Xilanasas: Aditivos para la industria alimentaria

TADDIA, ANTONELA; BOGGIONE, MARÍA JULIA; TUBIO, GISELA

Buenos Aires

Congreso; XXI CONGRESO LATINOAMERICANO Y DEL CARIBE DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS & XVII CONGRESO ARGENTINO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS; 2019

UCA

La demanda de alimentos nutritivos y jugos naturales procesados aumenta actualmente con el interés por la alimentación saludable. Los avances biotecnológicos permiten desarrollar nuevas materias primas para el desarrollo de alimentos reemplazando aditivos químicos por biológicos como las enzimas. Las conversiones enzimáticas tienen muchas ventajas, entre ellas, una menor demanda de energía y una alta especificidad, lo que los convierte en aditivos interesantes en la industria alimentaria. Los cultivos y las frutas que se utilizan en la industria alimentaria y de bebidas contienen un considerable contenido de xilano. Las xilanasas (EX) hidrolizan los polisacáridos de xilano y su incorporación en el procesamiento de alimentos como el de cereales, panificación, clarificación de los jugos de frutas o de cerveza, permite tanto mejorar la aglomeración del gluten, la textura del pan y las galletas y producir xilooligosacáridos o arabinosiloligosacáridos como suplementos alimenticios prebióticos. La producción eficiente y rentable de EX mediante un proceso de fermentación, depende de la utilización de sustratos económicos, la productividad de los microorganismos, como también de la recuperación y purificación de la enzima mediante la correcta elección de los métodos para el downstreamprocess. Los hongos filamentosos, como Aspergillus niger, permiten obtener la enzima EX en forma exógena con alta actividad y en cantidades suficientes para los requerimientos buscados, activas a pH ácidos y a temperaturas entre 40 y 60ᵒC. Como sustrato para la producción de EX se pueden utilizar residuos lignocelulósicos o subproductos agroindustriales. El objetivo fue obtener EX, para su posterior adicción en panificación, a partir de un cultivo sumergido de A.niger optimizado sobre afrechillo de trigo (subproducto harinero). El extracto enzimático (EE) con una actividad EX de 5 U/ml se empleó sin tratamiento previo. La EX se recuperó mediante dos estrategias que combinan cada una dos operaciones unitarias: primero una separación por Sistemas Bifásicos Acuosos (SBAs) seguido de una cromatografía de intercambio iónico (IEC), y posteriormente precipitación salina combinada con cromatografía de interacción hidrofóbica (HIC). La extracción mediante SBAs, fue evaluada en trabajos previos siendo el sistema óptimo el formado por polietilenglicol (PEG) de peso molecular 1450 y citrato de sodio, el cual permitió la recuperación de EX con un rendimiento (R%) del 97% en la fase rica en PEG. Esta fase se cargó directamente en una columna de intercambio iónico Hi Trap DEAE sepharosa para mejorar aún más la purificación de EX respecto de las proteínas restantes, aumentando así el factor de purificación. Por otro lado, la precipitación del EE con sulfato de amonio al 80% de saturación permitió obtener EX con un R% del 60%. La fracción precipitada fue resuspendida en solución amortiguadora TRIS 50mM pH 8,00, y posteriormente empleada en una columna de Hi TrapPheny HP (HIC). La combinación de SBAs + IEC permitió obtener EX con un alto grado de pureza, mediante un procesos de producción económicamente viable y escalable para la industria alimentaria.