Biocatalizadores para la industria enológica obtenidos a partir de hidrogeles de alginato de calcio

NINAGO, M.D.; MARTÍN, M.C.; MERÍN, M.G.; MORATA, V.I.; LÓPEZ, O.V.; CIOLINO, A.E.; VILLAR, M.A.

Mar del Plata

Simposio; XVI Simposio Latinoamericano de Polímeros; 2018

INTEMA (UNMdP-CONICET)

La biotecnología, en conjunto con el desarrollo de nuevos materiales, se ha convertido en un factor económico que genera importantes ingresos anuales. Las pectinasas son biocatalizadores ampliamente usados en procesos de clarificación de jugos y vinos para reducir la turbidez del producto final. La ventaja del uso de enzimas inmovilizadas respecto al empleo de enzimas libres es su fácil separación y múltiples reúsos, transformándolas en alternativas comercial e industrialmente factibles. El entrampamiento de enzimas dentro de perlas de alginato de calcio inertes es una técnica muy efectiva debido a su biocompatibilidad, bajo costo y resistencia a la contaminación microbiana. Los hidrogeles se prepararon por gelación externa a partir de soluciones acuosas, con una relación volumétrica 1:1 de alginato de sodio al 2 %m/v y soluciones de pectinasa al 3 %m/v, empleando cloruro de calcio al 2,5 %m/v como agente entrecruzante. La microestructura se estudió por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) y Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) y las propiedades mecánicas de los hidrogeles resultantes se estudiaron a partir del Análisis de Perfil de Textura (TPA), mediante dos ciclos de compresión. La actividad pectinolítica y la capacidad de reúso de los biocatalizadores se determinó mediante la liberación y cuantificación de azúcares reductores utilizando el método del ácido 3,5-dinitrosalicílico (DNS). Los valores de dureza, elasticidad y resiliencia obtenidos para un 30 % de deformación resultaron similares a los reportados en la literatura, confirmando la reticulación completa de los hidrogeles. El análisis SEM reveló una buena distribución de la enzima en toda la matriz de alginato, tanto en la superficie como en su interior. Por su parte, los resultados obtenidos por FTIR confirmaron la presencia de bandas típicas de absorción asociadas a los grupos amino (-NH2) presentes en la pectinasa comercial. Los biocatalizadores presentaron rendimientos de inmovilización similares a los valores encontrado en la literatura, mostrando una alta estabilidad (la actividad catalítica inicial se mantuvo durante 11 semanas de almacenamiento en solución buffer-citrato a 4 °C). En cuanto a la capacidad de reúso del biocatalizador, la pectinasa inmovilizada mantuvo el 40 % de la actividad inicial en el segundo ciclo, y luego mostró una actividad residual constante cercana al 20 % hasta el sexto ciclo. De acuerdo a los resultados obtenidos, la metodología propuesta resulta una alternativa viable para la producción de nuevos biocatalizadores de la industria enológica.