INVESTIGADORES
ALBERTO Edgardo Omar
congresos y reuniones científicas
Título:
Escalado de la producción y aplicación de enzimas pectinolíticas de Aspergillus giganteus en el proceso de extracción de aceite de oliva
Autor/es:
ORTIZ GE; NOSEDA, D.; ALBERTÓ E.
Reunión:
Simposio; IV Simposio Argentino de Procesos Biotecnológicos; 2016
Resumen:
Introducción:La pectina es un polisacárido complejo presente en lapared de células vegetales, compuesto por α?(1,4 ) ácido galacturónico. Estepolímero, es degradado por la acción sinérgica de enzimas pectinolíticas. Estasenzimas, pueden ser clasificadas según el sustrato sobre el cual actúan como poligalacturonasas(PG) o polimetilgalacturonasas (PMG). De acuerdo a como estas actúan sobre elsustrato, pueden ser clasificadas como exo-pectinasas (exo-PGasa) o endo-pectinasas(endo-PGasa). Estas enzimas, son sintetizadas por diversosmicroorganismos, siendo los hongos filamentosos del género Aspergillus productores destacados, puesto que presentan lacapacidad de producir abundantes cantidades de las mismas cuando estos soncultivados en medio sólido. Por tal motivo industrias biotecnológicas, hanconsiderado esta ventaja tecnología para la producción de estas enzimas. Las cuales son utilizados en diversosprocesos alimenticios, como la producción de aceite de oliva. En este proceso,la aplicación de pectinasas, mejora los rendimientos de extracción y propiedadesorganolépticas del producto. En nuestro grupo hemosreportado que, el hongo filamentoso A. giganteus presenta elevada productividad endo-PGasa cuando elmismo es crecido en una mezcla de subproductos agroindustriales compuesta porsalvado de trigo, cáscara de naranja y cáscara de limón. En el presentetrabajo, reportamos el estudio del escalado en biorreactor del proceso deproducción de enzimas pectinolíticas de A. giganteus mediante fermentación en estado sólido, la caracterización bioquímicade los extractos enzimáticos y la aplicación del mismo en el proceso deextracción de aceite de oliva. Metodología: Escalado de la producción depectinasas en bioreactor: Las fermentaciones en estadosólido de A. giganteus NRRL10 se realizaronen un bioreactor de bandeja. El medio de cultivo sólido consistió en 100 g de una mezcla desalvado de trigo con cáscara de naranja y limón (66:17:17). La mezcla fuehidratada con 130 mL de medio de cultivo descripto por (Ortiz et al. 2016) por gramo de sólido (gds). El pH inicial se ajustó a 4.8 por agregadode NaOH. El medio fue esterilizado y luego inoculado con 1.5x106 conidios/gds.Las fermentaciones se efectuaron a 28°Cy con distintos flujos de aireación (1, 1.5 y 2 L min-1 gds-1).El crecimiento del cultivo fue evaluado mediante la cantidad acumulada de CO2producido. El muestreo de la biomasa para la determinación de las actividades enzimáticasse realizó al azar a partir de diferentes zonas de la bandeja del bioreactor.Caracterización enzimática: Las enzimas de A. giganteus fueron recuperadas mediante la adición de 10 ml de agua/g desólido seco, agitando la mezcla durante 30 min a 250 rpm y 28°C. Los extractos seclarificaron por filtración y centrifugación por 20 min a 1900 g. Los extractosenzimáticos y la mezcla pectinolítica comercial Pectinex® Ultra Olio fueron evaluadas para determinarcaracterísticas enzimáticas. Para la determinación de los valores de pH óptimose evaluó un rango de pH desde 2.8 a 7.0. Para determinar los valores de temperatura óptimase empleó un rango de 20°Ca 50°C.La estabilidad térmica y a pH se determinó incubando las muestras a distintostiempos bajo las condiciones óptimas.Efecto de las enzimaspectinolíticas en la extracción de aceite de oliva: Aceitunasde la variedad Frantoio fueron utilizadas para la extracción de aceiteaplicando un sistema del tipo Avencor, en el cual se agitó pasta de aceitunas a50 rpm durante 45 min, añadiendo las enzimas pectinolíticas fúngicas o lamezcla comercial Pectinex®.Luego del batido se centrifugo para separar el aceite de oliva. A partir de losaceites se realizó las siguientes determinaciones: compuestos fenólicos totales,ácidos grasos, valores K, índice de yodo, contenido de clorofila ycarotenoides, tiempo de drenado y turbidez. Resultados:A partir del escalado a bioreactor se logródeterminar que la mayor producción de enzimas pectinolíticas de A. giganteus NRRL10 se obtiene con unflujo de aire de 20 L/min Kgds y 60 hs de fermentación en estado sólido (73 Uendo-PGgds-1, 197 UPG gds-1 y 101 UPMG gds-1)(Fig. 1). El extracto enzimático obtenido mostró una mayor actividad pectinolíticaresidual para PGase, PMGase yendo-PGase en el rango de pH 5,8 a 7,0 con respecto a la mezcla comercial Pectinex(Fig. 2). El extracto enzimatico retiene el 80% de la actividad PMGase a los 135minutos de incubación (Fig. 2), demostrando que este extracto es aceptable enlos procesos que no requieren largos tiempos de incubación. Se observó que laadición de extracto pectinolítico de  A. giganteus al comienzo de lamaceración de la pasta de aceitunas genera un aumento en la extracción de aceite.Asimismo, dicho extracto causó la disminución de un 70% de la turbidez relativadel aceite de oliva en comparación con el control sin enzimas (Fig. 3). Debemosmencionar que la utilización del extracto pectinolítico no causó cambios en lacomposición química del aceite de oliva (Tab.1 y Tab. 2).Conclusiones: La mayor productividad enzimática se alcanzó aireado 20 Lmin-1Kgds-1.La utilización del extracto pectinolítico de A. giganteus, durante el batido de la pasta, genera un aumento delrendimiento de aceite y mejora las características reológicas del mismofacilitando su clarificación. Finalmente, el extracto enzimático presentó unamayor estabilidad que el producto comercial. Sugiriendo que el productodesarrollado es adecuado para ser utilizado en el proceso de extracción deaceite de oliva.