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15 Capítulo 1. Introducción disponibles). Los oligosacáridos no digeribles muestran varios efectos fisiológicos y nutricionales. Las principales categorías de oligosacáridos actualmente disponibles, o en desarrollo, incluyen carbohidratos en los que la unidad de monosacárido es fructosa, galactosa, glucosa y/o xilosa (105, 106). Los oligosacáridos no digeribles (OND) se encuentran en diferentes alimentos de forma natural, sin embargo también pueden producirse mediante diferentes reacciones químicas en el laboratorio. En la Figura I-8 se muestran los procesos de producción de los oligosacáridos. Aguaturma/Tupinambo Chicoria Remolacha Leche de Vaca Almidón Soja Mazorca extracción extracción extracción Inulina (FOS) extracción Sacarosa palatinosa sintetasa Lactosa Almidón soluble transfructosilación transfructosilación Isomerización alcalina hidrólisis Oligofructosa (FOS) Rafinosa (SOS) FOS cadena corta Palatinosaoligosacáridos (POS) Lactulosa Lactosucrosa transgalactosilación (Trans)Galactooligosacáridos (TOS/GOS) transglucosilación transglucosilación transglucosilación transglucosilación transglucosilación Glucosilsucrosa Ciclodextrinas Maltooligosacáridos (MOS) Isomaltooligosacáridos (IOS) Gentioligosacáridos (GES) Glucosa Glucooligosacáridos (GUS) extracción Suero de soja Sojaoligosacáridos (SOS) hidrólisis Celulosa Celobiosa hidrólisis Xilán Xilooligosacáridos (XOS) Figura I-8. - Esquema que representa los procesos de producción de los oligosacáridos.
Capítulo 1. Introducción Los galactooligosacáridos (GOS) son oligosacáridos no digeribles, compuestos entre 2 y 20 moléculas de galactosa y una de glucosa (107), principalmente disacáridos, trisacáridos y tetrasacáridos sintetizados a partir de lactosa, vía transgalactosilación enzimática catalizada por β- galactosidasas (108), aunque también se encuentran de forma natural. Los GOS estimulan selectivamente el crecimiento de bifidobacterias en la parte baja del intestino humano. Este incremento de bifidobacterias en el intestino va unido, normalmente, a la reducción de bacterias potencialmente peligrosas como Clostridia (109). Como ocurría con los anteriores carbohidratos prebióticos mencionados, lactulosa y tagatosa, la materia prima para obtener GOS es el suero de quesería, abundante y de bajo coste. Y al igual que ocurría con la lactulosa y la tagatosa también se pueden producir por vía enzimática. La síntesis enzimática de GOS a partir de lactosa usando β-galactosidasas (E.C. 3.2.1.23) ha sido ampliamente estudiada (110-117) y se conoce el efecto de distintos factores como la temperatura y el pH (118-120), el uso de disolventes orgánicos (121, 122), concentración de la enzima y la fuente de obtención, concentración de lactosa (123) o la inmovilización en diferentes matrices (124). Sin embargo el rendimiento de la formación de GOS es aún bajo. En cuanto al origen de la enzima se sabe que la β-galactosidasa produce diferentes tamaños o tipos de GOS, la enzima de Bacillus circulans produce GOS-2 (disacáridos) y GOS-3 (trisacáridos) y en menor cantidad GOS-4 (tetrasacáridos) y GOS-5 (pentasacáridos); la enzima de Kluyveromyces spp. mayor GOS-2 y algunos GOS- 3, mientras que la de Aspergillus oryzae produce mayor cantidad de GOS-3 y una pequeña cantidad de GOS-4, siendo esta última muy utilizada en alimentos por su bajo coste (125, 126). Se sabe además que existen muchas otras fuentes enzimáticas que no han sido aprobadas todavía para uso alimentario, siendo en ocasiones muy costosas o existiendo en cantidades insuficientes (127, 128). El tipo de control que tiene mayor importancia durante la reacción es el cinético, debido a las características propias de la enzima, la cual posee mucha mayor afinidad por un grupo hidroxilo de un azúcar no protegido (lactosa), el que se unirá al donador glicósilo formado previamente (complejo galactosil-enzima, reacción de quimioselectividad); aunque la selectividad no es absoluta ni predecible, la síntesis controlada cinéticamente es más exitosa que la controlada termodinámicamente, ya que en esta última, para cambiar la dirección de la reacción hacia la síntesis se deberá recurrir al uso de solventes apolares donde los sustratos y productos de la reacción son escasamente solubles (129). En cuanto a la temperatura de reacción, la cantidad de enzima a utilizar y el valor de pH de reacción, son parámetros que no mejoran la cantidad de GOS que se produce en la reacción, pero que influyen en el aumento de la velocidad de reacción; por consiguiente se producirá un tipo de GOS a una conversión de lactosa definida en el menor tiempo posible. Se debe tener en cuenta además, que para una conversión de lactosa entre el 40 y 60% se llegaría a obtener la máxima cantidad posible de GOS debido a que posteriomente la reacción de transgalactosilación 16
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