Biotransformación de subproductos de la industria citrícola para la producción de rutinosa

CAPECCE A.; MINIG M; BRECCIA JD

La Plata

Simposio; SAPROBIO (Simposio Argentino de Bioprocesos); 2012

CINDEFI

Introducción. El uso doméstico e industrial de grandes cantidades de cítricos, especialmente para la producción de jugo, resulta en la acumulación de importantes cantidades de subproductos que de no ser procesados se convierten en una posible fuente de contaminación ambiental. Estos desechos contienen cantidades significativas de compuestos fenólicos, especialmente flavonoides glicosilados, entre ellos hesperidina. La enzima α-ramnosil-β-glucosidasa (E.C.3.2.1.168) producida por Acremonium sp. DSM 24697, tiene la capacidad de hidrolizar hesperidina liberando hesperetina y el disacárido rutinosa. La rutinosa es un compuesto que presenta un alto valor agregado, forma parte de preparaciones tópicas para el tratamiento de lesiones de la piel y su costo como reactivo analítico es elevado. Metodología. La enzima se inmovilizó en microfibras magnéticas (MM) y el soporte se recubrió con el polímero catiónico polietilenimina (PEI). El catalizador inmovilizado sobre MM-PEI se utilizó para la producción de rutinosa utilizando pellets de naranja como sustrato. Los pellets fueron sometidos a un tratamiento termo-alcalino antes de la biotransformación. Resultados. La inmovilización de la enzima sobre MM mostró un rendimiento (YI) del 31.2%, mientras que la eficiencia del proceso (EI) fue del 8.9%. La temperatura óptima del catalizador inmovilizado fue de 50°C, mientras que para la enzima libre fue de 60°C. Este desplazamiento de 10°C, podría deberse a la oxidación de la enzima catalizada por cantidades trazas de iones hierro provenientes del soporte. Por esta razón, las MM se recubrieron con el polímero catiónico polietilenimina (PEI) y la enzima inmovilizada sobre MM-PEI expresó la misma temperatura óptima que la enzima libre. Además, a 70ºC no se detectó actividad residual de la enzima libre, y la inmovilizada sobre MM mantuvo sólo un 15% de la actividad en comparación con el 34% que mostró la preparación MM-PEI. Estos datos nos indicaron un efecto estabilizante de la polietilenimina sobre la enzima, apoyando la hipótesis sugerida de la pérdida de estabilidad del catalizador por un proceso de oxidación proteica. Los pellets de naranja se seleccionaron para la producción de rutinosa por su alto contenido de hesperidina (6.8% p/p). Para aumentar el acceso de la enzima a dicho sustrato, estos fueron sometidos a un tratamiento termo-alcalino (1.25% p/v Ca(OH)2 a 60°C durante 1 h). El sobrenadante de esta preparación contenía 2.5 mM hesperidina y 15.6 mM de azúcares reductores. La preparación cruda de pellets tratados fue neutralizada y se utilizó para la producción de rutinosa en un reactor enzimático (20 ml) con MM-PEI (0.007 U/g). Se realizaron dos ciclos de producción de 2 h cada uno, de los cuales se obtuvieron porcentajes de conversión del 21.6% y del 13.6% respectivamente. Se logró la biotransformación de pellets de naranja con un rendimiento de 0.32 g/L de rutinosa en 4 h de reacción.