Selección de Cepas Fermentadoras de L-Arabinosa para la Obtención de la enzima L-Arabinosa Isomerasa

MANZO, RICARDO M.; SIMONETTA, ARTURO C.; RUBIOLO, AMELIA C.; MAMMARELLA, ENRIQUE J.

Facultad de Ciencias de la Alimentación perteneciente a la Universidad Nacional de Entre Ríos (UNER) ubicada en la ciudad de Concordia del 7 al 9 de octubre

Congreso; XII Cong. Arg. de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CYTAL), “Alimentos y Energía: Globalización y Desafíos” y en el 3º Simposio Intern. de Nuevas Tecnologías y Simposio Reg. del III Cong. del Caribe y I Latinoamer. sobre Higiene y Calidad Alimentaria; 2009

Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios (AATA)

La L-Arabinosa isomerasa es una enzima que cataliza in vivo la conversión de L-Arabinosa en L-Ribulosa, habiéndose comprobado además, su capacidad para convertir in vitro la D-Galactosa en D-Tagatosa. Este último es un monosacárido, químicamente similar a la fructosa, que puede encontrarse naturalmente presente, aunque en niveles muy bajos, en productos lácteos térmicamente tratados. A pesar de poseer un sabor y un nivel de dulzura similar al de la sacarosa, es de bajo tenor en calorías y no tiene efecto cariogénico. Asimismo, se ha comprobado su capacidad de alterar las proporciones de ácidos grasos de cadena corta, favoreciendo el desarrollo de las bacterias probióticas. Debido a estas características, la D-Tagatosa ha sido admitida y reconocida como segura por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (WHO) desde 2001. En la actualidad, la D-Tagatosa se sintetiza químicamente a partir de la D-Galactosa, aunque esta metodología presenta dos desventajas: la utilización de complejos pasos de purificación y la formación de residuos químicos peligrosos. Paralelamente, aún no se ha logrado desarrollar ningún método de bioconversión con aplicabilidad industrial, si bien está siendo objeto de estudio de varios grupos.Por tal motivo, para el presente trabajo se ensayaron 29 cepas de distintas especies bacterianas informadas en la bibliografía como metabolizadoras de la L-Arabinosa, las que fueron cultivadas en medios convenientemente modificados para favorecer la inducción de la enzima. De todas las cepas ensayadas, se seleccionaron las tres que mostraron un desarrollo muy superior al resto: Enterococcus faecium DBFIQ ETW4, Pediococcus acidilactici CRL 937 y Lactococcus lactis subsp. lactis CRL 63. Para cada cepa seleccionada se realizaron cultivos en 600 mL de caldo MRS modificado, conteniendo 0,1% de D-Glucosa y 0,5% de L-Arabinosa, y se recogieron las células mediante centrifugación a 5000 rpm durante 15 minutos, a 4ºC. A continuación, las mismas fueron sometidas a un proceso de disrupción por sonicación, y la suspensión resultante fue centrifugada a 20000xg durante 30 minutos para eliminar los detritos celulares. Posteriormente, las proteínas fueron precipitadas mediante el agregado de (NH4)2SO4 hasta un 80% de saturación, separadas por centrifugación a 12000xg durante 20 minutos a 4ºC, resuspendidas en buffer fosfato 50 mM pH 7.0 y dializadas durante 48 horas utilizando una membrana de 10 KDa de MWCO. La actividad enzimática fue determinada luego de cada tratamiento siguiendo la producción de la cetohexosa mediante el ensayo colorimétrico desarrollado por Dische y Borenfreund (1951). En las condiciones expresadas, el mejor extracto obtenido correspondió a la cepa L. lactis subsp. lactis CRL 63, conteniendo 2.500 μg de proteína ml-1 y una actividad de 7,16 μmoles de D-Tagatosa min-1 μg proteína-1. Por tal motivo, la misma fue seleccionada para continuar con los estudios de purificación y caracterización de la enzima. Palabras claves: L-Arabinosa isomerasa, D-Tagatosa, D-Galactosa, bioconversión