INVESTIGADORES
PELLEGRINI MALPIEDI luciana
congresos y reuniones científicas
Título:
PURIFICACIÓN DE ISOFLAVONAS DE SOJA EMPLEANDO SISTEMAS MICELARES DE DOS FASES ACUOSAS
Autor/es:
ESTEFANIA CORDISCO; CARLA NAHIR HAIDAR; BIBIANA B. NERLI; LUCIANA PELLEGRINI MALPIEDI
Lugar:
Santa Fe
Reunión:
Simposio; 3º Simposio Argentino de Procesos Biotecnológicos; 2014
Resumen:
Introducción: Las isoflavonas (IF) son moléculas polifenólicas cíclicas que debido a su gran semejanza estructural con el 17 b-estradiol, el principal estrógeno endógeno del cuerpo humano, también son denominadas fitoestrógenos. Además de su aplicación como estrógenos débiles, las IFs han evidenciado otras propiedades funcionales benéficas como por ejemplo potentes propiedades antioxidantes y efectos anticancerígenos. Actualmente, los métodos tradicionales de obtención de IF a partir de granos de soja y derivados implican la utilización de grandes cantidades de solventes orgánicos, los cuales en su mayoría presentan altos grados de toxicidad o la aplicación de instrumental sofisticado, lo que resulta en un producto final de elevada relación costo/beneficio. Teniendo en cuenta que nuestro país es uno de los principales productores de soja, sería de vital importancia desarrollar metodologías sencillas, económicas y aplicables a nivel industrial para la obtención de IF a partir de granos de soja y sus derivados. La aplicación de sistemas micelares de dos fases acuosas (SMDFA) es una metodología que reúne muchos de estos requisitos. Se trata de aquellos sistemas bifásicos formados por soluciones de surfactantes que bajo ciertas condiciones de temperatura y concentración de detergente pueden separarse en dos fases inmiscibles, siendo una de las fases más rica en micelas que la otra. En este contexto, este trabajo tiene como objetivo diseñar metodologías separativas empleando sistemas micelares de dos fases acuosas formados por Tritón X-114 (TX) y sales de aniones biodegradables para la extracción y/o concentración de isoflavonas partir de harina de soja. Metodología: Se determinó el patrón de reparto de IF en SMDFA, caracterizados previamente en nuestro laboratorio, formados por TX y las sales tartrato de sodio (NaTart) y citrato de sodio (NaCit) pH 5,00. Luego de sembrar pequeñas alícuotas de IF comerciales, los SMDFA se mezclaron y dejaron reposar hasta alcanzar el equilibrio de reparto. Estimada la concentración de IF por medidas de absorbancia a 379 nm en cada fase (formación de complejo entre IF y AlCl3), el coeficiente de reparto (Kr) fue calculado como el cociente de dichas concentraciones. Se evaluó el efecto de diferentes variables del sistema sobre el valor de Kr: concentración de NaTar o NaCit y temperatura. Aquellos SBAs que evidenciaron mayor capacidad de recuperar IF fueron seleccionados en un paso ulterior para ensayar el reparto de IF provenientes de harina de soja. En este caso la masa de harina sembrada en los SMDFA fue de un 2% de la masa total del sistema. El seguimiento del proceso extractivo se realizó a través de un diseño factorial completo 2n, en el cual las variables independientes fueron analizadas en dos niveles (-1 y +1): temperatura (45 y 55°C), tiempo de extracción (40 y 80 min) y concentración de sal agregada (50 y 100 mM). La variable respuesta fue rendimiento (R%). Se trabajó con un nivel de significancia (p) ≤ 0,05 y se realizaron cuatro repeticiones en el punto central (nivel 0) para estimar la variabilidad experimental. Resultados: En la mayoría de los sistemas ensayados se observó que las IF presentaron valores de Kr menores a uno, indicando una preferencia a repartirse hacia la fase inferior, rica en micelas. Los SMDFA formados por TX y NaCit mostraron capacidad de recuperar hasta un 76 % de IF en dicha fase, mientras que aquellos formados por TX/NaTart mostraron rendimientos de hasta 96%. En este contexto, se decidió ensayar la purificación de isoflavonas a partir de harina de soja empleando los sistemas TX/NaTart. De los resultados obtenidos en esta etapa, se obtuvo un valor máximo de rendimiento del 69% trabajando a 40°C, con 80 minutos de extracción y una concentración de NaTart de 100 mM. El análisis estadístico de dichos experimentos mostró que las tres variables estudiadas (temperatura, tiempo y concentración de NaTart) ejercieron un efecto estadísticamente significativo sobre el rendimiento de IF. El signo de dichos efectos fue negativo para la temperatura y positivo para tiempo y concentración de sal. Estos resultados indican que un incremento en la concentración de sal empleada o en los tiempos de extracción maximizarían el rendimiento de IF en la fase inferior mientras que un aumento en la temperatura de trabajo daría lugar el efecto contrario. Los datos obtenidos del análisis de regresión fueron también utilizados para graficar las superficies de respuestas. Estas gráficas permiten visualizar la tendencia que presenta la variable respuesta, R% en nuestro caso, respecto de las variables independientes, facilitando así la optimización del proceso. En la Figura 1 se muestra la dependencia de R% en función del tiempo y la temperatura, seleccionando como variable fija la concentración de NaTart (100 mM). A partir de dicha figura puede observarse que aun no se ha alcanzado el máximo de la respuesta, sugiriendo que un segundo diseño experimental sería necesario para optimizar R%. Adicionalmente, puede apreciarse que la superficie representada tiene una pendiente marcadamente positiva hacia las coordenadas de mayor tiempo y menores temperaturas, demostrando nuevamente que una maximización de la extracción de IF podría lograrse al trabajar a menores temperaturas y con mayores tiempos de extracción. Conclusiones: Los resultados obtenidos indican que los SMDFA formados por TX y tartrato de sodio pH 5,00 son potencialmente aplicables en la extracción isoflavonas a partir de harina de soja. Particularmente, cuando se trabajó con una concentración de NaTart 100 mM, a 40 °C y con un tiempo de extracción de 80 minutos, pudo extraerse hasta un 70% de isoflavonas de soja en la fase inferior, rica en micelas. El hecho que IF sean recuperadas en la fase inferior de los sistemas presenta como principal ventaja que la mayoría del los otros componentes de la harina de soja son recuperados en la fase contrario debido a su carácter hidrosolubleTeniendo en cuenta la simplicidad de esta metodología, su bajo impacto y fácil escalado, resulta posible prever su potencial inclusión en un protocolo de purificación a nivel industrial.