Utilização do soro de leite não suplementado para a produção de β-galactosidase e proteína microbiana de Kluyveromyces lactis / Use of unsupplemented whey for the production of β-galactosidase and microbial protein of Kluyveromyces lactis

Resumo

O soro de leite, um coproduto da indústria de laticínios, foi avaliado como meio alternativo para a produção de biomassa celular de Kluyveromyces lactis. Após cultivo da levedura em batelada a 35 ºC e 150 rpm, por 23 h, em soro de leite in natura (SL) e soro de leite duas vezes concentrado (SLC), foram determinados a velocidade específica de crescimento (µ), a produtividade volumétrica de biomassa (Q_X), o rendimento de biomassa por substrato consumido (Y_X/S), a atividade de β-galactosidase (β-gal) a partir das células permeabilizadas e a composição proteica da biomassa íntegra. Os valores de µ, Q_X  e Y_X/S variaram de 0,33 a 0,58 h^-1, 0,36 a 0,47 g L^-1h^-1 e 0,16 a 0,23 g g^-1, respectivamente.  Enquanto maior valor de µ foi obtido com cultivo em SL, maiores valores de Q_X  e Y_X/S foram obtidos para o cultivo em SLC.A atividade específica de β-gal variou de 12.212,0 a 27.363,5 U g^-1, sendo o maior valor obtido com SL. A biomassa íntegra de K. lactis apresentou um teor de proteína igual a 5,73% (m/m), um valor aproximadamente 9 vezes maior que a composição proteica do SL utilizado. Estes resultados confirmaram as possibilidades de utilização do SL como meio de cultivo alternativo e das células de K. lactis cultivadas nesse meio como fonte de β-galactosidase, com possível utilização da biomassa remanescente do processo de recuperação da enzima como single cell protein.

Abstract: Whey, a by-product from the dairy industry, was evaluated as an alternative growth medium for the production of cellular biomass of Kluyveromyces lactis. After the yeast growth in batch culture at 35ºC and 150 rpm for 23 h in raw whey (RW) and double concentrated whey (DCW), growth velocity (μ), volumetric productivity (Y_X/S), β-galactosidase (β-gal) activity from the permeabilized cells, and protein composition of the whole biomass were evaluated. The results of μ, Q_X and Y_X/S varied from 0.33 to 0.58 h^-1, 0.36 to 0.47 g L^-1 h^-1_, and 0.16 to 0.23 g g^-1_, respectively. While the highest value of μ was obtained for culture on RW, the highest values of Q_X  and Y_X/S were obtained for culture on DCW. The specific activity of β-gal varied from 12,212.0 to 27,363.5 U g^-1, with the highest value obtained for culture on RW. The whole K. lactis biomass showed a protein content of 5.73% (w/w), approximately 9-fold higher than the protein composition of the RW used. These results confirm the possibilities of using RW as an alternative culture medium and K. lactis cells cultured in that medium as a source of β-galactosidase, with a possible utilization of biomass from of the enzyme recovery process as single cell protein.