Sucrose hydrolysis by invertase using a membrane reactor: effect of membrane cut-off on enzyme performance

ABSTRACT

Sucrose hydrolysis by invertase [EC.3.2.1.26] produces inverted sugar syrup, an ingredient mainly used in the food industry. To properly catalyze hydrolysis, the enzyme should be reused after this reaction. It is advisable to maintain constant activity over a considerable period. Thus, sucrose hydrolysis was performed in a membrane bioreactor - a continuously stirred tank reactor coupled with an ultrafiltration membrane (UFM) which provides good diffusion and high activity per unit volume. Molecular weight cut-off for soluble invertase UFMs was up to 100kDa. This study focused on the role of UFM invertase cut-off as it is the main element in the process. We demonstrated that both the cut-off and chemical nature of the UFM affected specific invertase activity.

RESUMO

A hidrólise da sacarose através da invertase [EC.3.2.1.26] gera xarope de açúcar invertido, que é usado principalmente como ingrediente na indústria alimentícia. Para ter-se uma hidrólise satisfatória, a enzima deve ser reaproveitada após a reação. É desejável que sua atividade seja mantida constante durante um período considerável de reação. A hidrólise da sacarose foi realizada em um reator com membrana (RM) - que é um reator continuamente agitado acoplado a uma membrana de ultrafiltração (MUF) -, porque apresenta efeitos mínimos de difusão e elevada atividade por unidade de volume. O corte molecular da MUF utilizada para reter a invertase solúvel dentro do MR foi de até 100kDa. Como a invertase é o elemento principal deste processo, este trabalho foi focado no papel do corte molecular da MUF na sua atividade. O corte molecular e a natureza química da membrana-UF mostraram afetar a atividade específica da invertase.