Purificación de xilanasa fúngica para la industria alimentaria

BOGGIONE, MARÍA JULIA; TADDIA, ANTONELA; TUBIO, GISELA

Buenos Aires

Congreso; XXI CONGRESO LATINOAMERICANO Y DEL CARIBE DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS & XVII CONGRESO ARGENTINO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS; 2019

La demanda de alimentos nutritivos y jugos naturales procesados aumenta con la mayor conciencia en la alimentación saludable. Los avances biotecnológicos permiten desarrollar nuevas materias primas para el desarrollo de alimentos reemplazando aditivos químicos por biológicos como las enzimas. Las conversiones enzimáticas tienen muchas ventajas, entre ellas, una menor demanda de energía y una alta especificidad, lo que los convierte en aditivos interesantes en la industria alimentaria.Los cultivos y las frutas que se utilizan en la industria alimentaria y de bebidas contienen un considerable contenido de xilano. El xilano es un heteropolisacárido ramificado, su cadena principal está compuesta por subunidades de xilosa con sustituciones en las cadenas laterales. Las xilanasas (EX) hidroliza los polisacáridos de xilano al azar, y en la última década, han recibido especial atención debido a sus aplicaciones en diversas industrias de procesamiento de alimentos, como el de cereales para el mejoramiento de la aglomeración del gluten, la industria de panificación para mejorar la textura del pan y las galletas, la clarificación de los jugos de frutas, en la industria del vino para mejorar el sabor, en la producción de cerveza para mejorar la fermentación y la producción de xilooligosacáridos o arabinoxiloligosacáridos como suplementos alimenticios prebióticos.La producción eficiente y rentable de EX mediante un proceso de fermentación depende de la utilización de sustratos económicos, la productividad de los microorganismos, la recuperación y purificación de la EX mediante la correcta elección de los métodos para el downstream process.Los hongos filamentosos, como Aspergillus niger, permiten obtener la enzima EX en forma exógena con alta actividad y en cantidades suficientes para los requerimientos buscados, activas a pH ácidos y a altas temperaturas entre 40 y 60ᵒC. Como sustrato para la producción de EX se pueden utilizar residuos lignocelulósicos o subproductos agroindustriales.El objetivo fue purificar la EX de los demás componentes de un cultivo fúngico de A. niger sobre afrechillo de trigo (subproducto harinero), para su posterior adicción en panificación. Se evaluó la recuperación de EX utilizando la integración de dos operaciones unitarias, primero una separación por Sistemas Bifásicos Acuosos (SBAs) seguido de una cromatografía de intercambio iónico (IEC). Por otro lado se evaluó la precipitación salina combinada con cromatografía de interacción hidrofóbica (HIC). Un SBA compuesto porPEG 1450 y citrato de sodio, permitió la recuperación de EX con un rendimiento del 97% en la fase rica en PEG. Esta fase se cargó directamente en una columna intercambio iónico para mejorar aún más la purificación de EX de las proteínas restantes. La otra estrategia de purificación consistió en precipitar la enzima EX en sulfato de amonio al 80% de saturación obteniendo un 60% de rendimiento, luego al precipitado resuspendido, teniendo en cuenta la alta concentración de la sal, se purifico por cromatografía de HIC mejorando el factor de purificación. La combinación de estas estrategias de purificación permitirá obtener EX con un alto grado de pureza. Como conclusión se produce EX versátil y robusta con un método de producción económicamente viable para la industria alimentaria.