Características y comportamiento de la beta-galactosidasa de Bacillus circulans inmovilizada en partículas soportadas en alginato

TORRES, PEDRO; MAMMARELLA, ENRIQUE; REGENHARDT, SILVINA; BATISTA - VIERA; RUBIOLO, AMELIA

Buenos Aires, Argentina

Jornada; IV Jornadas Internacionales de Proteínas y Coloides alimentarios; 2007

CYTED

Entre las beta-galactosidasas (lactasas microbianas) más ampliamente utilizadas para la hidrólisis de lactosa se encuentran las provenientes de Kluyveromyces lactis y fragilis, y Aspergillus oryzae. Sin embargo, ninguna de estas enzimas posee pH óptimos de trabajo que se ubiquen en el rango de los sueros de quesería (5.5-6.5). A su vez, la lactasa de Bacillus circulans, que es una enzima extracelular que presenta una termoestabilidad superior a las lactasas de levadura, no requiere de cofactores metálicos para su actividad y de la cual se encuentra disponible una preparación comercial soluble (Biolacta N 5, Daiwa Kasei, Japón), posee un pH óptimo de trabajo de 6.0 y puede, por tanto, emplearse para trabajar con tales sustratos. Además, para hacer más eficiente el uso de esta enzima se puede recurrir a la estrategia de inmovilizarla, seleccionándose como soporte el Eupergit C, una resina acrílica epoxi-activada, que provee una buena estabilización térmica del catalizador. Así, la b-galactosidasa de Bacillus circulans se inmovilizó en la mencionada resina con una retención de más del 90% de su actividad catalítica. El derivado obtenido se mostró capaz de llevar a cabo la hidrólisis de lactosa (50g/l) en buffer y permeados de lactosuero, alcanzando altos grados de conversión (77-92%) en procesos en batch, operando durante 72 horas a 50 °C. Buscando aumentar su estabilidad operacional y permitir su adaptabilidad a diferentes escalas y configuraciones de trabajo, el derivado se encapsuló en esferas de alginato de calcio, analizándose posteriormente su comportamiento en un reactor de lecho empacado operando durante 50-80 horas a 50 °C. Los niveles de conversión obtenidos a partir de esta estrategia fueron de 84-86% empleando lactosa en buffer y permeados de lactosuero. Ambos derivados fueron ensayados durantes dos ciclos consecutivos para analizar el comportamiento operacional de los derivados. Además, para el segundo caso, se estudió la influencia de la carga de derivado Biolacta/Eupergit C encapsulado y el tamaño de partícula resultante sobre el proceso de lactólisis. Los derivados encapsulados mostraron buena estabilidad operacional y mecánica, incluso en leche descremada. La inmovilización y encapsulado de la enzima no generó retardos difusionales importantes. Para los experimentos en batch se presentó una reducción de velocidades máximas en el entorno del 2% para el derivado Biolacta/Eupergit C. Reducciones similares se obtuvieron para el derivado encapsulado. La estrategia de encapsulado de la enzima inmovilizada covalentemente, proporciona una vía para posibilitar nuevas aplicaciones de estos derivados enzimáticos, eliminando la pérdida que resulta del entrampamiento de la enzima directamente en alginato, así como los inconvenientes relacionados con el reducido tamaño de partícula en el caso de la inmovilización en resinas acrílicas comerciales.