Condições operacionais na hidrólise enzimática da lactose em reator a membrana

Abstract

A hidrólise enzimática da lactose presente no soro lácteo é uma das possibilidades mais atrativas para utilização deste composto que é produzido em milhões de toneladas anualmente em todo o mundo. Atualmente, parte deste soro é utilizada para nutrição humana e animal e o restante é descartado no meio ambiente. Além da lactose, o soro apresenta em sua composição proteínas de alto valor biológico que podem ser concentradas por evaporação, precipitação ou ultrafiltração. Uma das possibilidades para valorização do soro lácteo com relação à lactose é sua hidrólise em reatores a membrana que apresenta a vantagem de permear continuamente o hidrolisado, mantendo-se a enzima ativa no retentado. Desta forma, maior quantidade de lactose pode ser hidrolisada por unidade de enzima. Sabe-se que enzimas podem interagir com superfícies hidrofóbicas, que são comuns em muitas membranas poliméricas. Portanto, é importante pesquisar se esta interação pode levar a uma perda de atividade catalítica da enzima adsorvida. Isto pode ocorrer devido à possibilidade da enzima utilizar o seu sítio ativo na adsorção, perdendo parte de sua atividade. Este trabalho teve como objetivo estudar a hidrólise da lactose a partir do permeado resultante da concentração de leite por ultrafiltração, verificando-se a influência das peptonas sobre a ação da enzima ß-galactosidase. Verificou-se, também, a atividade da enzima adsorvida na superfície da membrana e a capacidade de retenção da enzima pelas membranas. A hidrólise da lactose foi estudada em reator a membrana de fluxo perpendicular. Foram utilizadas membranas planas de polifluoreto de vinilideno (PVDF) e de poliétersulfona (PES), ambas com ponto de corte de 10 kDa. Foram utilizadas duas marcas comerciais de ß-galactosidase (Kluyveromyces lactis), Lactozym® 3000 L HP-G e Maxilact® L-5000. A taxa de hidrólise foi determinada através da pesquisa de glicose, um dos produtos da hidrólise, através de kit colorimétrico-enzimático. A maior atividade da enzima Lactozym foi na concentração de 0,4 g.L-1, a 40°C e pH 6,8 e a melhor atividade da enzima Maxilact, na concentração de 0,2 g.L-1, a 35°C e pH 6,8. Os resultados mostraram que a membrana foi capaz de reter totalmente a enzima lactase no reator, conseguindo-se até 95% de hidrólise da lactose após 90 minutos de processo, à temperatura de 35oC e pH 6,8. As peptonas do permeado foram removidas através de aquecimento e centrifugação e seu efeito sobre o fluxo permeado e a taxa de hidrólise foi investigado. A remoção das peptonas do soro fez aumentar o fluxo permeado em até 150% e a taxa de hidrólise em até 20%. Ficou evidenciado que a enzima adsorvida na superfície da membrana apresentou pouca atividade hidrolítica.