Modelación de la síntesis de Galacto-oligosacáridos (GOS) en la elaboración de una bebida láctea fermentada simbiótica utilizando β-galactosidasa

El descubrimiento de la capacidad prebiótica de los Galacto-oligosacáridos (GOS) y su reconocimiento por parte de la UE y la FDA, ha motivado a explorar el potencial de enzimas de diferentes fuentes para la producción de GOS en la industria alimentaria, principalmente para la prevención de enfermedades gastrointestinales y para el crecimiento selectivo de bacterias probióticas. En este proyecto se propuso elaborar y evaluar una bebida láctea fermentada con microorganismos probióticos y GOS. Para alcanzar este objetivo, inicialmente se realizó la evaluación experimental de la cinética enzimática de producción de GOS a partir de la enzima β-galactosidasa proveniente de Aspergillus oryzae, usando como factores la concentración inicial de lactosa (30%, 35% y 40% m/v ) y relación enzima/lactosa (R : 0.2, 0.4 y 0.6%), luego de este proceso se evaluó la cinética fermentativa de producción de ácido láctico y biomasa empleando la cepa probiótica L. acidophilus, con esta información se hizo la correlación de los parámetros del modelo enzimático mediante dos balances de reacción y correlación de la reacción fermentativa mediante el modelo de Monod, luego en base a los parámetros estimados se optimizó la concentraciones de GOS usando los valores iniciales como variables de decisión y finalmente se realizó una validación experimental de la producción de ácido láctico, carbohidratos y parámetros sensoriales de la bebida láctea elaborada, obteniendo como resultados de la reacción enzimática un mayor rendimiento (73.55g/L de GOS en un tiempo de 60 min) cuando se usó 40% de lactosa inicial y R: 0.2%; se obtuvo 1.2% de acidez y 5% p/p de biomasa luego de 26 h de reacción fermentativa y se evidenció una disminución de GOS en el transcurso de este proceso, adicionalmente se obtuvieron los parámetros correspondientes a las cinéticas enzimática y fermentativa y los siguientes valores óptimos: 40% de lactosa inicial, R:0.15%, 20 min de reacción enzimática y 17h de reacción fermentativa permitiendo así una menor disminución de los GOS en el proceso fermentativo. Finalmente se realizó la validación de los modelos obteniéndose un porcentaje de error de 19.7% y 0.0069% en el contenido de GOS de las reacciones enzimática y fermentativa respectivamente, lo cual permite concluir que se logró obtener una bebida láctea fermentada con un contenido de GOS de 2.9 g / porción de 200g, de tal forma que el consumo de dos porciones suple los valores diarios recomendados del prebiótic