Kontinuierliche enzymatische Herstellung von Lactulose aus Lactose mit immobilisiertem CelB (Abstract)
- Publication Type
- Contribution to conference
- Authors
- Jaindl, K., Schuster-Wolff-Bühring, R., Kranz, B., Lutz-Wahl, S., Hinrichs, J., Fischer, L.
- Year of publication
- 2008
- Published in
- Dokumentation der 66. FEI-Jahrestagung 2008
- Page (from - to)
- 109
- Conference location
- Hohenheim
- Conference date
- 02.09.2008
Das Disaccharid Lactulose (4-O-β-D-galactopyranosyl-D-fructose) wird wegen seiner präbiotischen Wirkung bereits heute Lebensmitteln wie Säuglingsnahrung (Japan) oder Joghurt (Japan) zugesetzt. Die industrielle Lactulose-Produktion erfolgt zurzeit ausschließlich über die chemisch-thermische Isomerisierung von Lactose (1). Ein neues Herstellungsverfahren ist die enzymatische Transgalactosylierung mit Lactose und Fructose zu Lactulose (2). Die β-Glycosidase aus Pyrococcus furiosus (CelB) (EC 3.2.1.21) zeigte bereits im Batch-Prozess ein hohes Potential für die Synthese von Lactulose in biochemischer Lösung (3).
Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Lactuloseherstellung in einer Lebensmittelmatrix. Hierfür wurde CelB kovalent auf einen oxyranfunktionalisierten Träger immobilisiert. Die Kopplungsausbeute betrug 44%. Das Immobilisat zeigte eine höhere Affinität für Lactose bzw. Lactulose als das freie CelB.
Die kontinuierliche Umsetzung von Lactose und Fructose zu Lactulose erfolgte mit dem immobilisierten CelB in einem Fluidized Bed Reaktor. Mit diesem Reaktortyp ist ein Konzentrationsgradient der Edukte/Produkte im Reaktor vorliegend und die Produktinhibierung des Biokatalysators wird bei gleicher Verweilzeit scheinbar reduziert. Die Lactulosesynthese erfolgte in einer proteinarmen Molkelösung unter Zugabe von Fructose. Die Lactuloseausbeute betrug 21%, der Lactosegehalt reduzierte sich um 74%.
[1]: Zokaee, F. et al. (2002), Process Biochem. 37, 629-635
[2]: Mayer, J. (2006), Dissertation, Universität Hohenheim
[3]: Mayer, J. et al. (2004), J. Agric. Food Chem. 52, 6983-6990