Inmobilización de Fructosiltransferasa sobre soporte de TiO2 y PEI-TiO2

VALDEÓN DH; ARAUJO, PZ; DAZ M; PEROTTI NI

Congreso; XIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

INMOVILIZACIÓN DE FRUCTOSILTRANFERASA SOBRE SOPORTES DE TIO2 Y PEI-TIO2. Daniel H. Valdeóna, Paula Z. Araujob, Mirta Dazc,d, Nora I. Perottia,b aPROIMI-CONICET, Pje. Caseros y Av. Belgrano, (T4000MHH), Tucumán, Argentina. bDepto. de Ingeniería de Procesos y Gestión Industrial-FACET-UNT cINIQUI CONICET, dFacultad de Ciencias Exactas-UNSa. danielvaldeon@gmail.com Introducción: La inmovilización de enzimas es utilizada como herramienta tecnológica para mejorar la factibilidad de los procesos enzimáticos, a escala industrial, donde el uso de la enzima libre encarece sustancialmente el proceso. Esta metodología permite la reutilización de la enzima, mejora su estabilidad ante agentes físico-químicos y posibilita el control automático del proceso. La fructosiltransferasa (Ftasa) (EC. 2.4.1.9) es de interés en la región del NOA por su aplicación industrial debido a que es una enzima que cataliza la síntesis de fructooligosacáridos (FOS) a partir de sacarosa. Los FOS son compuestos considerados prebióticos porque estimulan el crecimiento de bacterias benéficas de la microbiota intestinal del individuo. Por esta razón se realizan esfuerzos en desarrollar tecnologías para inmovilizar dicha enzima. Objetivos: En este trabajo el objetivo fue evaluar la inmovilización de Ftasa por adsorción1 en TiO2 y por entrecruzamiento2 en PEI-TiO2, tendiendo a elegir uno de estos sistemas y lograr el óptimo operativo en cuanto a pH, Temperatura y estabilidad en el tiempo. Resultados: La Ftasa producida, a partir de Aureobasidium sp, ATCC 205243, se purificó y luego se inmovilizó en TiO2 (AEROXIDE P25), en PEI-TiO2. En TiO2 por contacto directo en buffer pH 3. En PEI-TiO2 por contacto directo y luego se realiza un entrecruzamiento entre la enzima y el soporte, utilizando glutaraldehido. Ambas alternativas presentaron una alta eficiencia de inmovilización, superior al 90%. Se obtuvo un orden más de actividad del biocatalizador Ftasa-PEI-TiO2 (9212 Ug-1 de soporte) respecto a Ftasa-TiO2 (903 Ug-1 de soporte). En los diferentes perfiles de actividad, el sistema Ftasa-PEI-TiO2 mostró cambios más suaves en la actividad catalítica ante variaciones de pH, manteniendo su máximo en el rango 5-6 de pH, la máxima actividad se logró a 60 °C en todos los sistemas, pero ninguno de ellos es estable en el tiempo a esta temperatura, por esta razón, se seleccionó 40°C como temperatura de trabajo. El biocatalizador obtenido es un material pulverulento, por lo tanto, para evitar etapas posteriores de separación, se incorporó gelano en la matriz del soporte como agente encapsulante, logrando esferas de Ftasa-PEI-TiO2-gelano (1-2 mm de diámetro aprox.), que presenta la misma respuesta en las variables fijadas para el sistema Ftasa-PEI-TiO2. La actividad residual de Ftasa-PEI-TiO2-gelano luego de 8 ciclos de reacción fue superior al 95%, por encima del sistema Ftasa-TiO2 y se mantuvo el 98% de actividad después de 90 días de conservación a 4°C. Conclusión: La inmovilización de la enzima sobre la matriz PEI-TiO2 presentó una mayor actividad por gramo de soporte y mayor estabilidad en sucesivos ciclos de trabajo. Con un óptimo de trabajo a pH 6 y 40 °C. La proyección es utilizar el sistema Ftasa-PEI-TiO2-gelano en reactor de lecho fijo a escala piloto para producción de FOS. Referencias bibliográficas 1. Aguiar-Oliveira, E., Maugeri, F, International J. of Food Eng., 2010, 6 (3). Article 9. 2. Piñuel, L., Mazzaferro, L.S., Breccia, J.D., Process Biochem., 2011, 46(12), 2330. 3. Salinas M.; Perotti N., J. of Industrial Microbiol & Biotechnol, 2009, 36 (1), 39.