Produção de isomaltulose a partir da transformação enzimática da sacarose, utilizando-se Erwinia sp D12 imobilizada com alginato de cálcio

Abstract

-INTRODUÇÃOAtravés de métodos biotecnológicos e enzimáticos é possível obter monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos derivados da sacarose, de importância para a indústria de alimentos e farmacêutica. Uma das transformações possíveis consiste na conversão da sacarose em isomaltulose através do uso de glicosiltransferase microbiana [12].A isomaltulose (6-0-α-D-glicopiranosil-D-frutofuranose) é um dissacarídeo redutor, isômero estrutural da sacarose (2-0-α-D-glicopiranosil-D-frutofuranose), encontrado naturalmente no mel e no caldo de canade-açúcar. A isomaltulose, também conhecida como palatinose, possui um sabor adocicado suave e propriedades físicas e organolépticas muito similares às da sacarose. A solubilidade da isomaltulose é aproximadamente a metade da sacarose, o que facilita a sua separação na etapa de cristalização [11].Devido ao baixo potencial cariogênico, a isomaltulose é utilizada comercialmente na produção de doces e gomas de mascar. A cárie dentária é a mais prevalente doença entre a população humana civilizada. A microbiota oral é constituída de microrganismos que geram ácidos através da degradação de carboidratos, levando a formação das cáries. A produção de ácidos pelo Streptococcus mutans é menor a partir de isomaltulose, quando comparado com a utilização da sacarose. A isomaltulose é também empregada na produção de isomalte, um açúcar-álcool formado por quantidades equimolares de dois isômeros SUMMARY PRODUCTION OF ISOMALTULOSE FROM ENZYMATIC TRANSFORMATION OF SUCROSE, USINGErwinia sp D12 IMMOBILIZED WITH CALCIUM ALGINATE. The glucosyltransferase of Erwinia sp D12 is able to convert sucrose into isomaltulose (6-0-α-D-glucopyranosyl-Dfructofuranose), an alternative sugar which presents low cariogenic potential, and can be used to produce chocolate, chewing gum and candy. The isomaltulose is also used to produce isomalt, a mixture of alcohol-sugar with a low caloric value and low cariogenicity power.In the study of the influence of the components of the culture medium in the glucosyltransferase production in flasks under shaking conditions, the highest activity (12.8 units of activity /mL of culture medium) was obtained in culture medium A, containing molasses 12% (p/v) of the total soluble solid, peptone 4% (p/v) and meat extract 0,4% (p/v). In the study of the effects of time and temperature on the fermentation of Erwinia sp D12 in a 3L New Brunswick fermentor containing culture medium A. the highest glucosyltransferase activity (15.6 units of activity /mL of culture medium) was obtained during the exponential growth phase after 8 hours of fermentation at 30ºC. In the production of isomaltulose from enzymatic transformation of sucrose by Erwinia sp D12 cells immobilized in calcium alginate, the effects of the temperature (25-35ºC) and substrate concentration (12,5-60%) were evaluated, the yield of isomaltulose was approximately 50%, from sucrose solutions ranging from 20 to 30% at 35ºC. Excess of sucrose affected the activity of the immobilized cell, decreasing con...

Produção de isomaltulose, um substituto da sacarose, utilizando glicosiltransferase microbiana

“…28,29 . O uso de microrganismos como biocatalisadores para obtenção de determinadas substâncias tem suas vantagens, como a alta capacidade de multiplicação e alta flexibilidade de utilização, graças ao seu poder de adaptação às várias situações nutricionais, modificando seu metabolismo de acordo com a oferta de nutrientes do meio 30 . Entre os sistemas de produção de isomaltulose, existem os de enzima livre 21 A maioria dos microrganismos produtores de glicosiltransferase, que converte sacarose em isomaltulose, foi fermentada em meio de cultivo contendo peptona, sacarose, extrato de levedura, extrato de carne e sais.…”

Production of isomaltulose obtained by Erwinia sp. cells submitted to different treatments and immobilized in calcium alginate

“…The maximum immobilized cell activity, at a pH of 5.5, was observed after 3 hours and it was proportional to the amount of cells, yielding conversions of 18, 30 and 44% for 10, 20 and 40 mg of cells.mL -1 of solution, respectively. Moraes et al (2005) obtained the maximum conversion of sucrose into 56.4% isomaltulose when a 19.4% sucrose solution was circulated through packed bed columns (25 × 200 mm) crystals of isomaltulose after syrup clarification and purification converted to 96.5% purity.…”

“…The steps of clarification, purification and crystallization of isomaltulose were performed according to Moraes et al (2005), with modifications.…”

Glucosyltransferase production by Klebsiella sp. K18 and conversion of sucrose to palatinose using immobilized cells

“…Moraes et al (9) using the strain Erwinia sp obtained a glucosyltranferase activity of 15.61 U mL -1 after 8 h of fermentation at 30ºC, whose culture medium was composed by sugar cane molasses 12% (w/v), bacteriological peptone 4% (w/v) and beef extract 0.4% (w/v). The glucosyltransferase production from Erwinia sp was lower during fermentation at 32ºC, due to enzyme thermosensibility.…”

“…Tsuyuki et al (14) obtained 65.4% of palatinose from a 20% sucrose solution using Klebsiella planticola MX10 cells immobilized . Moraes et al (9) studied the effects of sucrose concentration on palatinose production, using Erwinia sp immobilized cells in calcium alginate. Cells (20% wet cells/v) entrapped in 1% alginate were packed in column reactors and sucrose solutions of different concentrations (12.5-60%, w/v) were passed through the columns.…”