Hidrólisis del ácido clorogénico de la yerba mate mediante pellets de Aspergillus niger con actividad CHasa: efecto del tiempo de residencia en un sistema continuo.

BUTIUK, ANA P.; BRUMOVSKY, TAMARA N.; GODOY, IVÁN E.; MARTOS, MARÍA A.

Hohenau

Congreso; VIII Congreso Sudamericano de Yerba Mate y IV Simposio Internacional de Yerba Mate y Salud; 2023

Centro Yerbatero Paraguayo

La clorogenato hidrolasa (CHasa, EC 3.1.1.42) es una enzima que cataliza la hidrólisis de ácido clorogénico (ACG) liberando ácidos quínico (AQ) y cafeico (AC). El AQ es un químico fino de interés farmacéutico que se utiliza como material de partida de diferentes semi-síntesis orgánicas (producción de aminoácidos aromáticos, antivirales y agroquímicos). Mientras que el AC es un químico fino con valor comercial ya sea como antioxidante o con uso potencial como materia prima de otros procesos de importancia farmacológica (i.e. síntesis de L-DOPA en desarrollo). CHasa es producida por diferentes especies de hongos filamentosos (género Aspergillus) en forma intracelular, cuando son cultivados en medios suplementados con materiales vegetales ricos en ACG. La yerba mate contiene un elevado contenido de ACG tanto en los palos (residuos de la industria yerbatera) como en las hojas. Por lo tanto, la yerba mate puede ser utilizada como inductor para la producción de la enzima CHasa por hongos filamentosos y como materia prima para la extracción del ACG y posterior producción de AQ y AC. En estudios previos se obtuvo y caracterizó una CHasa naturalmente inmovilizada en pellets de Aspergillus niger AKU 3302 utilizando yerba mate como inductor. El objetivo del presente trabajo fue utilizar estos pellets como biocatalizador en un biorreactor de lecho empaquetado y evaluar la influencia de la velocidad de flujo del biorreactor sobre la bioconversión de ACG de la yerba mate y sobre las productividades de sus productos de hidrólisis (AQ y AC). Para ello, los pellets fueron utilizados como relleno de una columna de vidrio y se hizo circular a través de la misma una solución acuosa con elevado contenido de ACG preparada a partir de palos de yerba mate. El proceso de hidrólisis se llevó a cabo a diferentes caudales de alimentación (13,6-88,2 ml/h). Las concentraciones de ACG, AC y AQ, tanto en la solución de alimentación como en el flujo de salida del biorreactor, fueron determinadas por HPLC utilizando un método adaptado de Adachi et al. (2008). El ACG inicialmente presente en el extracto de yerba mate fue completamente convertido en AC y AQ al circular a través del biorreactor a caudales inferiores a 48,82 ml/h. La máxima concentración de AC (167,3 mg/l) y AQ (128,03 mg/l) fue alcanzada a bajos caudales de operación (13,6 ml/h). Por otra parte, la máxima productividad para el AC (10, 93 mg/h) fue obtenida a un caudal de trabajo de 88,18 ml/h. Mientras que la productividad para el AQ alcanzó un valor máximo (21,42 mg/h) a un caudal de 13,61 ml/h. Se alcanzaron conversiones de AC y AQ mayores al 100 %, lo cual se podría deber a que tanto el AC como el AQ fueron liberados a partir de otros ésteres diferentes al ACG por la acción de otras esterasas intracelulares (además de CHasa) presentes en el biocatalizador. Se confirmó la eficacia de los pellets de A. niger como biocatalizador inmovilizado estable, con actividad CHasa, para la producción de AQ y AC a partir de extractos acuosos de yerba mate.