Carbohydrases find a wide application in industrial processes and products, mainly in the food industry. With these enzymes, it is possible to obtain different types of sugar syrups (viz. glucose, fructose and inverted sugar syrups), prebiotics (viz. galactooligossacharides and fructooligossacharides) and isomaltulose, which is an interesting sweetener substitute for sucrose to improve the sensory properties of juices and wines and to reduce lactose in milk. The most important carbohydrases to accomplish these goals are of microbial origin and include amylases (α-amylases and glucoamylases), invertases, inulinases, galactosidases, glucosidases, fructosyltransferases, pectinases and glucosyltransferases. Yet, for all these processes to be cost-effective for industrial application, a very efficient, simple and cheap immobilization technique is required. Immobilization techniques can involve adsorption, entrapment or covalent bonding of the enzyme into an insoluble support, or carrier-free methods, usually based on the formation of cross-linked enzyme aggregates (CLEAs). They include a broad variety of supports, such as magnetic materials, gums, gels, synthetic polymers and ionic resins. All these techniques present advantages and disadvantages and several parameters must be considered. In this work, the most recent and important studies on the immobilization of carbohydrases with potential application in the food industry are reviewed.

As leveduras desempenham um papel fundamental na natureza e, dada a sua versatilidade bioquímica e fisiológica, muitas delas podem ter suas rotas metabólicas direcionadas e otimizadas para a biossíntese de produtos específicos. Frente a essa potencialidade, novas contribuições que se debrucem sobre o estudo de processos fermentativos envolvendo leveduras como protagonistas, em especial para a produção de produtos de valor agregado a partir de vegetais perdidos e seus resíduos, revestem-se de importância. Dentre esses produtos, cita-se particularmente, nesta breve revisão, a produção de enzimas pectinolíticas e o potencial probiótico de leveduras em meios de cultura alternativos, como uma maneira de oportunizar esses processos de forma econômica e ambientalmente viável.

Fruits and vegetable residues (FVR) flour were obtained from the solid residue generated from the whole processing of whole fruits (3) and vegetables (8). The purpose of this study was to analyze the FVR flour carbohydrate profile, and to propose chemical and enzymatic modification structure to use as functional ingredient. The properties such as sorption behavior, total phenolic content and antioxidant activity also were evaluated. Besides, the FVR flour was applied to produce candies. The FVR flour presented only 1-kestose (GF2) as prebiotic oligosaccharides and native condition, conformation changes from an amorphous structure after different pH conditions, that caused lower stability of the FVR flour when it was exposed to variations of aw, only supporting up to aw = 0.6. The GAB was the most suitable model to construct sorption isotherms. The phenolic content of the samples obtained through the enzymatic process was higher than that found in FVR flour, sample 10 (60.29 ± 15.12 mg) and the antioxidant activity values 0.55 ± 0.04g of sample/g DPPH. Phenolic content gum and crystal candies, respectively, is 0,289 ± 0,097 mg GAE.g-1 and 0,228 ± 0,011 mg GAE.g-1. This study shows that it is possible to promote viable and sustainable food processing without waste generation.

A imobilização de enzimas representa uma estratégia eficiente para aumentar a estabilidade operacional, possibilitar a reutilização do biocatalisador e reduzir os custos de processos industriais. Avaliou-se a influência da composição de hidrogéis de pectina e alginato na imobilização de invertase extraída de Saccharomyces cerevisiae, bem como os efeitos do pH e da temperatura sobre sua atividade catalítica na produção de açúcar invertido. A invertase foi imobilizada em diferentes formulações de hidrogéis (pectina 2%, 4% e 5%, e pectina 4% associada a 0,5% de alginato) e aplicada na hidrólise de solução de sacarose em sistema batelada. A formulação contendo 4% de pectina e 0,5% de alginato apresentou o melhor desempenho, alcançando 0,878 mg mL⁻¹ de açúcares redutores após 90 minutos e a menor liberação de proteínas para o meio reacional, indicando elevada eficiência de encapsulamento e menor lixiviação da enzima. A atividade máxima da invertase imobilizada foi observada em pH 4,6 e 55 °C, mantendo elevada estabilidade em ampla faixa operacional de pH e temperatura. Os resultados demonstram que a associação entre pectina e alginato proporciona hidrogéis mais estáveis e eficientes para a imobilização da invertase, favorecendo a produção de açúcar invertido.