Evaluación de variables en el proceso inmovilización de fructofuranosidasa sobre sílica 60 G para la producción de prebióticos

VALDEÓN DH; ARAUJO, PZ; ARAUJO S; PEROTTI NI

Bahía Blanca

Congreso; CAIQ 2017; 2017

Plapiqui - CONICET

Los fructooligosacaridos (FOS) son alimentos funcionales no digeribles de elevada importancia por su actividad prebiótica, con efectos benéficos en la proliferación de las bifidobacterias que se encuentran en el colon en humanos. Los FOS son oligosacáridos tipo inulina de cadena corta, con una glucosa terminal unida a 2-10 unidades de fructosa por enlace glicosídico β(1→2). A escala industrial los FOS se producen por hidrólisis de la inulina o por síntesis a partir de sacarosa utilizando microorganismos o enzimas con actividad transfructosilasa. La producción de FOS por síntesis enzimática es de gran interés debido a que se utilizan procesos compatibles con la industria alimentaria, en condiciones suaves de pH y temperatura. La fructofuranosidasa (Ffasa, EC. 3.2.1.27) es una enzima que cataliza la producción de fructooligosacaridos, se obtiene principalmente de hongos y es una de las enzimas más utilizadas a nivel industrial para laproducción de FOS. La inmovilización es un proceso por el cual la enzima es recluida o localizada en una región definida del espacio dando lugar a un catalizador heterogéneo. La heterogeneidad de los sistemas enzimáticos inmovilizados permite una fácil recuperación del bioctalizador y del producto, múltiples reutilizaciones de enzimas y la posibilidad de operar en forma continua. Los biocatalizadores inmovilizados son de gran interés en distintos sectores industriales y son aplicados en producción de medicamentos, productos químicos, alimentos, bebidas y tratamientos de aguas residualesEn este trabajo, se inmovilizó Ffasa en silica 60 G recubierta con polietilenimina, de esta manera se trabajó con un soporte híbrido con grupos aminos expuestos disponibles para inmovilizar la enzima, y empleando glutaraldehido como molécula bifuncional para el anclaje de la enzima. Se evaluaron diferentes factores de inmovilización tales como: concentración de glutaraldehído, concentración de enzima, tiempo de adsorción de enzima y tiempo de reacción con la molécula bifuncional. Posteriormente, se llevó a cabo un diseño factorial de dos factores a tres niveles de las variables de mayor impacto en el proceso.Los resultados del trabajo mostraron que la inmovilización de Ffasa sobre el soporte híbrido era significativamente afectada por la concentración de enzima y glutaraldehido. Los niveles utilizados para el diseño factorial fueron: soluciones de enzimas con actividad en rango de 44-12 U/mL y concentración final de glutaraldehido 0,5-2%. Se encontró que entre los niveles inferiores e intermedios tuvieron un efecto significativo y positivo en la actividad final de biocatalizador, mientras que en el rango intermedio y superior el efecto fue negativo, siendo mas significativo para la concentración de enzima. Se pudo demostrar que ambos factores fuero y su interacción son significativas para el diseño del biocatalizador inmovilizado, logrando ajustar los datos experimentales a un modelo lineal con un R² ajustado del 96%. El biocatalizador con mejor desempeño obtenido se logró en condiciones de 22 U/mL y 1,25% de glutaraldehido a temperatura ambiente. Si bien los resultados presentados son preliminares, éstos constituyen un avance importante en la optimización de Ffasa en soportes híbridos. Actualmente, se está montando el reactor de producción de FOS utilizando este biocatalizador.