Comportamiento cinético del sistema de catálisis enzimática heterogénea formado por PPasa SE y protopectina de limón

ZAPATA ZAPATA, A.D.; CAVALITTO, S.F.; HOURS, R.A.

San Rafael, Mendoza

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas - CLICAP 2009; 2009

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria, Universidad Nacional de Cuyo

Las pectinas constituyen un grupo heterogéneo de polisacáridos ácidos de origen vegetal. Sus propiedades de gelificación, estabilización de emulsiones y aporte de fibra nutricional les confieren gran aplicación en las industrias alimenticia y farmacéutica. Su precursor natural es la protopectina (una sustancia péctica insoluble en agua que origina pectina soluble por depolimerización parcial). Para la extracción se utilizan métodos fisicoquímicos, microbiológicos o enzimáticos. Estos últimos emplean protopectinasas (PPasas), constituyendo un ejemplo de sistema de catálisis heterogénea. El objetivo de este trabajo es la evaluación del efecto de las concentraciones iniciales de protopectina y de PPasa-SE, una poligalacturonasa (PGasa) producida por Geotrichum klebahnii, sobre el comportamiento cinético del proceso de solubilización de pectina.   Se utilizó protopectina de limón (tamaño de partícula: 850 μm > Ø > 425 μm, malla 35, serie Tyler), en buffer ácido cítrico-citrato de Na (25 mM, pH 5,0). La reacción se llevó a cabo en un volumen de 1,5 mL, durante 4 h, a 150 rpm y 37ºC. Se estudió el efecto de la concentración de protopectina (sustrato) en un rango de 2-120 g/L, así como la concentración de enzima en un rango de 9-50 U PGasa/mL (para una concentración de protopectina constante de 20 mg/mL), sobre la velocidad inicial de reacción, v0, calculada a partir de las pendientes de las curvas de pectina (medida como ácido galacturónico, AGA) vs. tiempo de reacción (para los primeros 5 min de reacción).   Las curvas de AGA mostraron un comportamiento de saturación para todos los niveles de concentración de protopectina evaluados. Este comportamiento pudo ser atribuido a un cambio estructural de la partícula de protopectina hasta llegar a una estructura cristalina menos accesible para la enzima. Lo anterior fue reportado previamente por otros autores para sistemas celulosa-celulasa, y comprobado en el presente trabajo por medio de microscopía electrónica de barrido.   El sistema respondió adecuadamente al modelo de Michaelis-Menten, cuyos parámetros cinéticos fueron: velocidad máxima de reacción, vm, = 57,3 ± 5,6 g/L.h y constante de velocidad de reacción, KM, = 30,2 ± 7,7 g/L (R2 = 0.99). Además se observó que la concentración de PPasa-SE no tiene ningún efecto sobre v0, siendo ésta de 24,8 ± 2,2 g/L.h.