Neste contexto, galactooligossacarídeos prebióticos podem ser produzidos enzimaticamente a partir do soro usando galactosidases disponíveis comercialmente.

A tendência em subprodutos da indústria de laticínios

O soro é um importante subproduto da indústria de laticínios. É um líquido amarelado que contém principalmente lactose, galactose, ácido lático, proteínas do soro e minerais. Dependendo dos diferentes produtos finais e seu processo de fabricação, dois tipos principais de soro são eliminados. A principal diferença entre os dois tipos de soro é a acidez, especificamente seu teor de ácido lático:

• soro doce (SW): é separado do precipitado de caseína durante processos industriais que envolvem a coagulação do coalho da caseína do leite, como na fabricação de queijos duros e semiduros. Portanto, apresenta menor teor de ácido lático.
• soro ácido (AW): contém maiores quantidades de ácido lático e, portanto, tem um valor de pH de 4,21 a 4,48. Isso é atribuído aos processos de produção relacionados em que a precipitação da caseína é realizada por coagulação ácida durante a fermentação do leite com bactérias do ácido lático ou ácidos minerais, como na produção de iogurte grego coado ou alguns queijos frescos.

As quantidades de SW e AW produzidas anualmente são bastante altas e sua gestão pelas indústrias de laticínios é um desafio. A produção de 1 kg de queijo implica a eliminação de 9 kg de SW. Enquanto na produção de iogurte coado, a proporção de produto para a massa AW é de 1:2.

Prevê-se que o mercado global de queijo cresça 9,4% durante a próxima década. O crescimento correspondente do mercado do iogurte grego coado deverá atingir 11,1% até 2032.

Devido aos volumes significativos de soro de leite descartados pelas fábricas de lacticínios todos os anos, são obrigatórios processos específicos para a sua eliminação ambientalmente fiável ou para a sua utilização como ingrediente alimentar.

A nova valorização do soro de leite

São relatadas várias abordagens à valorização do soro de leite, mas cada uma apresenta desafios durante a implementação. A aplicação de soro de leite como fertilizante por pulverização nos campos gera problemas significativos, incluindo a libertação de odores fortes e desagradáveis e o aumento da carga biológica que contribui para a eutrofização. Além disso, a incorporação de soro de leite na alimentação animal é dificultada pela incapacidade dos animais adultos de digerir a lactose.

A bioconversão do soro de leite em biocombustíveis é dificultada pelos custos significativos associados aos processos necessários, que excedem o custo do produto final. Além disso, os níveis de carência bioquímica de oxigénio do soro de leite tornam-no inadequado para descarga no ambiente sem tratamento prévio. As estações de tratamento biológico convencionais não são adequadas para lidar com o soro de leite, uma vez que são sobrecarregadas durante o processamento. Por conseguinte, a procura de métodos alternativos sustentáveis e comercialmente viáveis para a utilização de resíduos de soro de leite e de resíduos de leite continua a ser importante para a indústria leiteira.

Uma solução sustentável em termos de gestão de SW e AW é o isolamento de certos compostos, tais como as proteínas do soro e a lactose. A utilização do soro de leite para a produção de concentrado proteico de soro de leite e de isolado proteico de soro de leite e o isolamento da lactose por cristalização são práticas que têm sido implementadas com êxito há várias décadas. No entanto, as grandes quantidades de soro de leite produzidas anualmente significam que grandes quantidades de soro de leite permanecem inexploradas.

Conversão da lactose em galactooligossacáridos prebióticos

No sentido de uma via alternativa para a valorização do soro de leite, destaca-se a conversão da lactose em galactooligossacáridos (GOS) prebióticos. Para esta aplicação, pode ser utilizada a galactosidase, uma enzima amplamente utilizada para a produção de produtos com baixo teor de lactose ou sem lactose. Considera-se que os galactooligossacáridos apresentam propriedades prebióticas semelhantes aos oligossacáridos do leite humano. Promovem o crescimento da microflora intestinal, a absorção de minerais e melhoram o sistema imunitário humano.
A investigação sobre a bioconversão da lactose em GOS centrou-se na utilização de soluções de lactose principalmente puras como substratos, utilizando lactases termofílicas recombinantes.

Uma investigação comparativa da produção de galactooligossacáridos prebióticos a partir de soro de leite doce e azedo utilizando duas galactosidases comerciais de Aspergillus oryzae e Kluyveromyces lactis foi realizada num estudo no Laboratório de Química e Tecnologia Alimentar, Universidade Técnica Nacional de Atenas, Grécia. O estudo considerou como variáveis o teor inicial de lactose e a carga enzimática. O rendimento máximo de galactooligossacarídeos no soro doce concentrado (15% p/v de lactose inicial) e no soro azedo bruto (3,1% p/v de lactose inicial) atingiu 34,4 e 14,7% com a lactase de Kluyveromyces lactis, respetivamente. Os rendimentos correspondentes de galactooligossacarídeos para a lactase de Aspergillus oryzae foram iguais a 27,4 e 24,8% no soro doce e azedo mais concentrado, respetivamente.

No que respeita ao perfil dos galacto-oligossacáridos produzidos, a lactase de Kluyveromyces lactis hidrolisou mais rapidamente a lactose e produziu níveis mais elevados de alolactose e níveis mais baixos de 6-galactosil-lactose, em comparação com a lactase de Aspergillus oryzae, tendo atingido em ambos os casos um grau de polimerização até seis.

A análise do perfil dos GOS mostrou que tanto o tipo de soro de leite como a origem da lactase desempenham um papel importante nos GOS produzidos.