solution and cheese whey) and then from different concentrations of lactose added to porungo cheese whey (200 g L-1 to 400 g L-1) and temperatures (37 °C to 55 °C). Enzyme immobilization allowed us to verify an increase in the optimal pH range (7.0 to 7.5) for the calcium alginate support when compared to the free enzyme pH range (6.5), while for the calcium alginate support Calcium-Concanavalin A, a greater enzymatic activity was observed at lower pHs (6.0). With respect to temperature, a greater enzymatic activity was observed for the free enzyme in relation to the two immobilization supports tested. Higher GOS yields were observed in porungo cheese whey (63.2%) compared to the lactose solution (41.1%), which was used in the next step to evaluate the process conditions. The maximum GOS yield was 17.73%, with 61.4% lactose conversion, at 46 °C and 400 g L-1. These results suggest the possible use of porungo cheese whey as a substrate in the biotechnological production of GOS. |
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This is a substrate rich in lactose, contributing as an alternative and low-cost source for obtaining GOS, oligosaccharides that act as prebiotics. One way to obtain GOS is using the enzymatic immobilization technique, which allows for several advantages, including the reuse of the biocatalyst, the reduction of maintenance costs and the improvement of thermal stability. In this context, this project aimed to study the use of porungo cheese whey, a dairy product characteristic of the southwest of São Paulo, to produce GOS through the immobilized β-galactosidase enzyme. The work was divided into two moments, in which, in the first, two enzymatic immobilization strategies were evaluated (calcium alginate and calcium alginate-Concanavalin A) in relation to the optimum pH and temperature of the enzyme. In the second moment, obtaining GOS was tested using the most promising immobilization support on different substrates (lactose solution and cheese whey) and then from different concentrations of lactose added to porungo cheese whey (200 g L-1 to 400 g L-1) and temperatures (37 °C to 55 °C). Enzyme immobilization allowed us to verify an increase in the optimal pH range (7.0 to 7.5) for the calcium alginate support when compared to the free enzyme pH range (6.5), while for the calcium alginate support Calcium-Concanavalin A, a greater enzymatic activity was observed at lower pHs (6.0). With respect to temperature, a greater enzymatic activity was observed for the free enzyme in relation to the two immobilization supports tested. Higher GOS yields were observed in porungo cheese whey (63.2%) compared to the lactose solution (41.1%), which was used in the next step to evaluate the process conditions. The maximum GOS yield was 17.73%, with 61.4% lactose conversion, at 46 °C and 400 g L-1. These results suggest the possible use of porungo cheese whey as a substrate in the biotechnological production of GOS.O aproveitamento de resíduos agroindustriais associado à tecnologia de processos enzimáticos tem incentivado o desenvolvimento de novas estratégias para a obtenção de bioprodutos, tais os galacto-oligossacarídeos (GOS). A enzima β-galactosidase é amplamente utilizada na produção de produtos sem lactose e, recentemente, estudos acerca da produção de GOS tem emergido como forma de aproveitar o principal resíduo das indústrias de laticínios – o soro de queijo. Este se configura como um substrato rico em lactose, contribuindo como fonte alternativa e de baixo custo para a obtenção de GOS, oligossacarídeos que atuam como prebióticos. Uma das formas de obtenção de GOS é através do uso da técnica de imobilização enzimática a qual permite diversas vantagens, entre as quais, a reutilização do biocatalizador, a redução do custo de manutenção e melhora a estabilidade térmica. Neste contexto, o presente projeto visou estudar o aproveitamento do soro do queijo porungo, um produto lácteo característico do sudoeste paulista, para a produção de GOS através da enzima β-galactosidase imobilizada. O trabalho foi dividido em dois momentos, em que no primeiro, duas estratégias de imobilização enzimática foram avaliadas (alginato de cálcio e alginato de cálcio-Concanavalina A) com relação ao pH e temperatura ótimos da enzima. No segundo momento, a obtenção de GOS foi testada utilizando o suporte de imobilização mais promissor em diferentes substratos (solução de lactose e soro de queijo) e em seguida, a partir de diferentes concentrações de lactose ajustadas no soro de queijo (200 g L-1 a 400 g L-1) e temperaturas (37 ºC a 55 ºC). A imobilização da enzima permitiu verificar um aumento da faixa de pH ótimo (7,0 a 7,5) para o suporte alginato de cálcio quando comparado a faixa de pH da enzima livre (6,5), enquanto que para o suporte alginato de cálcio-Concanavalina A, uma maior atividade enzimática foi observada para pHs mais baixos (6,0). Com relação a temperatura, a atividade enzimática foi observada maior para a enzima livre em relação aos dois suportes de imobilização testados. Maiores rendimentos de GOS foram observados em soro de queijo de porungo (63,2%) em comparação com a solução de lactose (41,1%), o qual foi empregado na etapa seguinte para avaliar as condições de processo. O rendimento máximo de GOS foi de 17,73%, com conversão de lactose de 61,4%, a 46 °C e 400 g L -1. Esses resultados sugerem a possível utilização do soro de queijo porungo como substrato na produção biotecnológica de GOS.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus Lagoa do SinoEngenharia de Alimentos - EAl-LSUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessSoro de queijoβ-galactosidaseGalactooligossacarídeos (GOS)Cheese wheyGalactooligosaccharides (GOS)CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS::CIENCIA DE ALIMENTOSProdução biotecnológica de galacto-oligossacarídeos (GOS) a partir do soro do queijo porungoBiotechnological production of galacto-oligosaccharides (GOS) from porungo cheese wheyinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis60059050b69-0564-4600-b371-883a32175b80reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTCC_VersãoFinal_OFICIAL.pdfTCC_VersãoFinal_OFICIAL.pdfTCC_arquivoapplication/pdf988879https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15107/1/TCC_Vers%c3%a3oFinal_OFICIAL.pdfabc9f7658874743f7346f51adf92d4afMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15107/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTTCC_VersãoFinal_OFICIAL.pdf.txtTCC_VersãoFinal_OFICIAL.pdf.txtExtracted texttext/plain89697https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15107/3/TCC_Vers%c3%a3oFinal_OFICIAL.pdf.txt66e327dfe8f91cd5918478536369812cMD53THUMBNAILTCC_VersãoFinal_OFICIAL.pdf.jpgTCC_VersãoFinal_OFICIAL.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6025https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15107/4/TCC_Vers%c3%a3oFinal_OFICIAL.pdf.jpg58fb4049aa807fd6d3ed6d07984a287cMD54ufscar/151072023-09-18 18:32:19.618oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/15107Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:19Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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