Enzyme activity of ß-galactosidase from Kluyveromyces lactis and Aspergillus oryzae on simulated conditions of human gastrointestinal system / Atividade de ß-galactosidase de Kluyveromyces lactis e Aspergillus oryzae, em condições simuladas do sistema gastrintestinal humano

ABSTRACT

An alternative to relieve the symptoms of lactose intolerance is the intake of the enzyme ?-galactosidase in pharmaceutical dosage forms. The ability of ?-galactosidase produced by Kluyveromyces lactis and Aspergillus oryzae to hydrolyze lactose in simulated conditions of the human gastrointestinal tract was investigated. The experiment was carried out in the optimum temperature for each enzyme activity, 40 and 55°C, respectively, and at the normal human body temperature (37°C) at concentrations of 1.5, 3.0, and 5.0 g/L (enzyme from A. oryzae) or mL/L (enzyme from K. lactis). Both enzymes were completely inactivated under simulated gastric conditions (pH 2). When the enzymes were subjected to simulated small intestine conditions (pH 7.4), lactose hydrolysis has occurred, but at 37°C the percentage was lower than that under the optimal temperatures. At concentrations of 1.5, 3.0, and 5.0 mL/L the enzyme from K. lactis hydrolyzed 76.63%, 88.91% and 94.80% of lactose at 40°C, and 55.99%, 80.91% and 81.53% at 37°C, respectively. In contrast, the enzyme from A. oryzae hydrolyzed 7.11%, 16.18% and 21.29% at 55°C, and 8.4%, 11.85% and 16.43% at 37°C. It was observed that under simulated intestinal conditions, the enzyme from K. lactis was more effective on lactose hydrolysis as compared to the enzyme from A. oryzae. Considering the findings of this study, it is extremely necessary to use an enteric coating on ?-galactosidase capsules so that this enzyme is released only in the small intestine, which is its site of action, thus not suffering the action of the stomach pH.(AU)

RESUMO

Uma das alternativas para amenizar os sintomas da intolerância à lactose é a ingestão de ?-galactosidase em formas farmacêuticas. Neste trabalho avaliou-se a capacidade de hidrólise de ?-galactosidase produzida por Kluyveromyces lactis e Aspergillus oryzae simulando as condições do trato gastrintestinal humano. O teste foi realizado nas temperaturas ótimas de ação para cada enzima, 40 e 55°C, respectivamente, e na temperatura corpórea humana (37°C), nas concentrações de 1,5; 3,0 e 5,0 g/L para a enzima de Aspergillus oryzae ou mL/L para a de Kluyveromyces lactis. Na simulação da condição estomacal humana (pH 2), ambas enzimas foram totalmente inativadas. Quando as enzimas foram submetidas às condições simuladas do intestino delgado (pH 7,4), observou-se hidrólise da lactose, porém, a 37°C, a porcentagem foi menor do que a observada nas temperaturas ótimas de cada enzima. A enzima de K. lactis nas concentrações de 1,5; 3,0 e 5,0 mL/L apresentou hidrólise de 76,63%, 88,91% e 94,80% a 40°C e 55,99%, 80,91% e 81,53%, a 37°C, respectivamente. Nas concentrações 1,5; 3,0 e 5,0 g/L, a porcentagem de hidrólise pela enzima de A. oryzae a 55°C foi de 7,11%, 16,18% e 21,29%. Para esta enzima, nessas concentrações, a hidrólise obtida a 37°C foi 8,4%, 11,85% e de 16,43%. Sob condições intestinais simuladas, a enzima de K. lactis apresentou maior eficiência na hidrólise da lactose quando comparada à enzima de A. oryzae. Considerando-se as etapas avaliadas neste estudo, observa-se que é extremamente necessário o uso de um revestimento entérico em cápsulas de ?-galactosidase, para que esta enzima seja liberada somente no intestino delgado, seu local de ação, não sofrendo, portanto, a ação do pH estomacal.(AU)