Lactosuero se puede transformar en prebióticos que serían útiles en alimentos

En la producción de queso solo el 30 % de los residuos generados se aprovecha, especialmente como alimento para animales, mientras que el 70 % restante se desecha, y una gran proporción van a parar a afluentes de agua. Uno de los subproductos es el suero de leche o lactosuero, cuyo uso en la leche está prohibido en la regulación colombiana.

Este subproducto líquido, rico en lactosa, fue utilizado por el ingeniero químico Daniel Oliveros Pineda, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), para producir unos compuestos conocidos como galacto-oligosacáridos (GOS) que actúan como prebióticos, es decir que alimentan la flora intestinal y promueven una buena salud digestiva.

Su investigación se basó en el uso de enzimas (proteínas) aisladas de los hongos Aspergillus oryzae –conocido comúnmente como kōji y empleado con fines alimenticios en la comida china– y Aspergillus niger, que suele producir un moho negro en las verduras.

“Las enzimas seleccionadas fueron la beta-galactosidasa, que descompone la lactosa en glucosa y galactosa y posteriormente forma las cadenas de GOS, y la glucosa oxidasa, que convierte la glucosa residual en ácido glucónico, un regulador de la acidez empleado en la industria alimentaria. Estas enzimas son conocidas como catalizadores biológicos debido a esa capacidad de transformar una sustancia en otra”, explica el investigador.

Uno de los desafíos del estudio fue lograr que el proceso fuera eficiente y económicamente viable, ya que estas moléculas suelen ser costosas y tienen un ciclo de vida útil limitado.

Su propuesta consistió en inmovilizarlas mediante dos técnicas para determinar cuál era más efectiva al reutilizarlas. La primera técnica consistió en encapsularlas en esferas de gel de alginato, un polímero (macromolécula) extraído de algas, y la segunda en formar aglomerados con reactivos, similares a grumos de arena, donde las enzimas logran unirse entre sí, de modo que son más fáciles de extraer.

Después de muchos ensayos, el investigador encontró que con la primera técnica las esferas se deterioraban con el tiempo y terminaba liberando las enzimas. A pesar de esto, comprobó que se podían reutilizar de manera eficiente hasta en 12 ciclos de reacción, lo que ya representa un avance respecto al uso tradicional de enzimas libres, que solo se pueden utilizar una vez.

Por otro lado, la segunda técnica, que se denomina “agregados enzimáticos entrecruzados (CLEAs)”, permitió reutilizar las enzimas hasta 20 veces con la misma actividad.

“Los CLEAs no solo presentaron una mayor estabilidad que las esferas de alginato, sino que también aceleraron la velocidad de reacción, debido a que las partículas son más pequeñas y esto permite una mejor difusión de las sustancias”, detalla el ingeniero químico.

Aunque ya tenía buenos resultados, para aumentar el rendimiento del proceso el investigador decidió ensayar la combinación de las enzimas provenientes de ambos hongos, un método conocido como multienzimático, lo cual permitió mejorar el producto final.

“Encontramos que, al trabajar juntas, las enzimas lograban incrementar la producción de GOS en un 36 % en comparación con el uso de la beta-galactosidasa sola”.

“Además, la transformación de la glucosa en ácido glucónico eliminó el problema de acumulación de glucosa en el medio de reacción, y esto no solo mejoró la eficiencia del proceso, sino que también redujo el contenido calórico del producto final”, manifiesta.

Este sistema, además de incrementar la producción de GOS, pudo ser reutilizado durante 13 ciclos de reacción sin perder eficiencia, lo que lo convierte en un método económicamente viable para la industria alimentaria, según el investigador.

“Aunque este número es inferior al de los ciclos obtenidos con la beta-galactosidasa sola (20 ciclos), el incremento en la producción de GOS compensa con creces la diferencia, ya que se produce más en menos tiempo”.

Con esto, su investigación demostró que en el proceso de convertir la lactosa (proveniente del lactosuero) en prebióticos GOS se podría obtener un rendimiento del 31 %. Más detalladamente, esto significaría que por cada 100 gr de lactosa presentes en el lactosuero se obtienen 31 gr de GOS, una cifra considerablemente alta teniendo en cuenta que el lactosuero es un recurso subutilizado en Colombia.

Por su bajo poder edulcorante y su capacidad para mejorar la salud intestinal, los GOS obtenidos se podrían utilizar en diversas aplicaciones alimentarias como bebidas lácteas y no lácteas (jugos, postres) y otros productos funcionales.