Fracionamento de xilo-oligossacarídeos obtidos por síntese enzimática utilizando membranas de nanofiltração
Autor: Karoline Pereira Rodrigues (Currículo Lattes)
Resumo
Xilo-oligossacarídeos (XOS) são oligômeros formados por unidades de xilose, obtidos através da hidrólise da xilana. XOS apresentam propriedades biológicas como atividade prebiótica, antioxidante e antidiabética, as quais são dependentes do grau de polimerização. O presente projeto teve como objetivo desenvolver um processo para o fracionamento dos XOS obtidos por síntese enzimática utilizando membranas de nanofiltração com intuito de obter frações com diferentes propriedades biológicas. Para tal, a produção de xilanases foi realizada sob cultivo submerso por Aureobasidium pullulans CCT 1261 utilizando farelo de arroz (61,9 g.L-1) a 28 °C com pH inicial de 7,0. Para a produção dos XOS foi utilizada xilana comercial de madeira de faia (6% m.v-1) em tampão citrato de sódio (50 mmol.L-1, pH 5,3) e extrato enzimático bruto (260 U.g-1), sendo a mistura reacional mantida a 40 °C por 24 h. O fracionamento dos XOS foi avaliado utilizando quatro membranas comerciais de nanofiltração à 3 MPa e 30 °C, sendo o sistema de filtração alimentado com hidrolisado contendo 10 ou 30 g.L-1. A membrana que apresentou resultados promissores quando utilizado 10 g.L-1 foi avaliada em diferentes condições de pressão (1 e 2 MPa) à 30 °C. Por fim, avaliou-se a inserção de uma etapa de clarificação utilizando a membrana de ultrafiltração UP010 e 30 g.L-1 na fração alimentada, em condições de 1 MPa e 30 °C. Todas frações foram caracterizadas quanto ao teor e composição dos XOS, por cromatografia líquida de alta eficiência. No entanto, apenas as frações utilizando o hidrolisado com 30 g.L-1 foram avaliadas quanto à atividade antioxidante (ABTS, DPPH e FRAP) e antidiabética através da inibição da enzima alfa-amilase. Como resultados, as membranas não apresentaram diferenças significativas entre si (p<0,10) quanto ao coeficiente de retenção dos compostos quando utilizadas ambas concentrações na alimentação (10 ou 30 g.L-1). O aumento de pressão de 1 para 3 MPa beneficiou a separação de xilotetraose da xilose (seletividade de 1,00±<0,01 para 0,89±0,01) e de xilotretaose em relação aos XOS de baixo grau de polimerização (xilobiose+xilotriose) (de 0,92±0,01 para 0,87±0,02), além de possuir efeito positivo sob o fluxo de permeado (de 9,07±0,27 para 12,39±1,29 L.m-2.h-1). Quando utilizado 30 g.L-1, a membrana NP030 apresentou melhores resultados em relação a separação dos XOS de maior grau de polimerização da xilose (seletividade de 1,29±0,10) e para separação da xilotriose da xilose (seletividade de 1,30±0,11), favorecendo uma separação efetiva dos XOS de maior massa molar em relação aos monossacarídeos. As frações retidas, para as diferentes membranas testadas, apresentaram maiores valores de atividade antioxidante quando comparadas às frações permeadas e ao hidrolisado alimentado. Esse resultado pode estar associado à presença de proteínas e outros compostos que foram concentrados na fração retida. Ademais, o fracionamento aumentou o potencial de inibição da enzima -amilase (de 30,14±3,94 para 56,71±1,11%) na fração permeada. Dessa forma, o presente estudo verificou que processo de separação por membranas de nanofiltração potencializou as atividades antioxidantes e antidiabética do hidrolisado, fornecendo uma base sólida para futuras pesquisas e aplicações práticas, destacando a versatilidade e o potencial terapêutico inexplorado do XOS fracionado.