INVESTIGADORES
MAMMARELLA Enrique Jose
congresos y reuniones científicas
Título:
Desarrollo de membranas porosas de híbridos de quitosano para la inmovilización covalente multipuntual de Carboxipeptidasa A
Autor/es:
MAMMARELLA, ENRIQUE; ADRIANO, WELLINGTON; GIORDANO, RAQUEL; RUBIOLO, AMELIA
Lugar:
Buenos Aires, Argentina
Reunión:
Congreso; XI Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de los Alimentos; 2007
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios
Resumen:
La Carboxipeptidasa A (CPA) es una exoproteasa que ataca a las cadenas polipeptídicas a través de uno de sus extremos, removiendo los aminoácidos aromáticos (tripotofano, tirosina o fenilalanina). A su vez, la CPA es una metaloenzima que precisa de Zn2+ como cofactor en su sitio activo para poder actuar como catalizador. Debido a su actividad catalítica, el uso de CPA se presenta como un método ventajoso para conseguir hidrolizados protéicos de interés en la producción de alimentos para grupos especiales como los fenilcetonúricos. Si bien existen algunos trabajos sobre inmovilización de CPA, no se han obtenido biocatalizadores insolubles de costos reducidos y con alta eficiencia de conversión. En este contexto, el quitosano, un importante biopolímero, barato y abundante en la naturaleza y sus derivados formados por mezcla e interacciones con otros biopolímeros como la gelatina, el alginato de sodio y la carragenina, aparecen como materiales prominentes para la elaboración de matrices susceptibles de modificaciones físicas y químicas que formen estructuras porosas con capacidad de retener elevadas cantidades de proteína y brindar microambientes adecuados que confieran alta actividad a la enzima y elevada estabilidad operacional. A su vez, las características de microporosidad, hidrofilicidad, atoxicidad, resistencia estructural, degradación biológica y flexibilidad para formar estructuras de diferentes formas y tamaños, sumadas a la capacidad de adsorción de cationes metálicos en condiciones de neutralidad y de aniones en soluciones ácidas, permiten proyectar su uso en la formación de membranas porosas para la inmovilización covalente multipuntual de CPA que puedan ser utilizadas para producir la hidrólisis de proteínas del suero de quesería en un reactor de membrana. De esta forma, el objetivo es producir membranas con la enzima inmovilizada que puedan ser acopladas a membranas de ultrafiltración de tamaño de corte adecuado, para conseguir conjuntamente con la reacción, la separación de los productos de bajo peso molecular, en especial los aminoácidos aromáticos que actúan como inhibidores de la enzima. Las estructuras de las membranas obtenidas gelificando el quitosano sólo (2,5% y 5,0% en AcH) o con las diferentes mezclas: quitosano-gelatina (2,5%-2,5%), quitosano-alginato (2,5%-2,5%) y/o quitosano-carragenina (2,5%-2,5%) en diferentes concentraciones de NaOH (0,1 M y 1M), en estado hidratado natural o luego de un proceso de liofilización y rehidratación, fueron analizadas por microscopía electrónica de barrido, y se estudió la carga máxima de inmovilización usando caseína como proteína y glutaraldehído al 5% como agente ligante. En los resultados obtenidos se observa que la mezcla quitosano-alginato (2,5%-2,5%) es la que permite obtener las membranas más porosas y con mayor capacidad de carga. Por otra parte, para todas las composiciones analizadas, la porosidad de la estuctura de la membrana depende de la concentración de NaOH utilizada durante el proceso de coagulación, obteniéndose poros más pequeños y uniformes para concentraciones bajas (0,1 M) y poros menos uniformes pero más grandes para concentraciones elevadas (1,0 M). A su vez, el tratamiento de liofilización y rehidratación confiere una mayor porosidad que produce un aumento de la cantidad máxima de proteína inmovilizada de alrededor de un 20%, debido a que evita el reacomodamiento estructural y el colapso de la estructura.