Remoção de galactooligossacarídeos em melaço de soja para obtenção de produtos de interesse industrial

Abstract

O melaço de soja é um subproduto do beneficiamento da soja e fonte concentrada de açúcares fermentáveis e não fermentáveis, dentre eles os oligossacarídeos rafinose e estaquiose. Os oligossacarídeos de rafinose (RO) são considerados fatores antinutricionais, pois interferem na absorção de nutrientes da dieta em humanos e animais monogástricos uma vez que estes não possuem a enzima α-galactosidase capaz de hidrolisar esses açúcares. O presente trabalho teve como objetivos estabelecer condições tecnológicas para a obtenção de um melaço de soja livre de oligossacarídeos de rafinose, através do tratamento enzimático com α-galactosidases de Debaryomyces hansenii UFV-1; e estabelecer um processo eficiente para melhorar a produção de etanol através da fermentação do melaço de soja. Foi avaliado o crescimento D. hansenii e produção de α-galactosidases nas concentrações de 10-100% de melaço de soja incubados com 1, 2 e 5% de inóculo contendo células viáveis da levedura, a 30 ºC, 200 rpm. O uso do melaço de soja 10% e do inóculo 2% promoveu as melhores condições para crescimento da levedura. A atividade de α-galactosidase aumentou com o tempo de incubação e a redução total dos RO foi verificada após 24 h. Os ratos foram alimentados com dietas preparadas com melaço de soja tratado, sem RO, e não tratado, com RO. Os parâmetros digestibilidade verdadeira, ganho de peso, coeficiente de eficácia protéica (PER) e razão protéica líquida (NPR) foram avaliados durante os períodos de 0 a 14 e 14 a 28 dias de experimento. Foi observada uma melhora significativa na digestibilidade verdadeira para a dieta contendo o melaço soja tratado em relação à dieta com melaço não tratado, nos dois períodos experimentais. Nos primeiros 14 dias de experimento, as dietas contendo o melaço de soja com e sem RO apresentaram valores de ganho de peso, PER e NPR significativamente menores em relação à dieta controle. Já no período de 14 a 28 dias, as dietas experimentais não diferiram estatisticamente da dieta controle em relação aos parâmetros ganho de peso, PER e NPR. No experimento de verificação da produção de etanol, o tratamento do melaço de soja com α-galactosidase a 60 ºC, 100 rpm, por 12 h, promoveu um aumento na concentração de sacarose e de açúcares redutores de 22 e 82 %, respectivamente. O melaço de soja a 5 ºBrix foi fermentado por Saccharomyces cerevisiae LBM-51 a 30 ºC, 100 rpm. A máxima produção de etanol para o melaço de soja tratado e não tratado foi de 15,0 e 11,4 g/L, respectivamente, após 8 h de fermentação. Um aumento de 24 % na produtividade de etanol foi obtido para a fermentação do melaço de soja tratado em comparação ao melaço de soja não tratado.

Soy molasses is a byproduct of soybean processing and concentrated source of fermentable and non fermentable sugars, as oligosaccharides raffinose and stachyose. The raffinose oligosaccharides (RO) are considered antinutritional factors, interfering in the absorption of diet’s nutrients in humans and monogastric animals, since they lack the enzyme α-galactosidase able to hydrolyze these sugars. The objective this work were to establish technological conditions for obtaining a free soy molasses oligosaccharides raffinose from enzymatic treatment with Debaryomyces hansenii UFV-1 α-galactosidase, and to establish an efficient process to improve the ethanol production from soy molasses fermentation. Concentrations of 10-100% soy molasses were inoculated with 1, 2 and 5% inoculum containing cells of the yeast, at 30 ºC, 200 rpm. The use of 10% soy molasses and 2% inoculum showed best conditions for the grown of the yeast. The α-galactosidase activity increased with the incubation time and the total reduction of RO was observed after 24 h. The rats were fed with diets prepared with no treated soy molasses and treated. The parameters true digestibility, weight gain, PER and NPR were evaluated in the periods 0-14 and 14-28 days. It was observed a significant improve in the true digestibility from diet containing soy molasses treated in compared to diet no treated. In the first 14 days experiment, the diets containing soy molasses treated and no treated presented values weight gain, PER and NPR significantly lower in compared to control diet. However, in the period of 14-28 days the experimental diets no different of control diet. In the experiment from ethanol production, soy molasses treatment with α-galactosidase at 60 ºC, 100 rpm, for 12 h, promoted an increase in sucrose and reducing sugars concentrations of 22 and 82 %, respectively. Soy molasses at 5 ºBrix was fermented by Saccharomyces cerevisiae LBM-51 at 30 ºC, 100 rpm. The maximum ethanol production for treated and no treated soy molasses was of 15.0 and 11.4 g/L, respectively, after 8 h fermentation. The increase of 24 % in ethanol productivity was obtained from treated soy molasses fermentation compared to no treated soy molasses.