Enzymatic synthesis of galactooligosaccharides and lactulose in whey-permeate after the ultrafiltration of whey

Przedstawiono wyniki badań dotyczące technologicznych możliwości sterowania procesem transgalaktozylacji laktozy, katalizowanym przez handlowe preparaty β-galaktozydazy, w permeacie po ultrafiltracji serwatki, w celu poprawy wydajności syntezy galaktooligosacharydów (GOS) i/lub laktulozy. Wykazano, że o wydajności procesu decyduje dobór preparatu β-galaktozydazy, stężenie substratu, a w syntezie laktulozy proporcja laktozy i fruktozy dodawanej do mieszaniny reakcyjnej. Uzyskaną wydajność syntezy GOS, a przede wszystkim laktulozy w ilości 65 g/dm³, można uznać jako zadowalającą. Korzystną zawartość GOS, tj. 13,7 %, w sacharydach uzyskano po procesie prowadzonym w 10 % roztworze laktozy, w reakcji katalizowanej przez Ha-Lactase. Efektem przeprowadzonych badań jest propozycja technologii koncentratów GOS lub laktulozy (zagęszczonych lub suszonych) z wykorzystaniem (jako źródła laktozy) permeatu po ultrafiltracji mleka lub serwatki. Otrzymane koncentraty galaktooligosacharydów można stosować jako źródło prebiotyków do produkcji prozdrowotnej żywności, pasz lub preparatów farmaceutycznych. Zaproponowana technologia pozwala na bezodpadowe zagospodarowania permeatów po UF mleka lub serwatki. W dalszych pracach z tego zakresu planowane są doświadczenia mające na celu ocenę warunków ciągłej syntezy GOS i/lub laktulozy z użyciem immobilizowanych enzymów.The results are presented of a research into technological possibilities of controlling the transgalactosylation process of lactose, catalyzed by the commercially available β-galacosidases, in a permeate obtained after the ultrafiltration of whey, in order to improve the efficiency of GOS and/or of lactulose synthesis. It was proved that the selected β-galactosidase and the substrate concentration decided on the efficiency of synthesis, and, in the case of the synthesis of lactulose, the ratio of lactose and fructose amounts as added to the reaction mixture. The efficiency of GOS synthesis and, first of all, of lactulose (65 % m/V in total saccharides) is found acceptable. A favourable content of GOS, i.e. 13.7 %, in saccharides was recorded after the process run in a solution of permeate with 10 % (m/V) of lactose using Ha-Lactase\to catalyze the reaction. Based on the research conducted, a special technology of GOS and/or lactulose synthesis is suggested with a permeate after the ultrafiltration of milk or whey applied (as a source of lactose). The obtained concentrates of GOS can be applied as a source of prebiotics in the production of health-promoting food, feedstuffs or pharmaceuticals. The postulated technology provides an opportunity for attractive, waste-free management of permeates after the ultrafiltration of milk or whey. The subsequent investigations in this field will address experiments aiming at evaluating the conditions of continuous synthesis of GOS and/or lactulose with the use of immobilized enzymes