Optimización de la síntesis de galactooligosacáridos (GOS) potencialmente prebióticos por Propionibacterium acidipropionici LET120

SAEZ GD; ZARATE G; FARA A; MONTILLA A; PALACIOS J

Córdoba

Congreso; VII Congreso Internacional Ciencia y Tecnología de los Alimentos 2018; 2018

Ministerio de Ciencia y Tecnología de la provincia de Córdoba

El lactosuero es un desecho de la industria láctea que puede usarse como alternativa de bajo costo para la producción de biomasa de microorganismos de interés tecnológico y probiótico y; por su elevada concentración de lactosa, como sustrato para la producción de galactooligosacáridos (GOS). Los GOS son carbohidratos no digeribles que se producen por transglicosilación de la lactosa catalizada por la enzima β-galactosidasa. Se trata de compuestos prebióticos con capacidad de modular positivamente la microbiota intestinal promoviendo el crecimiento de microorganismos beneficiosos como lactobacilos y bifidobacterias, por lo que se utilizan en la formulación de alimentos funcionales. En estudios previos, demostramos por primera vez la síntesis de GOS por propionibacterias lácteas a partir de soluciones de lactosa y lactulosa. El objetivo del presente trabajo fue determinar las condiciones óptimas para la síntesis de GOS a partir de permeado de suero lácteo (PS) en la búsqueda de alternativas de reaprovechamiento de este efluente industrial. A tal fin, P. acidipropionici LET 120 fue crecida en presencia de lactosa (5 g/L) para inducir la síntesis de β-galactosidasa, la cual fue usada como enzima libre en extractos obtenidos por disgregación mecánica de las células (ELC) con prensa French. La actividad enzimática fue determinada por método colorimétrico, midiendo la velocidad de hidrólisis del sustrato sintético o-nitrofenil-β-D-galactopiranósido (ONPG) a 420 nm. La capacidad de LET 120 de sintetizar GOS se ensayó incubando el ELC, en relación 1:1 con PS a una concentración de 180 g/L de lactosa. El efecto de la concentración de sustrato, pH, temperatura y concentración de enzima, en la producción de GOS, fue estudiado empleando un diseño experimental en bloques al azar con valores de pH entre 5,0 y 7,0, temperaturas entre 40 y 60ºC, concentración de enzima entre 1 y 2,5 U/mL y tiempos de reacción entre 0,5 y 10,5 h. La cuantificación de los carbohidratos obtenidos se realizó por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Los GOS obtenidos en las condiciones óptimas fueron parcialmente purificados por adsorción en carbón activo y posteriormente fermentados con Saccharomyces cerevisiae (30ºC, 24 h). P. acidipropionici LET 120 fue capaz de producir trisacáridos en todas las condiciones ensayadas, mientras que se obtuvieron tetrasacáridos solo a partir de las 5 h de reacción, pH 6,0-6,5, y en mayor concentración (1,66-1,94 g/L) a temperaturas elevadas (50-55°C). La mayor producción de GOS se obtuvo con 1,5 /mL de β-gal, pH 6, 50ºC y 5,5 h y fue de 19,08 g/L. En general, se observó disminución en la concentración de trisacáridos a medida que disminuyó la concentración de enzima y el pH de la reacción. El tratamiento de los GOS con carbón activo y posterior fermentación con S. cerevisiae fue evaluado por cromatografía en capa fina (TLC), observándose disminución de mono y di-sacáridos con respecto a los GOS sin tratar. La evaluación del potencial prebiótico de los GOS producidos por propionibacterias sobre cepas de Lactobacillus sp. y Bifidobacterium sp. se encuentra actualmente en curso.