BECAS
TADDIA Antonela
congresos y reuniones científicas
Título:
Producción de enzimas hidrolíticas de uso industrial
Autor/es:
TADDIA ANTONELA; BRANDALEZE GERÓNIMO NICOLÁS ; TUBIO GISELA
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Simposio; IV Simposio Argentino de los Procesos Biotecnológicos; 2016
Resumen:
Resumen En nuestro país, los residuos agroindustriales, frutihorticolas, etc. son desechados, generando contaminación y desaprovechando su reutilización como insumos para otras industrias. En el siguiente trabajo se propuso utilizar dichos desechos como sustratos y única fuente de carbono para el crecimiento de hongos filamentosos y evaluar la potencial de producción de enzimas de interés biotecnológico como: xilanasa, endoglucanasa, α amilasa y pectinasa. Palabras clave Xilanasa; Endoglucanasa; Aspergillus niger; residuos lignocelulósicos.1. Introducción Las enzimas hidrolíticas como amilasas, endoglucanasas, xilanasas y pectinasas presentan un gran interés biotecnológico cuando se las emplea en procesos industriales que utilizan como materia prima materiales de origen vegetal, dado que su utilización presenta ventajas como pueden ser la elevada eficiencia enzimática, su bajo impacto medioambiental y su alta rentabilidad económica. Estas enzimas pueden ser empleadas en el blanqueo de la pulpa durante la fabricación de papel, como aditivo de detergentes, producción de etanol, para manufactura del pan, alimentos o disminuir la viscosidad y clarificar bebidas como la cerveza y los jugos naturales entre otros (Polizeliy col., 2005). Los hongos filamentosos, como Aspergillus niger, permiten obtener las enzimas mencionadas en forma exógena con alta actividad y en cantidades suficientes para los requerimientos buscados, a partir de sustratos lignocelulósicos de desechos o sin valor agregado como son cascarilla de soja, salvado de trigo y un desecho de la industria harinera. El objetivo del presente trabajo fue verificar el potencial de producción de xilanasa, endoglucanasa, α amilasa y pectinasa por el hongo filamentoso A. niger al crecer sobre desechos agroindustriales como única fuente de carbono, en medio líquido y sólido.2. MetodologíaLa cepa de A. nigerNRRL3 fue propagada 5 días en medio Agar-Papa-Glucosado a 30°C. Los conidios se suspendieron en agua destilada y su concentración se determinó por densidad óptica a 700 nm. Posteriormente se inocularon cultivos en medio líquido (FML) y sólido (FMS) (106 conidios/mL), conteniendo las sales definidas por el medio Mandels (Yuan y col, 2005) y 1gr de los siguientes sustratos: cascarilla de soja (CS), salvado de trigo (ST) y desecho de la industria harinera (H), los que se utilizaron sin tratamiento previo. Cada cultivo se incubó 9 días a 30°C. Los sistemas de FML se agitaron orbitalmente a 125rpm. En los sistemas de FMS se agregó15ml de agua destilada agitando a 100rpm durante 15 minutos para la recuperación de las enzimas. En ambas fermentaciones, los caldos se filtraron con tela de trama fina para separar el extracto enzimático (EE) del sustrato y restos celulares. Las fracciones recolectadas, EE, se almacenaron a -20°C para las posteriores determinaciones. A cada EE se determinó actividad xilanolítica (AcX) (Bailey y col., 1992), endoglucanasa (AcG) (Ghose, 1987) y pectinolítica (AcP), basados en la determinación de azucares reductores empleando el método colorimétrico del ácido dinitrosalisílico (DNS) (Miller, 1959), α-amilasa (AcA) por método cinético (Ishikawa y col., 1990), azúcares reductores (Miller, 1959), y proteínas totales (PT) con ácido bicinconinico (Smith y col., 1985). Cada EE fue evaluado mediante electroforesis en gel de poliacrilamida en medio desnaturalizante (SDS-PAGE) (Laemmli, 1970).3. Resultados y DiscusiónEn todos los cultivos ensayados se observó un buen crecimiento fúngico, siendo la FML la que produjo mayor cantidad de enzimas hidrolíticas. La FML presentó el nivel de AcX máximo al cuarto día de cultivo. Al emplear CS como sustrato, el valor más alto de AcX fue 1159,85 U; es decir 3,30 veces superior respecto de la AcG. Si bien los sistemas conteniendo ST y H presentaron menores unidades totales de AcX (790,76 y 724,77 U respectivamente) la relación de cocientes entre la AcX/AcG resultaron superiores al sustrato CS (5,27 para ST y 7,83 para H). Por otra parte, de todos los ensayos de FMS el sustrato ST alcanzó un mayor nivel de AcX (740,87 U) al tercer día de cultivo, siendo AcX/AcG 4,6; seguido del sustrato H (574,00 U) con una AcX/AcG de 3,27 (al cuarto día de cultivo) y el menor valor lo presentó el medio conteniendo CS (AcX: 247,85 U) y AcX/AxG: 2,30 al quinto día de cultivo. Además en todos los EE tanto de FML como de FMS, se evaluó AcP y AcA, sin embargo en las condiciones ensayadas no se observaron actividades significativas, las que fueron corroboradas por SDS-PAGE.4. ConclusionesLa fermentación en estado líquido representa una técnica de cultivo apropiada para producir xilanasa y glucanasa a partir de Aspergillus niger, cuando se emplea como sustrato cascarilla de soja, mientras que el desecho de la industria harinera resulta más adecuado para producir xilanasa en mayor proporción que glucanasa. Se concluye que una adecuada optimización del sistema de cultivorepresentaráun importante contribución para la producción máxima de enzimas mediante fermentación fúngica usando sustratos lignocelulósicos sin valor agregado.