Producción de rutinosa por biotransformación de subproductos agroindustriales
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El disacárido rutinosa es un producto de reacción de la enzima α-ramnosil- β-glucosidasa cuando esta actúa sobre flavonoides 7-O-rutinosilados. El catalizador se inmovilizó en microfibras magnéticas (MM), con un rendimiento (YI) del 31.2%, mientras que la actividad expresada en el soporte o eficiencia del proceso (EI) fue del 8.9%. La producción de rutinosa en un reactor enzimático (50 ml) con 0.5 mM del flavonoide hesperidina como sustrato y 0.009 U/g de enzima, rindió un 86% de conversión de sustrato en 24 h, mientras que en los siguientes ciclos de reutilización del catalizador este porcentaje se mantuvo ligeramente por encima del 50%. 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 (subproducto de la industria citrícola) se seleccionaron para la producción de rutinosa por su alto contenido de hesperidina (6.8% p/p). Una suspensión (2.5% p/v) fue sometida a un tratamiento termo-alcalino (1.25% p/v Ca(OH)2-60°C-1 h) y el sobrenadante contenía 2.7 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). En dos ciclos de producción se obtuvieron porcentajes de conversión del 21.6% y del 13.6% luego de 2 h de proceso. Se logró la biotransformación utilizando un sustrato de bajo costo con un rendimiento de 0.32 g/L de rutinosa en 4 h de reacción. The disaccharide rutinose is a product of the enzyme α-rhamnosyl- β -glucosidase when it acts on 7-O-linked flavonoid-ß-rutinosides. The catalyst was immobilized on magnetic microfibers of aniline-iron (MM), with a yield (YI) of 31.2% and an immobilization efficiency (EI) of 8.9%. Rutinose production was assessed in an enzymatic reactor (50 ml) with 0.5 mM hesperidin as substrate and 0.009 U/g enzyme. The biotransformation achieved 86% hydrolysis after 24 h reaction, while in the following cycles of reutilization of the biocatalyst; the substrate conversion remained slightly above 50%. The optimum temperature for the free enzyme was 60ºC and for the immobilized catalyst it was 50ºC. We hypothesized that the reduction of 10ºC might be due to metal catalyzed oxidation promoted by leaked iron traces from the support. For that reason, the MM were coated with polyethyleneimine (PEI) and the new preparation (MM-PEI) showed the same optimum temperature than the free enzyme. In addition, at 70ºC no residual activity was detected for the free enzyme, while the MM preparation exhibited 15%, and MM-PEI presented 34% of the maximum activity. This data indicated a stabilizing effect of polyetylenimine on α-rhamnosyl-ß-glucosidase. In Misiones, Argentina, citric wastes are pelleted for animal feed. This by-product (Orange pellets) was selected for rutinose production due to its high content of hesperidin (6.8% w/w). In order to make the material more accessible to enzymatic hydrolysis, the pellets were subjected to thermal-alkaline treatment (1.25% w/v Ca(OH)2-60°C-1 h). The thermo-alkaline treated (2.5%w/v) pellets yielded a preparation containing 2.7 mM hesperidin and 15.6 mM reducing sugars. The neutralized preparation was used as substrate in an enzymatic reactor (20 ml) with MM-PEI (0.007 U/g). In two cycles of production (2 h) the substrate conversions were 21.6% and 13.6%, yielding 0.32 g/L rutinose solution after 4 h process.
Autor/a
Capecce, Agostina
Director/a
Breccia, Javier Darío;
Minig, Paola Marisol (co-director);
Minig, Paola Marisol (co-director);
Fecha
2012Tipo de documento
tesis
Subtipo de documento
tesina
tesina
dc.language.iso
spa
Materias
Biología : : Bioquímica;
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https://repo.unlpam.edu.ar/handle/unlpam/2399Registros en colección
- Tesisg [1853]