FFE 386/01/SME2

Ulepszanie laktozy poprzez przetwarzanie enzymatyczne.

Celem tego projektu jest wynalezienie nowych korzystnych procesów przetwarzania i utylizacji laktozy i jej pochodnych przy użyciu nowych reakcji enzymatycznych.
Powodem dla którego czyniono wysiłki w tym kierunku jest niski stopień i niekorzystne utylizowanie 1.2 miliona ton laktozy produkowanej na całym świecie, będącej głownie produktem ubocznym procesu produkcji serów lub przetwarzania serwatki.

Z tego powodu laktoza jest jednym z największych dostępnych obecnie źródeł biomasy, która jest stosowana jako substrat procesu fermentacji, jako wypełniacz lub środek słodzący oraz w małych ilościach dodawana do żywności dla dzieci i dietetycznej, jako zabielacz do kawy, oraz w paszach i produktach niespożywczych. Laktoza sama w sobie ma ograniczone możliwości zastosowania w żywności ze względu na problemy części populacji z jej przyswajaniem.

Główne osiągnięcia projektu wypunktowano poniżej:
- Hydroliza laktozy. Naukowcy zidentyfikowali termostabilny podlegający hydrolizie enzym b-glikozydazę w modyfikowanych genetycznie organizmach hiperciepłolubnych : Archea Sulfolobus solfataricus oraz Pyroccocus furiosus funkcjonujących w temperaturze powyżej 80°C, w trzech typach reaktorów ciągłych: (1) stale mieszający reaktor cysternowy z zewnętrzną jednostką ultrafiltracyjną; (2) reaktor unieruchamiający enzymy oraz (3) reaktor rozpraszający wydrążone włókna. Ostatni reaktor najlepiej spełniał swoje zadanie.
- Zastosowanie reduktaz tlenowych. Z powodu braku naturalnych enzymów zmniejszających utlenianie laktozy naukowcy zastosowali technikę białkową na istniejących enzymach. Osiągnięto sukces odnośnie opracowania nowatorskiego procesu przetwarzania galaktozy ze zhydrolizowanej laktozy w D-tagatozę (heksozę ketonową) która jest niskokalorycznym środkiem słodzącym dobrze tolerowanym przez diabetyków. Proces jest oparty o dwustopniowe przetwarzanie d-galaktozy: najpierw redukcji do galaktitolu przy pomocy zależnej od NADH reduktazy aldozowej z drożdzy i przy zastosowaniu ciągłej regeneracji NADH. Drugim krokiem jest utlenianie węgla (C2) w galaktikolu przez dehydrogenazę poliolową Burkoholderia cepacia.
- Kwas laktozowy. Opracowano nowatorski i skuteczny proces biologicznego przetwarzania laktozy w kwas laktozowy z zastosowaniem odwodornienia celobiozy i oksydazy p-dwufenolowej. Oba enzymy są trwałe i obficie wytwarzane przez grzyby. Kwas laktozowy można stosować do żywności ze względu na jego słodko-kwaśny smak i lekko kwaśny odczyn, prebiotyczne działanie i właściwości chelatujące metale (używane do fortyfikacji napojów związkami mineralnymi).

Project No:  FAIR-CT-96-1048
Project Co-ordinator:   Prof Klaus D Kulbe,
 University of Agriculture/Institute of Food Technology,
 Biochemical Engineering Division,
 Muthgasse 18, 1190 Vienna, AUSTRIA
 Tel:  00 43 1 36006 6250
 e-mail:  SEK@EDV2.BOKU.AC.AT
 
This one-pager was written by Mr. F. Holm, Food Group Denmark, in April 2001.