Sinteza galaktozil derivata glukonske kiseline transglikozilacijom pomoću β-galaktozidaze

Bionic acids are bioactive compounds demonstrating numerous interesting properties. They are widely produced by chemical or enzymatic oxidation of disaccharides. This paper focuses on the galactosyl derivative of gluconic acid as a result of a new method of bionic acid synthesis which utilises the transglycosylation properties of β-galactosidase and introduces lactose as a substrate. Products obtained in such a process are characterised by different structures (and, potentially, properties) than those resulting from traditional oxidation of disaccharides. The aim of this study is to determine the effect of selected parameters (concentration and ratio of substrates, dose of the enzyme, time, pH, presence of salts) on the course of the reaction carried out with the enzymatic preparation Lactozym, containing β-galactosidase from Kluyveromyces lactis. Research has shown that increased dry matter content in the baseline solution (up to 50 %, by mass per volume) and an addition of NaCl contribute to higher yield. On the other hand, reduced content of the derivative is a result of increased pH from 7.0 to 9.0 and an addition of magnesium and manganese salts. Moreover, exceeding the β-galactosidase dose over approx. 35 000 U per 100 g of lactose also leads to reduced yield of the process. The most favourable molar ratio of sodium gluconate to lactose is 2.225:0.675. Depending on the conditions of the synthesis, the product concentration ranged between 17.3 and 118.3 g/L of the reaction mixture, which corresponded to the mass fraction of 6.64–23.7 % of dry matter. The data obtained as a result of the present study may be useful for designing an industrial process.Bioničke kiseline su bioaktivni spojevi koji imaju niz zanimljivih svojstava. Najčešće se dobivaju kemijskom ili enzimskom oksidacijom disaharida. U ovom je radu ispitan galaktozil derivat glukonske kiseline, dobiven novom metodom sinteze bioničkih kiselina transglikozilacijom pomoću β-galaktozidaze uz laktozu kao supstrat. Proizvodi dobiveni ovom metodom imaju drukčiju strukturu (a time vjerojatno i svojstva) od onih dobivenih tradicionalnom oksidacijom disaharida. Svrha je ovoga rada bila odrediti utjecaj odabranih parametara (koncentracije i omjera supstrata, količine enzima, vremena, pH-vrijednosti i prisutnosti soli) na tijek reakcije katalizirane enzimskim pripravkom Lactozym, što sadržava β galaktozidazu iz kvasca Kluyveromyces lactis. Istraživanje je pokazalo da se s povećanjem udjela suhe tvari u osnovnoj otopini (do 50 % mase po volumenu) i dodatkom soli povećao prinos proizvoda. S druge strane, s povećanjem pH-vrijednosti sa 7,0 na 9,0 i dodatkom magnezijeve i manganove soli smanjio se udjel derivata. Osim toga, s povećanjem doze β-galaktozidaze na više od 35 000 jedinica u 100 g laktoze također se smanjio prinos proizvoda. Najpovoljniji molarni omjer natrijevog glukonata i laktoze bio je 2,225:0,675. Ovisno o uvjetima sinteze, koncentracija proizvoda u reakcijskoj smjesi bila je između 17,3 i 118,3 g/L, što odgovara masenom udjelu suhe tvari od 6,64 do 23,7 %. Rezultati dobiveni u ovom radu mogu poslužiti za dizajn industrijskog procesa