Avaliação da eficiência catalítica de células de Aspergillus oryzae IPT-301 imobilizadas por reticulação para a síntese de fruto-oligossacarídeos em modo batelada

Abstract

A crescente demanda por fruto-oligossacarídeos (FOS) como prebióticos funcionais tern estimulado o desenvolvimento de bioprocessos mais eficientes e sustentáveis. Neste trabalho, foi investigada a produção de FOS em biorreatores em modo batelada utilizando células de Aspergillus oryzae IPT-301 imobilizadas por reticulação com glutaraldeído. A estratégia eliminou etapas de purificação enzimática, reduziu limitações difusionais e conferiu maior estabilidade operacional ao biocatalisador. O planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) permitiu otimizar as condições de concentração de biomassa (m.m -1) e velocidade de agitação (rpm), alcançando atividade máxima de transfrutosilação de 240,50 U g 1 após 32 horas de reação. Estudos cinéticos e termodinâmicos revelaram parâmetros de elevada robustez com o tempo de meia-vida superior a 230 minutos em determinadas condições, energia de ativação de 729,96 kJ/mol e valores positivos de energia livre de Gibbs (AG), que indicam resistência à desnaturação. Os valores de entalpia (AH) mostraram que a desnaturaşão exige altos níveis de energia, refletindo forte integridade estrutural, enquanto a entropia (AS) indicou baixa desordem molecular, característica desejável para aplicações em processos prolongados. Esses resultados comprovam que o biocatalisador mantém atividade mesmo em condições industriais, com vantagens para reatores contínuos e de leito fixo. A combinação de elevada atividade enzimática, estabilidade térmica e viabilidade operacional demonstra que a imobilização por reticulação é uma estratégia promissora para o escalonamento da produção de FOS. Este trabalho contribui com evidências experimentais que fortalecem o uso de biocatalisadores mais duráveis e sustentáveis na biotecnologia de alimentos, aproximando o processo da realidade industrial.