Inmovilización de pectinasas para la producción de un potencial biocatalizador para la industria enológica

MARTÍN, M. CAROLINA; NINAGO, MARIO D.; MERÍN, M. GABRIELA; LOPEZ, OLIVIA D.; ANDRÉS E. CIOLINO; MARCELO A. VILLAR; MORATA, VILMA INÉS

San Rafael, Mendoza

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas a la Industria (CLICAP 2018); 2018

FCAI-UNCUYO

En las últimas décadas, la biotecnología se haconvertido en un importante factor económico que contribuye al desarrollo demuchos países. En este sentido, el uso de compuestos bioactivos se hadesarrollado para diferentes mercados, tales como el alimenticio y el de losbiocombustibles, generando millones de dólares al año. Las pectinasas sonbiocatalizadores ampliamente utilizadas en procesos de clarificación de jugos yvinos debido a que disminuyen la turbidez mejorando la calidad final delproducto. La gran ventaja del uso de enzimas inmovilizadas respecto al empleode enzimas libres es su fácil separación y múltiples reúsos que hacen que seancomercial e industrialmente factibles. Además, una apropiada inmovilizaciónpuede causar una mayor estabilidad térmica y operacional del biocatalizadorresultante. Elentrampamiento de enzimas dentro de perlas de alginato de calcio inertes es unatécnica muy efectiva debido a su biocompatibilidad, bajo costo y resistencia ala contaminación microbiana, comparada con otras técnicas de inmovilización. Eneste trabajo se estudió la inmovilización de una pectinasa enológica comercialen hidrogeles de alginato de calcio y su capacidad de reúso. Los hidrogeles seprepararon por gelación externa a partir de soluciones acuosas, con unarelación volumétrica 1:1 de alginato de sodio al 2 % (m/v) y soluciones depectinasa al 0,3 y 3 % (m/v), empleando como agente de entrecruzamiento clorurode calcio al 2,5 % (m/v), y se mantuvieron en solución buffer-citrato (pH 3,80)a 4 ºC. La microestructura de los biocatalizadores se estudió por MicroscopiaElectrónica de Barrido (SEM) y Espectroscopia Infrarroja con Transformada deFourier (FTIR) y se estudiaron las propiedades mecánicas de los hidrogeles apartir de ensayos de compresión. La actividad pectinolítica y la capacidad de reusóde los biocatalizadores se determinó mediante la liberación y cuantificación deazúcares reductores utilizando el método del ácido 3,5-dinitrosalicílico (DNS).El análisis SEM reveló una buena distribución de la enzima en toda la matriz dealginato, tanto en la superficie como en su interior. Mientras que losresultados obtenidos por FTIR confirmaron la presencia de bandas típicas de absorciónasociadas a los grupos funcionales presentes en la pectinasa comercial y en elalginato de calcio. Los ensayos de compresión presentaron valores máximos dedeformación similares a los reportados en la literatura, confirmando lareticulación completa de los hidrogeles. Por otra parte, los biocatalizadores presentaronrendimientos de inmovilización de la pectinasa similares a los valoresencontrados en la literatura, y mostraron una alta estabilidad, manteniendo laactividad catalítica inicial durante 11 semanas de almacenamiento en soluciónbuffer-citrato a 4 ºC. En cuanto a la capacidad de reúso del biocatalizador, lapectinasa inmovilizada mantuvo el 40% de la actividad inicial en el segundociclo, y luego mostró una actividad residual constante cercana al 20% hasta elsexto ciclo. Por lo que la enzima inmovilizada ofrece la posibilidad de usosrepetidos, mientras que la enzima libre puede ser utilizada sólo una vez. Porlo tanto, la presente metodología de trabajo resulta una alternativa muyconveniente para la producción de un nuevo biocatalizador para la industriaenológica.