In a single-stage process with the simultaneous addition of β -galactosidase and lactic culture, the lactose conversion, the processing time, viscosity and syneresis were evaluated. Fermentation was promoted by lactic culture containing two probiotic microorganisms, Bifidobacterium animalis and Lactobacillus acidophilus, associated with the typical microorganisms of yogurt.An enzymatic preparation containing β -galactosidases from Kluyveromyces lactis and Aspergillus niger was used. , enzyme concentration of 0.5 g L -1 and enzyme addition at the beginning of fermentation. In these conditions, a decrease in processing time (from 4.55 to 3.68 h) and an increase in lactose conversion (from 15.2 to 97.9%) were observed in relation to the fermentation without enzyme addition, and no detrimental changes in some physical properties of yogurt (viscosity, and syneresis).Index terms: Enzymatic catalysis, lactose hydrolysis, yogurt physical properties, β -galactosidase. RESUMONo processo em um único estágio com a adição simultânea de β -galactosidase e de cultura lática, foram avaliadas a conversão da lactose, o tempo de processamento, a viscosidade e a sinérese. A fermentação foi promovida por cultura láctica, contendo dois micro-organismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus acidophilus, associados aos micro-organismos característicos do iogurte. Foi utilizado um preparado enzimático contendo β -galactosidases obtidas de Kluyveromyces lactis e de Aspergillus niger.Os efeitos da concentração inicial de lactose, concentração de enzima e tempo de adição da enzima foram avaliados por meio de um planejamento experimental (2 3 ensaios mais três pontos centrais). As seguintes condições foram estabelecidas: concentração inicial de lactose de 91 g L -1, concentração de enzima de 0.5 g L -1 e adição da enzima no início da fermentação. Nessas condições, um decréscimo no tempo de processamento (de 4,55 h para 3,68 h) e um incremento na conversão de lactose (de 15,2% para 97,9%) foram observados em relação à fermentação sem a adição da enzima, sem alterações prejudiciais em algumas propriedades físicas do iogurte (viscosidade, e sinérese). Termos para indexação:Catálise enzimática, hidrólise da lactose, propriedades físicas do iogurte, β -galactosidase.

SummaryLactose conversion and the production of galactooligosaccharides (GOS) were evaluated in a simultaneous bioprocess using probiotic microorganisms and the addition of β-galactosidases, lagged or otherwise. The fermentation was carried out using normal yogurt cultures, Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus, associated with two probiotic microorganisms, Bifidobacterium animalis and Lactobacillus acidophilus. An enzymatic preparation containing β-galactosidases of distinct origins, obtained from Kluyveromyces lactis and Aspergillus niger was used. The simultaneous bioprocess was evaluated, varying the initial lactose and enzyme concentrations and also the time of addition of the enzymes, with a lag in the enzyme application in relation to the beginning of fermentation. The results indicated a positive impact on lactose conversion, reducing the disaccharide concentration by between 97.7 and 99.7%, as compared to 13.8 and 19.8% in fermentations without enzyme addition, obtaining between 2.7 and 4.2 g.L -1 GOS in the lagged processes carried out with the highest initial lactose concentration and the addition of the lowest enzyme concentration. Key words: Enzyme catalysis; Lactose conversion; Lactic fermentation; GOS. ResumoEm bioprocesso simultâneo conduzido por microrganismos probióticos e através da adição, defasada ou não, de β-galactosidases, foram avaliadas a redução da lactose e a obtenção de galacto-oligossacarídeos (GOS). A fermentação foi conduzida por culturas características de iogurte, Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus, associadas a dois microrganismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus acidophilus. Foi utilizado um preparado enzimático contendo β-galactosidases de origens distintas, obtidas de Kluyveromyces lactis e de Aspergillus niger. O bioprocesso simultâneo foi avaliado variando as concentrações iniciais de lactose e de enzima, e o tempo de adição da enzima, caracterizando uma defasagem na aplicação da enzima em relação ao início da fermentação. Os resultados indicaram um impacto positivo na conversão da lactose, reduzindo entre 97,7 e 99,7% a concentração desse dissacarídeo, em comparação com 13,8 e 19,8% nas fermentações sem adição de enzima, bem como a obtenção de GOS entre 2,7 e 4,2 g.L -1 nos processos defasados realizados com concentração inicial máxima de lactose e com concentração mínima de enzima adicionada. Palavras-chave: Catálise enzimática; Conversão da lactose; Fermentação lática; GOS.Lactose conversion and the synthesis of galactooligosaccharides in a simultaneous lagged bioprocess using β-galactosidases and probiotic microorganisms Conversão da lactose e síntese de galacto-oligossacarídeos em bioprocesso simultâneo defasado com β-galactosidases e microrganismos probióticos Autores | Authors

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RESUMO A fermentação sourdough para a produção de pães é fortemente motivada por seus efeitos benéfi cos quanto ao sabor, textura, vida de prateleira e pelas propriedades nutricionais dos produtos obtidos. Nesta pesquisa, estudou-se a aplicação dos micro-organismos

ResumoOs processos enzimáticos que seguem o modelo cinético de Michaelis-Menten foram estudados a partir de diferentes propostas para descrever a etapa de inibição reversível. As propostas de inibição foram comparadas a partir de um processo genérico, onde as constantes cinéticas receberam valores unitários e o valor numérico da concentração de substrato foi dez (10) vezes superior ao valor numérico da concentração de enzima. Para cada proposta de modelo de inibição foram obtidas soluções numéricas a partir de sistema não linear de equações diferenciais ordinárias, gerando gráficos que apresentaram, separadamente, a variação das concentrações da enzima, dos complexos enzimáticos, do substrato e do produto da reação. Foi obtido um modelo, dentre as propostas avaliadas, com desempenho indicando comportamento similar ao verificado no modelo clássico de Michaelis-Menten, onde o complexo de reação é rapidamente formado e, ao longo do processo, decai até tender a zero. Em contrapartida, diferentemente do modelo clássico, na nova proposta de modelo o efeito de inibição começa em zero e, ao longo do processo, tende ao valor nominal da concentração inicial da enzima. Tais respostas mostraram-se válidas para valores distintos de concentração de enzima e de tempo de processo, mostrando robustez e indicando uma tendência do somatório do substrato e do produto atingir o valor nominal da concentração inicial do substrato ao longo do tempo de processamento.