Ensaios de hidrólise enzimática da lactose em reator a membrana utilizando beta-galactosidase Kluyveromyces lactis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.O soro de leite é o subproduto principal da indústria laticínia. Devido ao seu elevado poder poluente e a dificuldade de sua eliminação, as empresas estão buscando alternativas para o reaproveitamento dos componentes do soro, principalmente das proteínas e da lactose. A lactose é um dissacarídeo que pode ser hidrolisado através dos métodos ácido ou enzimático, fornecendo como produtos glicose e galactose. No processo enzimático é utilizada b-D-galactosidase, que pode ser extraída de plantas, animais, fungos, bactérias e leveduras. Neste trabalho, a lactose presente no permeado do soro de leite foi hidrolisada em um reator a membrana utilizando-se lactase (b-D-galactosidase) Kluyveromyces lactis Maxilact® L-5000. O grau de hidrólise foi determinado para diversas condições operacionais de temperatura (30, 35, 40, 45 e 50 ºC), pH (4, 5, 6 e 7) e concentração de enzima (400, 1250 e 2000 mg.L-1). Foram obtidas conversões entre 90 e 100% para temperaturas entre 30 e 40 ºC, pH 6 e concentração de enzima de 1250 mg.L-1. A hidrólise foi realizada em um reator utilizando uma membrana de PVDF-DMF com alta porosidade que permitiu a passagem de compostos com baixa massa molecular, como a glicose, galactose e lactose, e impediu a permeação das enzimas, moléculas com alta massa molecular. A possibilidade da interação entre a enzima e a membrana foi verificada através das análises de FTIR # Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier e MEV # Microscopia Eletrônica de Varredura, realizadas na membrana nova e após sua utilização na célula de ultrafiltração. Ensaios foram realizados para comparar a hidrólise da lactose do soro de leite utilizando dois modelos de reator: reator operado em batelada e reator a membrana. As condições operacionais nos dois experimentos foram as mesmas, temperatura de 40 ºC, pH 6 e concentração de enzima de 1250 mg.L-1. O reator a membrana mostrou-se mais eficiente, convertendo 92% da lactose em glicose e galactose, contra 82% do reator operado em batelada