Caracterización de una pectinasa enológica inmovilizada en hidrogeles de alginato de calcio

MARIO D. NINAGO; MARTÍN, M. CAROLINA; MERÍN, M. GABRIELA; BIGNERT, MARIANELA DEL CARMEN; LONGHI, SARA JAQUELINA; OLIVIA V. LÓPEZ; ANDRÉS E. CIOLINO; MARCELO A. VILLAR; MORATA, VILMA INÉS

Bahía Blanca

Simposio; XI Simposio Nacional de Biotecnología; 2017

REDBIO ARGENTINA AC

Las pectinasas son un grupoheterogéneo de enzimas polisacaridasas que degradan sustancias pécticaspresentes en la lamela media y pared celular primaria de las plantas. Sonampliamente utilizadas para la clarificación de jugos de frutas y vegetales, asícomo también en la industria vitivinícola. Sin embargo, cuando las enzimas libresson empleadas, éstas se solubilizan en el medio de reacción y su recuperación yreúso resulta complejo. La inmovilización de enzimas en una estructura de tipogel, mediante la técnica de entrampamiento, resulta una alternativa factiblepara minimizar estos inconvenientes. Por su parte, el alginato de sodio es unbiopolímero usado para la formación de hidrogeles debido a que puedeintercambiar sus cationes sodio por cationes divalentes, formando una redtridimensional. En la presente investigación, se estudió la inmovilización de unapectinasa enológica comercial en hidrogeles de alginato de calcio y sucaracterización, tanto micro-estructural del biomaterial obtenido, como de suactividad enzimática.Los hidrogeles se prepararon porgelación externa a partir de soluciones acuosas, con una relación volumétrica1:1 de alginato de sodio al 2 % (m/v) y solución de la pectinasa al 0,3 % (m/v),empleando como agente de entrecruzamiento cloruro de calcio al 2,5 % (m/v). Laactividad enzimática se determinó mediante la liberación de azúcares reductoresa partir de una dispersión de pectina al 0,25%, utilizando el reactivo ácido3,5-dinitrosalicílico (DNS). La morfología y apariencia de loshidrogeles cargados de pectinasa se estudiaron mediante Microscopia Electrónicade Barrido (SEM). Para la visualización de las superficies y las seccionestrasversales, los hidrogeles fueron crio-fracturados y metalizados. Laspectinasas presentaron formas pseudo-esféricas con bordes irregulares y laformación de agregados de mayor tamaño. Los hidrogeles sin enzima mostraron unasuperficie de fractura homogénea y la ausencia de grietas o irregularidades,mientras que en los hidrogeles compuestos se observó una buena distribución dela enzima en toda la matriz, tanto en la superficie como en su interior. Apartir de ensayos de Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier(FTIR) se evidenció la presencia de bandas asociadas a los grupos funcionalesde las enzimas presentes en la matriz de alginato de calcio.Por otra parte, se estudió el efectode la temperatura y del pH sobre la actividad enzimática de la pectinasa libree inmovilizada. Se observó que la inmovilización no afectó la temperaturaóptima de trabajo de la enzima, y que la máxima actividad, tanto de la pectinasalibre como de la inmovilizada, fue encontrada a 50 ºC. Con respecto al pH, laenzima libre mostró la máxima actividad en el rango de 3,0 a 4,0; mientras queel pH óptimo de la pectinasa inmovilizada fue de 4,0. Es importante resaltarque la pectinasa inmovilizada en los hidrogeles de alginato de calcio mostróuna alta estabilidad, manteniendo su actividad inicial hasta 11 semanas, bajocondiciones de almacenamiento tradicionales (4 ºC y pH 3,8).De acuerdo a los resultados obtenidos,y en concordancia con otros autores, el alginato de calcio es un muy buen agentede entrampamiento para la pectinasa en estudio, presentando una metodología detrabajo simple y de bajo costo, que permitiría el uso de este biocatalizador enel proceso de vinificación.