VALIDADE E ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DOS COEFICIENTES CINÉTICOS DO MODELO MATEMÁTICO MECANÍSTICO PROPOSTO PARA PREDIZER A CINÉTICA DE HIDRÓLISE DE LACTOSE POR β -GALACTOSIDASE DE CÉLULAS

Ano: 2008 | Volume: 63 | Número: 365

Palavras-chave: leite, galactose, inibição

Resumo Português:

Um modelo matemático mecanístico foi desenvolvido para descrever a hidrólise de
lactose, levando em consideração o efeito de inibição por galactose. Foi utilizado um sistema
dinâmico de equações diferenciais ordinárias da variação de lactose, glicose e galactose com o
tempo. Essas equações foram resolvidas no programa Fortran 90 que gerou uma tabela de dados
simulados de lactose, glicose e galactose ao longo do tempo. A análise de sensibilidade dos
coeficientes do modelo foi realizada variando em ± 20% os valores dos coeficientes cinéticos.
As concentrações de glicose e galactose não foram influenciadas pelas variações nos coeficientes
Km e Ki, sendo que um aumento no valor de Vmax em 20% observou-se um melhor ajuste do
modelo com os dados experimentais. Para a validação do modelo, foram realizados testes de
hidrólise em solução tampão fosfato contendo 5% de lactose e em leite desnatado com teor de
lactose de 4,8%. O modelo representou satisfatoriamente o processo de hidrólise em solução
tampão fosfato com 5% de lactose. Para esta solução a variação entre o valor medido e o
predito de glicose foi de 4%, quando 75% de hidrólise foi atingida, alterando o valor de Vmax em
30%. No caso da hidrólise da lactose do leite, verificou-se uma variação entre as concentrações
de glicose medida e predita de 13% quando 85%da hidrólise foi atingida. Os dados simulados pelo
modelo apresentaram boa correlação com os dados experimentais originados da hidrólise de
lactose em tampão fosfato contendo 5% de lactose e em leite desnatado

Resumo Inglês:

The mechanistical mathematical model was
developed to describe the lactose hydrolysis,
taking into consideration the inhibition effect
for galactose. It was used a dynamic system of
ordinary differential equations of the lactose variation, glucose and galactose with the time.
Those equations were resolved in the Fortran 90
program that generated a table of simulated data
of lactose, glucose and galactose along the time.
The analysis of sensibility of the coefficients of
the model was accomplished varying in ± 20%
the values of the kinetic coefficients. The glucose
concentrations and galactose were not influenced
by the variations in the coefficients Km and Ki,
and an increase in the value of Vmax in 20% a
better adjustment of the model was observed with
the experimental data. For the validation of the
model, hydrolysis tests were accomplished in
solution phosphate buffer containing 5% of
lactose and in skimmed milk with of 4.8% lactose.
The model represented the hydrolysis process
satisfactorily in solution phosphate buffer with
5% of lactose. For this solution the variation
among the measured value and predicted of glucose
was of 4%, when 75% of hydrolysis were reached,
altering the value of Vmax in 30%. In the case of
the lactose hydrolysis of the milk, a variation
was verified among the concentrations of
measured glucose and predicted of 13% when 85%
of lactose hydrolysis was reached. The simulated
data for the model presented good correlation
with the originated experimental data of the
lactose hydrolysis in half synthetic containing
5% of lactose and in skimmed milk.