Galacto-oligosaccharide synthesis using immobilized β-galactosidase

Productie prebiotische galacto-oligosacchariden kan efficiënter en duurzamer

De resultaten van het onderzoek van Eric Benjamins maken het mogelijk het productieproces van prebiotische galacto-oligosachariden uit lactose efficiënter en duurzamer te maken.

Galacto-oligosacchariden (GOS) zijn koolhydraten opgebouwd uit glucose en galactose en bezitten prebiotische eigenschappen. Verschillende wetenschappelijke studies tonen aan dat GOS selectief de groei van goedaardige micro-organisme in de dikke darm stimuleren. GOS wordt gemaakt uit lactose d.m.v.  het enzym beta-galactosidase.

Benjamins is werkzaam bij Frieslandcampina, een belangrijke producent van GOS die wereldwijd op grote schaal worden toegepast in kindervoeding. Als RUG-promovendus is hij op zoek gegaan naar verdere verbetermogelijkheden t.a.v. het huidige industriële proces en de daarbij behorende wetenschappelijke onderbouwing.

Benjamins toonde aan dat het immobiliseren (hechten aan een vast substraat) van het enzym beta-galactosidase kan bijdragen aan een verbetering van de kosten-efficiëntie en duurzaamheid van het productieproces. Een van de belangrijkste inzichten uit de studie is dat het gebruik van geïmmobiliseerde beta-galactosidase een andere benadering vergt dan in de bestaande productieprocessen.

De selectie van een geschikte drager voor de immobilisatie is een cruciale stap in het proces. Hij benaderde deze selectie door toepassing van het Analytical Hierarchy Process (AHP). Benjamins beschreef voorts de toepassing van het geïmmobiliseerde enzym in batch- én continuproces. In het batchproces keek hij vooral naar de synthese van GOS vanuit een lactosesuspensie in plaats van een meer gangbare oververzadigde lactose oplossing. De enzymatische en volumetrische productiviteiten van de systemen bleken systematisch hoger dan die van een systeem met vrij enzym, zonder dat dit grote verschillen qua samenstellingen van de verkregen GOS mengsels opleverde.

Eric Benjamins  voerde zijn promotieonderzoek uit aan de Rijksuniversiteit, bij de afdeling Produkttechnologie van het Research Institute of Technology and Management. Binnen het onderzoeksprogramma van het Carbohydrate Competence Center (CCC) is op deze manier een unieke samenwerking tot stand gekomen tussen Rijksuniversiteit, Wageningen Universiteit en  FrieslandCampina een publiek-private samenwerking met spin-offs op toegepast, wetenschappelijk niveau. Benjamins vertelt over zijn onderzoek in een aflevering van Unifocus.