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Título en lengua extranjera

Develop of kinetic model for the production of galactooligosaccharides GOS from whey using the enzyme free & immobilized with β-galactosidase from A.oryzae

Tutor 1

Castro Moreno, German Andrés

Resumen

Los galactooligosacaridos (GOS) son prebióticos funcionales que se producen a través de reacciones enzimáticas ( hidrólisis y transgalactosilación), que son fundamentales para la conversión de lactosa en GOS. Productos como estos, son fundamentales en la industria alimentaria debido a las funciones digestivas benéficas que cumplen en el organismo. En este proyecto se correlacionaron los parámetros de un modelo cinético que describe la producción de GOS usando la enzima β-galactosidasa de A.oryzae en estado libre e inmovilizado. El lactosuero en polvo desmineralizado se dispuso como sustrato principal de la reacción, este se caracterizó evaluando los parámetros de pH, acidez, humedad y contenido de azucares, al igual que la actividad catalítica de la enzima evaluada con el protocolo de o-NPG. El diseño experimental empleado incluyo 3 concentraciones enzimáticas: 0.16, 0.41 y 0.66 mg enzima/g lactosa evaluada a través del tiempo en 0, 10, 20, 40 y 80 minutos. Los experimentos fueron elaborados en dos repeticiones y los azucares presentes en todas las muestras fueron cuantificadas por HPLC-RI. Se pudo comprobar que con el uso de la enzima libre se obtuvo una concentración máxima de 50 g/L en los primeros 40 minutos a comparación con su contraparte inmovilizada, en el que se obtuvo una producción máxima de 54 g/L en el mismo tiempo, evidenciando una aumento en los rendimiento de producción de GOS en un 7.4%, esta experimentación fue ajustada a un modelo de primer orden para la producción de oligosacáridos en tercer grado de polimerización, con el fin de obtener los mejores parámetros cinéticos a través de algoritmos genéticos, obteniendo así un índice de correlación de 0.9059 para la enzima libre y 0.9240 para la enzima inmovilizada lo que indica el buen ajuste de los datos experimentales con el modelo propuesto, de este modelo desarrollado a base de algoritmos genéticos, para finalizar este modelo propuesto fue validado con datos extraídos de otras investigaciones consultadas determinando también los parámetros cinéticos de estas y comparándolos con los resultados de este trabajo.

Resumen en lengua extranjera 1

Galactooligosaccharides (GOS) are functional prebiotics that are produced through enzymatic reactions (hydrolysis and transgalactosylation), which are essential for the conversion of lactose to GOS. Products like these are essential in the food industry due to the beneficial digestive functions they fulfill in the body. In this project, the parameters of a kinetic model that describes the production of GOS using the enzyme β-galactosidase from A.oryzae in free and immobilized state were correlated. The demineralized powdered whey was used as the main substrate of the reaction, it was characterized by evaluating the parameters of pH, acidity, humidity and sugar content, as well as the catalytic activity of the enzyme evaluated with the o-NPG protocol. The experimental design used included 3 enzyme concentrations: 0.16, 0.41 and 0.66 mg enzyme / g lactose evaluated over time in 0, 10, 20, 40 and 80 minutes. The experiments were carried out in two repetitions and the sugars present in all the samples were quantified by HPLC-RI. It was found that with the use of free enzyme a maximum concentration of 50 g / L was obtained in the first 40 minutes compared to its immobilized counterpart, in which a maximum production of 54 g / L was obtained in the same time. , showing an increase in GOS production yield by 7.4%, this experimentation was adjusted to a first order model for the production of oligosaccharides in the third degree of polymerization, in order to obtain the best kinetic parameters through algorithms thus obtaining a correlation index of 0.9059 for the free enzyme and 0.9240 for the immobilized enzyme, which indicates the good fit of the experimental data with the proposed model, of this model developed based on genetic algorithms, to finalize this proposed model was validated with data extracted from other researches consulted, also determining the kinetic parameters of these and comparing them with the results of this study

Programa académico

Ingeniería de Alimentos

Palabras clave

Galactooligosacaridos, β-galactosidasa, prebióticos, Modelo cinético, Inmovilización enzimática, A.oryzae

Tipo de documento

Trabajo de grado - Pregrado

Licencia Creative Commons

Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License.

Fecha de elaboración

Spring 5-11-2021

Programa académico

Ingeniería de Alimentos

Facultad

Facultad de Ingeniería

Publisher

Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería de Alimentos

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