Utilización de la metodología de superficie de respuesta en la inmovilización de enzimas: II Optimización del biocatalizador

MAMMARELLA, ENRIQUE J; RUBIOLO, AMELIA C

Montevideo, Uruguay

Congreso; VIII Seminario Latinoamericano y del Caribe de Ciencia y Tecnología de Alimentos; 1994

Universidad de la República

Desde el punto de vista industrial, la utilización de enzimas inmovilizadas para formar un biocatalizador permite: detener la reacción separando el sustrato, reutilizar la enzima, evitar el agregado de la sustancias al medio y adoptar sistemas continuos o discontinuos. El principal inconveniente es conseguir que la desactivación que sufre la enzima durante la fijación, pueda recuperarse con el mayor tiempo de utilización. El entrampamiento de la ß-galactosidasa en hidrocoloides, es un mecanismo de inmovilización muy apropiado para conservar sus propiedades biológicas y posibilitar su reutilización. Como la resistencia mecánica inicial a la compresión del hidrocoloide varía con las condiciones a que es sometido durante la reacción (tiempo-temperatura) y el contacto del mismo con el fluído, produciendo efectos de hinchamiento y debilitamiento de la estructura del soporte (pérdida de enzima, disminución del espacio de circulación del líquido, etc.), en un primer estudio se encontraron las proporciones de los componentes del soporte que permiten que mantenga mantenga su estructura en las condiciones de la reacción durante un período suficiente para asegurar la utilidad de la enzima a inmovilizar. La desactivación del biocatalizador se debe, no solo al envejecimiento de la enzima, sino también a su salida de la matriz, debiéndose encontrar las condiciones estructurales favorables para conseguir la máxima actividad inicial, favorecer la retención de la enzima y evitar la pérdida de actividad. Para la realización de la parte experimental se planificaron las experiencias a través de la metodología de superficie de respuesta, adoptando un diseño de tres variables en cinco niveles y ejecutando 20 series de experiencias ordenadas aleatoriamente, las 15 corres­pondientes al diseño del modelo y las 5 adicionadas para obtener aproximadamente igual precisión. Se analizó el cambio de: concentración de enzima, concentración de alginato de sodio de alta viscosidad y concentración de k-carragenato, llamados factores y se determi­nó la variación de las respuestas: duración de la actividad, actividad inicial y actividad media. Los datos experimentales fueron ajustados  utilizando la ecuación polinómica, realizando el análisis de regresión múltiple para cada variable dependiente, y calculando su correspondiente coeficiente de ajuste (R2).       Con las superficies tridimensionales, se obtuvo el rango apropiado de concentración de los componentes, a fin de lograr un biocatalizador con buenas propiedades de reacción y estabilidad.