Estudio cinético de la hidrólisis de lactosa mediante un reactor de fibra hueca

Résumé

La hidrólisis de la lactosa en leche o lactosuero para obtener glucosa y galactosa es un proceso de gran interés para minimizar los efectos elergenicos de la lactosa es una parte importante de la población mundial y para disminuir la carga contaminante de los vertidos de la industria lechera. La isomerización glucosa-fructosa es un proceso industrial necesario para la obtención de jarabes ricos en fructosa que se utilizan como edulcorantes. Se estudia la cinética de la hidrólisis de lactosa y la isomerización de glucosa a fructosa en un reactor discontinuo tanque agitado (RDMP) y en un reactor de fibra hueca con recirculación (RFHR) y se comparan los resultados obtenidos con uno y otro dispositivo experimental. Para la hidrólisis de lactosa en fase homogénea (RDMP) se propone un modelo simplificado de inhibición competitiva por galactosa en donde la constante de Michaelis Menten (Km) y de inhibición por galactosa (Ki) son iguales. En cambio para explicar la hidrólisis en el RFHR se necesita considerar la adsorción reversible de la enzima sobre la memebrana de ultrafiltración. La isomerización glucosa-fructosa se explica mediante un modelo que considera una reacción reversible se pseudo primer orden en el reactor RDMP, mientras que en el reactor de ultrafiltración, RFHR, es necesario añadir una adsorción reversible de la enzima nativa sobre la membrana. El estudio cinético se completa con un trabajo extenso y cuidado de la influencia de la temperatura, el pH y la fuerza iónica sobre la estabilidad de la glucosa isomerasa y de la galactosidasa. Los resultados obtenidos para ambas reacciones en el RFHR ponen de manifiesto que este dispositivo de reacción puede competir favorablemente con el RDMP y que se hace especialmente idóneo para la hidrólisis de lactosa a bajas temperaturas (25-30º C) y altas concentraciones de sustrato.